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| 機床主傳動系統之CAD工藝探討 |
| 點擊次數：2603 更新時間：2011-03-23 |
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機床主傳動系統之CAD工藝探討 隨著，科技的不斷發展。機床的制造工藝也越來越精密。在從事機床的研究、設計過程中，一項重要的工作內容是以主傳動鏈為代表的外聯傳動鏈的分級變速的設計。傳統的設計是依賴手工計算和繪圖，設計工作比較煩瑣，易出錯，重復工作多，特別是無法對設計中某些參數進行優化，設計的可靠性低。隨著計算機的軟、硬件的飛速發展，對通用機床主傳動系統采用計算機輔助設計（CAD）成為可能。 1 開發工具的選用 CAD軟件已發展成為各種可視化的發展環境。目前CAD開發工具軟件可分三類，一類是以Visual C++、Borland C++為代表的元件開發工具：另一類是以Visual Basic為代表的方案開發工具：再一類是以AutoCAD為代表的基于圖形軟件包的二次開發工具。這里我們采用的是Visual Basic（VB）6.0作為開發工具，此軟件功能強大，易用性強，攜帶的控件多，且控件封裝了大量的屬性和方法，更好地實現了代碼共享，大大節省了程序開發人員時間，是當今zui普遍的可視化編程工具之一。 2 用機床主傳動系統CAD結構與功能 總體結構通用機床主傳動系統CAD的總體結構流程框圖。關鍵點與軟件主要功能 轉速范圍（Rn）與轉速級數Z的確定由zui高（nmax）和zui低（nmin）轉速和公比Ø（選擇方式）確定轉速范圍Rn和轉速級數Z。操作上，選擇zui高、zui低轉速和公比，就可得出變速范圍和轉速級數數值。 Rn= nmax =Øz-1 Z= lgRn +1 nmin lgØ
式中:Rn為主軸變速范圍：Z為主軸轉速級數：Ø為公比。結構式、結構網與轉速圖的生成根據轉速級數可確定結構式、結構網，其原則是:①總的傳動副數量zui少。②傳動副前多后少，變速級比前小后大。③變速組的傳動副定為2或3，即Z=3m×2n。采用人機交互方式，按“結構網預覽”按鈕，由計算機生成結構式與結構網，可選擇滿意的結構網，結構式與結構網、轉速圖的選擇。齒數分配齒輪的齒數和一方面不應過大，以避免加大兩軸間的中心距，使機床結構龐大，同時還會提高齒輪線速度而增大噪聲，這里采用齒數和Sz≤100 ～120：另一方面齒數和不應過小，避免產生根切，對標準直齒圓柱齒輪zmin≥18，兩軸間zui小中心距應取合適，避免兩軸其它結構發生干涉。齒輪的齒數確定還應符合傳動比的要求。采用三聯滑移齒輪時必須滿足三聯滑移齒輪的要求，即zui大與次zui大齒輪的齒輪差應大于4，確保三聯滑移齒輪左右滑動時能順利通過。齒數分配確定，根據已計算的轉速級數、公比Ø以及各軸傳動比，點擊“齒數和”按鈕就可確定齒數和，選擇適當的齒數和，再點擊分配齒數按鈕，就可確定某一傳動組的齒數分配。參數優化參數優化是對傳動系統圖進行優化，確定齒輪參數分配、傳動比。由于傳動系統由傳動模塊組合而成，且各模塊已規格化，其傳動副數，變速順序及結構形式是確定的，可分別對各傳動模塊建立數學模型，當一種傳動方案形成后，可建立相應數學模型優化。該模塊有兩個變速組三個獨立變量，六個設計變量（z1，m1，i1，z4，m4，i4），其他任意一個齒輪參數均可由這六個設計變量表示，建立的數學模型如下:
i2=i1Øx z2= z1（1+i1）Øx z'2= z1（1+i1） （1+i1Øx） i1（1+i1Øx）
式中:i1，i2為齒輪傳動比：Ø為公比：x為級比指數：z1、z2為齒輪齒數：z'1、z'2為齒輪的配對齒數。目標函數: J=m1z1（1+1/i1）/2+m4z4（1+1/i4）/2 目標函數J為軸間距。約束條件: 傳動比:0.25≤ij≤2.0 齒輪線速度:0.0≤（pmzjn主/6000 Vmax）≤1.0 Vmax=15m/s 齒輪齒數:18≤z≤100 模數:2≤m≤14
優化結果還需要進行調整和處理。優化后的傳動系統圖。其它需考慮的問題 ① 主傳動系統重量zui輕:要滿足“前密后疏”，“前緩后快”的兩個條件： ② 齒輪數量前面齒輪數多于后面齒輪數： ③ 盡量采用公比齒輪，減少箱體軸向尺寸，但徑向尺寸不宜過大。 3 結束語將計算機技術應用在通用機床主傳動系統的設計中，改變了傳統的設計方式，提高了設計的可靠性，縮短了設計周期，減輕了勞動強度。目前，此項研究正在不斷完善中，這將對促進機床行業的發展具有重要意義。 蘇州中航長風數控科技有限公司主營產品有：線切割機床，電火花成型機，快走絲線切割，中走絲線切割，電火花線切割，電火花穿孔機，取斷絲錐機。 |
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