CNC工作機械用のラックアンドピニオントランスミッションの設計

ラックアンドピニオントランスミッションは、シングルモーターの機械式アンチバックラッシュラックアンドピニオントランスミッションと、デュアルモーターの電動アンチバックラッシュラックアンドピニオントランスミッションの2つのタイプに分けられます。前者は、機械的なバックラッシュ防止ギアボックス構造を備えたシングルモータードライブを使用し、トランスミッションギャップは機械的な構造を介しています。調整、不十分な伝送精度の保持は、徐々に排除されました。現在の主流のラックアンドピニオントランスミッション方式は、デュアルモーター電気バックラッシュ防止ラックアンドピニオントランスミッションです。その動作原理は次のとおりです。同じラックがダブルギアで駆動されます。工作機械の通常の送り処理中（図1を参照）、マスターモーターとスレーブモーターは一緒に電力を出力し、マスターギアとスレーブギアの回転方向は同じです。それらはすべて時計回りに回転し、単一モーターの1.5〜2倍のトルクを出力できます。工作機械が逆送りする場合（図2参照）、2つの出力ギアはマスタースレーブ駆動モーターに反対方向にトルクを加えることでラックの反対側と噛み合い、これにより張力の状態が維持されます。機能により、ギアとラックの伝達ギャップをなくし、工作機械の位置決め精度を向上させ、恒久的に維持することができ、機械部品の摩耗による工作機械の位置決め精度に影響を与えません。そのため、デュアルモーター電動アンチバックラッシュラックアンドピニオントランスミッションは、比較的大きなストローク（6500mmを超えるストローク）のアプリケーションで広く使用されています。

ただし、ラックアンドピニオントランスミッションの理論計算に関する完全で体系的な文献はありません。長年の実務経験に基づいて、著者はラックアンドピニオンの選択、減速機の減速比、サーボモーターとサーボのトルクマッチングを選択します。モーター慣性マッチングのいくつかの側面が詳細に紹介されており、有用な参考資料を提供することを望んでいます。と読者のためのヘルプ。問題をより直感的かつ明確にするために、工作機械のX軸ドライブを例として取り上げ、デュアルモーター電動アンチバックラッシュラックアンドピニオントランスミッション構造の設計プロセスを紹介します。これは通常のCNC金属切削工作機械です。 X軸駆動はヘリカルギアラックデュアルモーター電動アンチバックラッシュトランスミッション構造を採用。 X軸ドライブのパラメータは次のとおりです。キャリッジとキャリッジ負荷は2800kgで、減速時間は0.25秒、加速度は3.2m / s2、早送り速度は48m / min、ストロークは7 500mm、機械切断時のX方向の切断抵抗は5000Nです。