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824 预加载荷双齿轮齿条传动

  工作行程很大的大型数控机床通常采用齿轮齿条来实现进给运动。进给力不大时,可以采用类似于圆柱齿轮传动中的双薄片齿轮结构,通过错齿的方法来消除间隙;当进给力较大时,通常采用双厚齿轮的传动结构。图8-10是双厚齿轮的传动结构图。进给运动由轴2输入,通过两对斜齿轮将运动传给轴1和轴3,然后由两个直齿轮4和5去传动齿条,带动工作台移动。轴2上面两个斜齿轮的螺旋线的方向相反。如果通过弹簧在轴2上用一个轴向力,使斜齿轮产生微量的轴向移动,这时轴1和轴3便以相反的方向转过微小的角度,使齿轮4和5分别与齿条的两齿面贴紧,消除了间隙。随着现代切削技术的发展,高速切削和超高速切削技术日趋成熟。高速切削时,随着主轴转速的提高,进给速度也必须大幅度地提高。传统的滚珠丝杠副传动机构最大进给速度可达60m/min左右,而直线电动机驱动系统进给速度可达100m/min以上。由于直线电动机驱动有无间隙、惯性小、刚度较大而无磨损、定位精度和跟踪精度高以及行程不受限制等优点,现己得到愈来愈广泛的应用。直线电动机的基本结构与普通旋转电动机相似,如图8-11所示。

  直线电动机的原理并不复杂。设想把一台旋转电动机沿着半径的方向剖开,并且展平,就成了一台直线电动机。在直线电动机中,相当于旋转电动机定子的,叫初级;相当于旋转电动机转子的,叫次级,初级中通以交流电,次级就在电磁力的作用下沿着初级做直线运动。直线电动机既可以把初级做得很长(即初级固定,次级移动),也可以把次级做得很长(即次级固定,初级移动)。

  直线电动机有多种类型,按结构形式可分为扁平型、管型、圆盘型和圆弧型。按工作原理可分为交流直线感应电动机、交流直线同步电动机、直线直流电动机和直线步进电动机。

  为了减小电动机发热对机械的影响,电动机采用了特殊的冷却方式,即双冷却回路:主冷却回路和精密冷却回路。

  尽管直线电动机有诸多优点,但是只有在机械计适应高速、高加速度运行要求的前提下,它的优势才能发挥出来。所以设计的需要注意:

  1)尽量减轻移动的质量。因为是直接驱动,所以直线电动机对负载更加敏感,因而在设计时,在设定目标速度和加速度时,要充分考虑负载

  5)初级、次级之间的引力:通常这个引力是电动机额定推力的2~3倍,选择直线)暴露的磁场。在有铁屑产生的加工环境,需要很好地防护。

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