用辅助机械变速机构连接,分段无级变速
数控机床尤其是大中型数控机床在实际生产中,并不需要在整个变速范围内均为恒功率。一般要求在中、高速段为恒功率传动,低速段则要求恒转矩转动,为了确保数控机床主轴低速时有较大的转矩和主轴的变速范围尽可能人,通常在交流或直流电动机无级变速的荃础上,再增加两级或三级辅助机械变速机构(如配以变速齿轮)作为补充,通过少数几对齿轮传动,扩大变速范围,使之成为分段无级变速,如图2-10 (b)所示。通过分段变速方式,确保低速时的大转矩,扩大恒功率调速范围,满足机床垂切削时对转矩的要求。在该变速系统中,主轴的正、反启动与制动停止通过直接控制电动机来实现,主轴的变速由电动机的无级变速与齿轮的有级变速配合实现。为了使主轴变速迅速可靠,适应自动操作和高生产率的要求,辅助机械变速机构的结构、原理和普通机床相同,其中的齿轮有级变速通常采用液压叉和电磁离合器等变速机构。可以通过电磁离合器、液压或气动带动滑移齿轮等方式实现。辅助变速的动作控制,可以通过数控系统的“自动传动级变换”功能自动实现。辅助机械变速机构的变速比应根据实际机床的参数进行选择,并尽可能保持功率曲线的连续。
分段无级变速除用齿轮分级变速外,也有采用带传动来实现分级变速的,其主要方式是采用宝塔轮更换皮带位置,或干脆更换皮带轮。