CN100487263C - 精密高速主轴动力传动连接装置 - Google Patents

Abstract

精密高速主轴动力传动连接装置，其联轴器(3)为梅花形弹性联轴器，在机床主轴内配装有一同轴的圆锥自锁过渡轴，联轴器(3)一端联结电机输出轴(2)，另一端联结圆锥自锁过渡轴；所述的圆锥自锁过渡轴包括与联轴器联结的圆柱体段(4)和直径大于圆柱体段并能与机床主轴内壁配合自锁的圆锥柱体段(4′)，圆锥柱体段(4′)锥面(A)的锥度为1∶50～110。本发明在高转速下能够保证动力传动的可靠、高效和平稳，可有效减小传动动力时产生的震动。

Description

精密高速主轴动力传动连接装置

技术领域

本发明属于高速精密机床主轴系统动力传动装置结构技术领域。

背景技术

精密高速机床在转速达10000r/min以上的情况下工作，在把电机动力平稳的传动给主轴系统的同时，为了保证机床的高精度要求，需尽量避免传动动力时产生的震动。现有的动力传动装置的传动方式主要有三种，一种是用高速多楔带传递动力，在转速较高时会产生很大的振动。第二种是用电主轴结构形式传递动力，因主轴尾部悬臂太长，刚性较弱，容易振动，另外，因高速电机制造和装配精度要求太高会给主轴系统制造和装配带来很大困难。第三种是用双键传递动力，高速下会产生明显的双键冲击震动现象。

发明内容

本发明的目的正是为了解决上述现有技术存在的不足而提供一种在高转速下能够保证动力传动的可靠、高效和平稳，可有效减小传动动力时产生的震动的精密高速主轴动力传动连接装置。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的。

精密高速主轴动力传动连接装置，其联轴器为梅花形弹性联轴器，在机床主轴内配装有一同轴的圆锥自锁过渡轴，联轴器一端联结电机输出轴，另一端联结圆锥自锁过渡轴；所述的圆锥自锁过渡轴包括与联轴器联结的圆柱体段和直径大于圆柱体段并能与机床主轴内壁配合自锁的圆锥柱体段，圆锥柱体段锥面的锥度为1∶50～110。

本发明所述的梅花形弹性联轴器为ROTEX梅花形弹性联轴器，该联轴器中部相对设置有一对相互啮合的爪形齿，在二个爪形齿侧隙间装有一梅花形弹性体。圆锥自锁过渡轴的圆柱体段全部位于机床主轴内部。二个联轴器爪形齿啮合后，一个爪形齿的齿根面与另一个爪形齿的齿端面之间的间隙小于1mm。电机输出轴的端面与圆锥自锁过渡轴的圆柱体段端面之间的间隙小于3mm。

本发明通过圆锥自锁过渡轴和梅花形弹性联轴器将机床主轴与电机输出轴联结，通过圆锥自锁过渡轴与机床主轴之间自锁性很高、耐冲击力很强的1：50～110锥面配合，实现与主轴的压紧自锁配合联接。采用大比值圆锥自锁结构，有效解决了传递动力连结件在高转速下的动平衡问题。

所采用的带有爪形齿的ROTEX梅花形弹性联轴器，设置在爪形齿侧隙间的梅花形弹性体，可增加预紧力，防止主轴工作状态因爪形齿侧隙产生冲击振动和应力集中。将圆锥自锁过渡轴的圆柱体段全部置于机床主轴内部，可有效减小动力传输的轴向距离，使动力传动更平稳可靠，还使得设备结构更加紧凑。

本发明具有高速旋转时动不平衡和旋转冲击影响最小的特点，彻底解决了传统结构的不足，使得机床主轴在高转速下仍能保证动力传动的可靠、高效和平稳，有效减小传动动力时产生的震动。

下面结合说明书附图进一步阐述本发明的内容。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的局部俯视图。

具体实施方式

如图1所示，本发明由高速电机1、电机输出轴2、梅花形弹性联轴器3、圆锥自锁过渡轴和机床主轴5组成。梅花形弹性联轴器3可从市场上直接购得，以德国KTR Trading公司的ROTEX梅花形弹性联轴器最好。圆锥自锁过渡轴需要自行设计加工。将圆锥自锁过渡轴配装于机床主轴内。联轴器3一端联结电机输出轴2，另一端联结圆锥自锁过渡轴。圆锥自锁过渡轴包括与联轴器联结的圆柱体段4和直径大于圆柱体段并能与机床主轴内壁配合自锁的圆锥柱体段4′，圆锥柱体段4′锥面A的锥度为1：50～110，一般选择1：80～100，本实施例为1：100。圆锥自锁过渡件的锥面A具有良好的自锁性，加工圆锥自锁过渡件时，要严格控制锥圆大端尺寸值，以确保该零件压入机床主轴后，电机输出轴的端面与圆锥自锁过渡轴的圆柱体段端面之间的间隙δ₂小于3mm，防止因间隙过大影响动力传动的平稳性。装配时，将圆锥自锁过渡轴的圆柱体段全部置于机床主轴内部，以减小动力传输的轴向距离。在联轴器中部相对设置有一对相互啮合的爪形齿3′、3″，在二个爪形齿侧隙间装有一梅花形弹性体6，增加预紧力，防止主轴工作状态因爪形齿侧隙产生冲击振动和应力集中。通过调整轴向紧固位置，使二个爪形齿啮合后，一个爪形齿的齿根面与另一个爪形齿的齿端面之间的间隙δ₁小于1mm，以免影响联轴器的紧合力。

工作时，高速电机1启动，电机输出轴2通过联轴器3将动力传递到圆锥自锁过渡轴4，再传递到机床主轴5，使机床主轴5高速转动。在机床主轴5高速转动过程中，通过圆锥自锁过渡件4与机床主轴5之间良好的自锁性、所采用的梅花形弹性联轴器以及装在二个联轴器爪形齿侧隙间的梅花形弹性体6的配合，减少震动，实现平稳运转。

本发明结构简单，制作成本低，使用效果好，大大减小了机床主轴高速运转时产生的噪声和振动，提高产品的加工精度和表面质量。

Claims (5)

1、精密高速主轴动力传动连接装置，包括高速电机(1)、电机输出轴(2)和通过联轴器(3)与电机输出轴联结的机床主轴(5)，其特征在于，所述的联轴器(3)为梅花形弹性联轴器，在机床主轴内配装有一同轴的圆锥自锁过渡轴，联轴器(3)一端联结电机输出轴(2)，另一端联结圆锥自锁过渡轴；所述的圆锥自锁过渡轴包括与联轴器联结的圆柱体段(4)和直径大于圆柱体段并能与机床主轴内壁配合自锁的圆锥柱体段(4′)，圆锥柱体段(4′)锥面(A)的锥度为1：50～110。

2、根据权利要求1所述的精密高速主轴动力传动连接装置，其特征在于，所述的梅花形弹性联轴器为ROTEX梅花形弹性联轴器，该联轴器中部相对设置有一对相互啮合的爪形齿(3′、3″)，在二个爪形齿侧隙间装有一梅花形弹性体(6)。

3、根据权利要求1所述的精密高速主轴动力传动连接装置，其特征在于，圆锥自锁过渡轴的圆柱体段(4)全部位于机床主轴内部。

4、根据权利要求2所述的精密高速主轴动力传动连接装置，其特征在于，二个联轴器爪形齿(3′、3″)啮合后，一个爪形齿的齿根面与另一个爪形齿的齿端面之间的间隙δ₁小于1mm。

5、根据权利要求1所述的精密高速主轴动力传动连接装置，其特征在于，电机输出轴(2)的端面与圆锥自锁过渡轴的圆柱体段(4)端面之间的间隙δ₂小于3mm。

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