摘要（yào）：介紹了一種新型車（chē）銑（xǐ）複合加工中心的主傳動設計，其主（zhǔ）要特（tè）點是（shì）采用2 個西門子IPH7 主電機驅動，通過2 套齒形鏈傳動，既能滿足完成大扭矩的（de）車削運動需要，同時也可以完成銑削時進給（gěi）運動的消隙需要。
 

     關鍵（jiàn）詞：車銑加工中心；主傳動；齒形鏈；雙電機消隙

     0 引（yǐn）言

     車銑複合加工機床具有較高的精度及豐（fēng）富的加工（gōng）性能，能夠實現一次裝（zhuāng）夾找正（zhèng）完成多個加工工序（xù），在（zài）核電、軍工、航空航天等領域被廣泛應（yīng）用。而在車銑複合加工機床中，根據機床（chuáng）的（de）用途其工作台的傳動控製方式不同。當機床進行銑（xǐ）削加工時，工作台做為銑削進給軸時被稱為C軸，C 軸需要具備分度及進給的（de）功能，可參與聯（lián）動（dòng）加工（gōng），一般要求的定（dìng）位精度及（jí）重複定位精（jīng）度較高，要求消除傳動（dòng）鏈的間（jiān）隙。當機床進行車削加工時，工作台隻作旋轉運動，對旋轉的位置不進行（háng）控製。作為C 軸時工作台需要的驅動扭矩較小，而作（zuò）為車削運動旋轉時需要的驅動扭矩較大。

     1 、傳動鏈工（gōng）作原理及設計

     由於一對齒輪副在實際製造過程（chéng）中很難保證每個齒的兩個齒麵同時接觸，必然會存在間隙。但是工（gōng）作台作為C 軸使用時要求傳動鏈必須（xū）消除間隙才能（néng）滿足（zú）使用要求。本設計采用2 個西門（mén）子伺服電機，通過主-從控製方（fāng）式分別控製2個伺服電機，以（yǐ）達到消除傳動間隙的目（mù）的，其布局結構如（rú）圖1 所示。

      
 
                 圖1 C 軸傳動（dòng）布局
     1.伺服電機及減速箱2.工作台（tái）底座3.工作台4.傳動齒（chǐ）形鏈

    
     其中，伺服電機及減速箱1 通過支架把合在（zài）工作台底座2 上，通過齒形鏈4 將（jiāng）減速箱輸出輪與（yǔ）底座上的輸入輪連接，工作台底（dǐ）座上的輸出輪與工作台3 上的（de）大齒（chǐ）圈（quān）齧合，傳動鏈共（gòng）2 套（tào），2個傳動鏈的輸出小齒輪同時與工作台的大齒圈齧合。

     1.2 C 軸消隙原理

     本設（shè）計中2 套（tào）伺服電機分別驅（qū）動2 個小齒輪與（yǔ）工作台大齒（chǐ）圈同時齧合，針對2 個伺服電機分別預加一對大小相（xiàng）等，方向相反的扭矩，這（zhè）就保證（zhèng）了2 個小齒輪（lún）分別有1 個齒麵是與大齒圈的齒麵（miàn）無間隙接觸（chù），如圖2 所示（shì），小齒輪（lún）1 被預加逆時針的扭矩，小齒輪2 被（bèi）預加順時針扭矩，當工作台接收（shōu）到順時針旋（xuán）轉的命令後，驅動小齒輪1的伺服電機作為主工作電機開始運轉，驅動大齒圈3 逆時針轉動，而（ér）驅動小齒輪2 的伺服（fú）電機（jī）則成為負載從動旋轉（zhuǎn）。如果（guǒ）工作台逆時針（zhēn）旋轉，則驅動小齒輪1 與驅動小齒輪2 的伺服電機主從關係逆轉，驅動小齒輪1 的伺服電機成為（wéi）負（fù）載（zǎi）。整個（gè）消隙係統的剛性取決於預加扭（niǔ）矩（jǔ）的大小，預加的扭矩越大則係（xì）統剛性越好，一般需要根據實際情況（kuàng）調整預加扭矩的（de）值（zhí）。

                              圖2 C 軸消隙原理圖
                          1.小齒輪2.小（xiǎo）齒輪3.大齒圈

     伺服電機的（de）編（biān）碼器與工作（zuò）台中心安（ān）裝的海德（dé）漢圓光柵形成閉環控製，保證工作台（tái）準確定位。

     1.3 大扭矩傳動工作原理

     當機床（chuáng）進行（háng）粗加工或工作台快速啟動（dòng）時，工（gōng）作台需要（yào）提供較大扭（niǔ）矩，這時傳動（dòng）鏈上的（de）單個電機工作無法（fǎ）提供工作台實際工作（zuò）所需要的扭矩，此時，從動電機會自動（dòng）啟動，旋向與（yǔ）主動電機相同（tóng），如圖（tú）3 所示，2 個疊加工作，提供較大扭矩。

                     圖3 雙電（diàn）機疊加工作（zuò）原理圖（tú）
                     1.小齒輪2.小齒輪3.大（dà）齒圈

      2 、應用實例

      以我公司生產的CXH5255×35/32（北京（jīng）衛星）產品為例：工作台最大扭（niǔ）矩（jǔ）為70 kNm；工作台轉速範圍為0.5～50 r/min；電機為西門子1PH7224，功率2×55 kW；電機額定轉速為700 r/min；傳動鏈降（jiàng）速比為i=73；主傳動計算轉速為700/73=9.6 r/min。單個電（diàn）機輸出工作台最（zuì）大扭矩為T=9550×Pm×η/n=9550×55×0.85/9.6=46.5 kN·m，46.5×2=93 kN·m>70 kN·m，因（yīn）此滿足使用要求。

      3 、結語

        雙電機消隙技術具有結構簡（jiǎn）單（dān）、傳動效率高、適應高速傳動、裝配容易等優點，廣泛用於大型機床的進給傳（chuán）動係統，但該技術應用於立式車銑複合加工中心工作台主傳動係統在國（guó）內尚處於探索階段，隨著立式（shì）車銑複合加工中心市場需求數（shù）量的增加（jiā），該技術的應用會越來越廣泛。