数控加工中心链式刀库设计开题报告(3)

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（2）加长链条的链式刀库

如图4-2所示。这种刀库使用加长链条，让链条折叠回绕可提高空间利用率，进一步增加存刀量。链式刀库结构紧凑，刀库容量大，链环的形状可根据机床的布局制成各种形状。同时也可以将换刀位突出以便于换刀。在一定范围内，需要增加刀具数量时，可增加链条的长度，而不增加链轮直径。因此，链轮的圆周速度可不增加，刀库运动惯量的增加可不予考虑。

图4-2 加长链条的链式刀库

通过上面的选择与比较，权衡后选择单排链式刀库。

2、驱动刀库类型的拟定

驱动刀库，目前常见的方式有伺服电动机驱动和液动机驱动两种。

（1）伺服电动机驱动

伺服电机可使控制速度，位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。伺服电机转子转速受输入信号控制，并能快速反应，在自动控制系统中，用作执行元件，且具有机电时间常数小、线性度高、始动电压等特性，可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。

（2）液压机驱动

液压驱动容易实现无级调速，调速范围较大。容易实现过载保护，一般装有安全阀便可防止过载。运转平稳，容易吸收冲击和振动。液压驱动能在各种方位传动，容易实现往复传动。由于其体积小、传递的功率大，可在较小的空间内传递复杂的运动形式。这些特点使液压传动在组合机床和自动线中应用十分普遍。

但由于工作液体不可避免会有漏损、油液具有微小的可压缩性、管路会产生弹性变形，因此液压传动不宜用于传动要求严格的传动系统中。

通过上面对两种驱动方式的比较，加上我国加工中心都选用伺服电机驱动方式，在本设计中也将采用伺服电动机来驱动。

3、刀库传动方案的拟定

（1）蜗轮蜗杆传动

蜗杆传动用于传递交错轴之间的回转运动。在绝大多数情况下，两轴在空间是互相垂直的，轴交角为90°。它广泛应用在机床、汽车、仪器、起重运输机械、冶金机械以及其他机械制造部门中，最大传动功率可达750 kW，通常用在50kW以下；最高滑动速度可达35m/s,通常用在15m/s以下。

蜗杆传动的主要优点是结构紧凑、工作平稳、无噪声、冲击振动小以及能得到很大的单级传动比。在传递动力时，传动比一般为8～100，常用的为15～50。在机床工作台中，传动比可达几百，甚至到1000。

（2）齿轮传动

齿轮传动的特点是：齿轮传动平稳，传动比精确，工作可靠、效率高、寿命长，使用的功率、速度和尺寸范围大。优点：传动效率高；传动比大；传递扭矩大；寿命长。

为使伺服电机在最佳状态下工作，一般不采用伺服电机的低速段。刀库需要在伺服电机恒转矩下运转工作，否则不能达到刀库需要的转矩，这就要求减速装置既要很大的减速比，又要保证电机工作在恒转矩下工作，齿轮传动不能实现大的传动比，因此，选用蜗杆减速装置。

4总体传动方案设计：

方案一：

通过对设计任务的解读，能够知道本次设计的刀库其主运动是链式运动，本方案由电动机、带传动、导向轮，调节轮，驱动轮，蜗轮蜗杆等组成。电机提供动力，确保链式刀库刀套线速度为22-35m/min。其工作原理为：电动机通过皮带和皮带轮，将动力传给蜗杆蜗轮，蜗杆蜗轮又将动力传给驱动轮，并带动导向轮，调节轮转动。从而实现整个刀库的转动，通过电气控制系统的控制，最终实现链式刀库的自动换刀动作。传动方案见下图4.1