多數(shù)機床都要求選擇最經(jīng)濟的切削速度以發(fā)揮機床和刀具的最大效益。一方面，隨著工件的大小、材料性質(zhì)、要求的尺寸精度、表面粗糙度以及所用刀具的不同，最經(jīng)濟的切削速度亦不相同；另一方面，機床的快速進刀、快速退刀和對刀調(diào)整等輔助工作也需要不同的運動速度。因此，為了保證機床能在不同的速度下工作，要求包括主拖動和進給拖動在內(nèi)的電力拖動系統(tǒng)，必須具備調(diào)節(jié)速度的功能。
為滿足上述機床對調(diào)速的要求，一般可視具體情況采用機械有級調(diào)速系統(tǒng)、電氣--機械有級調(diào)速系統(tǒng)、電氣無級調(diào)速系統(tǒng)。
1．機械有級調(diào)速系統(tǒng)
在機械有級調(diào)速系統(tǒng)中，電動機采用不調(diào)速的鼠籠異步電動機，而速度調(diào)節(jié)通過改變齒輪箱的變速比來實現(xiàn)。圖5.1為某機床采用的機械有級調(diào)速系統(tǒng)及其轉(zhuǎn)速圖。
從圖中可以看出，電動機的單一轉(zhuǎn)速通過9對齒輪的變速，在負載側(cè)得到12個轉(zhuǎn)速。
機械有級調(diào)速系統(tǒng)的速度不能連續(xù)可調(diào)，因而常常得不到最合理的速度，也就不能保證機床的最高效率。此外，為獲得比較多的速度，不得不采用很多機械轉(zhuǎn)動機構(gòu)，使機械系統(tǒng)變得復(fù)雜，既影響機床的加工精度，也增加了機床的造價。
這種系統(tǒng)的優(yōu)點是：負載轉(zhuǎn)矩是經(jīng)機械傳動機構(gòu)傳到電動機軸上的，電動機軸上的轉(zhuǎn)矩等于負載轉(zhuǎn)矩的傳動比的倒數(shù)倍，因此在降速系統(tǒng)中可以選擇轉(zhuǎn)矩較小的電動機。普通車床、鉆床、銑床和小鏜床一般都采用這種機械有級調(diào)速系統(tǒng)。
2．電氣--機械有級調(diào)速系統(tǒng)
在機械有級調(diào)速系統(tǒng)中，用多速籠型異步電動機代替單速籠型異步電動機，這樣的系統(tǒng)就是電氣--機械有級調(diào)速系統(tǒng)。多速電動機一般采用雙速電動機，少數(shù)機床采用三速、四速電動機。中小型鏜床的主拖動系統(tǒng)多采用雙速電動機。
在這種調(diào)速系統(tǒng)中，如機床主軸電動機的速度級數(shù)為 m，機械變速級數(shù)為 y，則機床主軸的速度級數(shù)為：z = my。
一般說來，在總的變速級數(shù)一定的情況下，采用多速電動機可以簡化機械傳動機構(gòu)，但多速電動機的價格比單速電動機貴得多，因此，在采用多速電動機后若不能有效地減小機床變速箱或機床成本，則應(yīng)優(yōu)先采用單速電動機。
3．電氣無級調(diào)速系統(tǒng)
通過直接改變電動機轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)機床工作機構(gòu)轉(zhuǎn)速的無級調(diào)節(jié)，這種調(diào)速系統(tǒng)調(diào)速范圍寬、可實現(xiàn)平滑調(diào)速、調(diào)速精度高、控制靈活，還可大大簡化機床的機械傳動機構(gòu)。
速度調(diào)節(jié)，可通過手動給定信號并經(jīng)過中間放大、保護等環(huán)節(jié)來實現(xiàn)，因而電動機轉(zhuǎn)速人為給定，不能自動糾正轉(zhuǎn)速偏差，這種方式稱為開環(huán)控制，其系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖5.2所示。圖5.3表明：當電動機的機械特性由轉(zhuǎn)變?yōu)?、時，它們與負載機械特性的交點亦相應(yīng)改變，其穩(wěn)定轉(zhuǎn)速即由轉(zhuǎn)變?yōu)?、?br>
加工時，由于毛坯余量的變化、工件材質(zhì)不均勻等原因，使電動機負載發(fā)生擾動，這種擾動會引起電動機轉(zhuǎn)速的波動，影響加工質(zhì)量。低速時甚至?xí)绊戨妱訖C的正常運轉(zhuǎn)。因此，要設(shè)法使電動機轉(zhuǎn)速不隨外界擾動而變化，始終能精確地保持在給定的數(shù)值上，這就需要速度能自動調(diào)節(jié)、亦稱穩(wěn)速。一般要用閉環(huán)控制系統(tǒng)才能實現(xiàn)穩(wěn)速。最簡單的結(jié)構(gòu)框圖如圖5.4所示。