[发明专利]数控铣镗床的垂直方向传动系统

权利要求书

1.数控铣镗床的垂直方向传动系统，包括立柱、同心主轴箱、减速机、伺服电机，其特征在于：机床立柱(4)上垂直固定连接板(6)，平行于立柱的丝杠(15)上部通过过渡法兰(13)与连接板(6)一端垂直固定，连接板(6)末端上还安装采用带失电抱闸器的伺服电机(7)，其轴端与减速机(8)的输入端相连接，减速机(8)的输出端与丝杠(15)上部通过过渡法兰(13)同轴固定，减速机(8)上端同轴固定法兰盘(12)、电磁式安全刹车(9)，电磁式安全刹车(9)通过键(10)与丝杠(15)上端同轴连接；丝杠(15)中间的螺纹部分有丝母(16)，通过丝杠(15)的旋转带动丝母(16)上下运动；同心的主轴箱(5)在丝母(16)上面，通过螺钉(21)连接，与丝杠(15)同轴，丝母(16)内设置防坠落结构；丝杠(15)的下端通过锁紧螺母(18)固定轴承(17)，轴承(17)安装在轴承座(19)里，轴承座(19)通过螺钉与立柱(4)底部固定；压板(22、23)用螺钉固定在主轴箱(5)上，主轴箱(5)贴合在立柱(4)导轨的正面，压板(22、23)分别贴合在立柱(4)两个导轨的背面，主轴箱(5)可沿立柱(4)导轨上下移动。

2.根据权利要求1所述的数控铣镗床的垂直方向传动系统，其特征在于电磁式安全刹车(9)内部的刹车片(11)位于法兰盘(12)上。

3.根据权利要求1所述的数控铣镗床的垂直方向传动系统，其特征在于丝母(16)内设置防坠落结构，丝母(16)与丝杠(15)的滚珠滚道呈螺旋线分布，内嵌滚珠(20)，丝母(16)下端的内壁在对应丝杠(15)滚珠滚道的表面有突环，突环为螺旋线状，突环也是一环滚道，进入到丝杠螺纹内；突环的直径小于滚珠(20)。

4.制造权利要求1所述的数控铣镗床的垂直方向传动系统，其特征在于在制造前的结构设计时，考虑本传动系统应用条件，计算选用减速机、伺服电机、丝杠、电磁式安全刹车的技术参数，当机床本身的参数要求如下时：

主轴箱质量m=6000kg，

主轴箱沿立柱移动的最大速度为V=10m/min，

启动及制动时间t<0.2s；

则本传动传动系统选用减速比i=1：5的减速机，

选用直径d=120mm，导程P=20mm的丝杠，

则伺服电机最高转速n≥VPi×103=1020×5×103=2500rpm,]]>选用最高转速n=3000rpm的伺服电机；

由已有的设计参数确定丝杠的角加速度：

α=2πV60tP×103=2π×1060×0.2×20×103=261.8rad/s2;]]>

主轴箱折算到丝杠上的转动惯量

丝杠自身的转动惯量J_丝杠=0.64kgm²，减速机输出端惯量J_减=0.84kgm²，总惯量J=J_主+J_丝杠+J_减=0.06+0.64+0.84=1.54kgm²，

加速时伺服电机所需扭矩T_电机=Jα/i=1.54×261.8/5≈81Nm，即所选伺服电机的额定扭矩必须大于81Nm，

减速机输出端额定扭矩T_减=T_电机i=81×5=405Nm，即所选减速机输出端扭矩须大于405Nm，

制动扭矩T_制动=T_电机i=81×5=405Nm，即电磁式安全刹车的制动扭矩须大于405Nm；

以上为结构设计时必须满足的参数。