CN101683719A - 数控曲线磨床无间隙传动装置 - Google Patents

数控曲线磨床无间隙传动装置 Download PDF

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Abstract

数控曲线磨床无间隙传动装置属于磨床零部件领域。现有非圆内孔磨床传动装置存在占用空间大、成本高、耗能大或精度寿命短、不能正反方向来回转动的缺陷。本发明采用齿轮箱形式，包括齿轮箱箱体、箱盖、电机和编码器，箱体上设置有作为主动轴的转轴和作为从动轴的主轴，转轴上固定套装有小齿轮，主轴上套装有都与小齿轮啮合的两个大齿轮，其中一个与主轴固定，另一个空套于主轴，两个大齿轮的齿面由角度错开机构使之相互错开并紧贴于小齿轮的齿面，编码器通过联轴器与主轴连接，编码器通过信号线与数控系统连接。本发明传动平稳、精度保持性好、能正反方向连续运转。

Description

数控曲线磨床无间隙传动装置
技术领域
本发明属于磨床零部件领域，尤其与一种数控曲线磨床无间隙传动装置有关。
背景技术
为了达到零件的轮廓度加工精度，目前，非圆内孔数控磨床的动力传动装置有两种方式，一种是用大功率伺服电机直接驱动主轴回转，这样在较低的转速时，也能达到一定的精度要求，但是大功率伺服电机的外形尺寸比较大，导致占用空间大，成本也较高、耗能也大。另一种是通过高精度蜗轮副减速，实现了大扭矩，用摩擦片阻尼的方式使传动紧靠蜗轮一边来消除由于蜗轮副制造误差产生的间隙和装配必需的传动间隙，再用光栅尺测出传动误差数据，由数控系统进行插补修整由于蜗轮副制造误差产生的间隙，这种方式只能在一个方向的插补，并且在使用一段时间之后，因为蜗轮副传动过程中的磨损，将会失去原来精度，插补的误差数据也同时失效，导致精度寿命比较短、不能正反方向来回传动。
发明内容
本发明目的就是要解决现有非圆内孔磨床传动装置存在的占用空间大、成本高、耗能大或精度寿命短、不能正反方向来回转动的缺陷，提供一种传动平稳、精度保持性好、能正反方向连续运转的数控曲线磨床无间隙传动装置。为此，本发明采用以下技术方案：
数控曲线磨床无间隙传动装置，包括齿轮箱箱体和箱盖，箱体上设置有作为主动轴的转轴和作为从动轴的主轴，转轴和主轴与箱体之间设置有轴承，转轴上固定套装有小齿轮，其特征是：主轴上套装有都与所述的小齿轮啮合的两个大齿轮，其中一个大齿轮与主轴固定，另一个大齿轮空套于主轴；两个大齿轮端面相靠，与主轴固定的大齿轮的靠接端面上设置有支柱，空套于主轴的大齿轮设置有轴向通孔，所述的支柱穿过该轴向通孔，空套于主轴的大齿轮的非靠接端面上设置有挡块，挡块和支柱之间设置有弹簧，弹簧一端抵靠于挡块，另一端抵靠于支柱，弹簧轴向与大齿轮径向不重合，将两个大齿轮顶撑着相对旋转一个角度，使两个大齿轮的齿面相互错开并紧贴于所述的小齿轮的齿面，消除了啮合间隙；在主轴的一端连接有编码器。
本发明使用时，作为主动轴的转轴通过联轴器与电机的转轴连接，编码器通过信号线与数控系统连接，电机通过信号线与数控系统连接，如此，组成闭合的反馈控制回路。在工作过程中，编码器测出主轴的转动数据，反馈输入到数控系统内，与要求的转动数据进行比较，然后根据比较结果由数控系统指令电机进行转速调整，达到消除传动误差的作用。本发明使用一段时间后，大、小齿轮的轮齿齿面会有一定的磨损，两个大齿轮在弹簧弹力的作用下使齿面相互错开始终紧贴于小齿轮的齿面，不会产生间隙，由通过数控系统对电机转速的控制调整，大齿轮的转速始终能符合要求。
作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本发明还包括以下附加技术特征：
所述的与主轴固定的大齿轮一侧设置有与该大齿轮连为一体的圆柱轴套，轴套直径靠近所述的靠接端面处较大形成台阶端面，另一个大齿轮套装于该轴套，并用固定安装于所述的台阶端面的挡圈对套装于轴套的大齿轮进行轴向限位。
所述的小齿轮为直齿轮，相应的所述的两个大齿轮也是直齿轮。
所述的小齿轮还可以是斜齿轮，小齿轮上设置有两排轮齿，其中一排轮齿左旋，另一排轮齿右旋，相应的所述的两个大齿轮也是斜齿轮，其中一个大齿轮的轮齿右旋，另一个大齿轮的轮齿左旋。
所述的斜齿轮型式的小齿轮还可以由两个小齿轮串接组成，其中一个小齿轮的轮齿左旋，另一个小齿轮的轮齿右旋。
所述的转轴和主轴与箱体之间设置有轴承。
所述的挡块上安装有螺钉，所述的弹簧套装于该螺钉上，使弹簧不会从所述的挡块和支柱之间脱落。
所述的支柱、挡块、弹簧和螺钉组成角度错开机构，该角度错开机构数量为4个，以大齿轮轴线为圆心沿圆周方向间隔90度分布。
所述的主轴和编码器通过联轴器连接。
使用本发明可以达到以下有益效果：采用弹簧弹力的作用使两个大齿轮的齿面相互错开并始终紧贴于小齿轮的齿面的结构，并通过编码器和数控系统对电机转速的控制调整，消除了齿轮间的啮合间隙，达到能正反方向连续运转并且传动平稳，精度保持性好。
附图说明
图1是本发明的主视图。
图2是图1的A-A剖视图。
图3是图2的B-B剖视图。
图4是图2的C-C剖视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细描述。
如图1、图2、图3、图4所示，本发明采用齿轮箱形式，包括齿轮箱箱体1、箱盖2、电机3和编码器4，箱体1上设置有作为主动轴的转轴5和作为从动轴的主轴12，转轴5和主轴12与箱体1之间设置有轴承，转轴5上固定套装有直齿小齿轮6，主轴12上套装有都与小齿轮6啮合的直齿大齿轮10和11，其中大齿轮11与主轴12固定，大齿轮11一侧设置有与其连为一体的圆柱轴套，该轴套上直径靠近所述的靠接端面处较大形成台阶端面，大齿轮10套装于该轴套，与主轴12形成空套，用固定安装于所述的台阶端面的挡圈14对大齿轮10进行轴向限位；大齿轮10和11的端面相靠，大齿轮11的靠接端面上设置有支柱13，大齿轮10设置有轴向通孔，支柱13穿过该轴向通孔，大齿轮10的非靠接端面上设置有挡块9，挡块9上安装有螺钉15，螺钉15的轴向与大齿轮10和11的径向不重合，弹簧16套装于螺钉15上，弹簧16一端抵靠于挡块9，另一端抵靠于支柱13，将大齿轮10和11顶撑着相对旋转一个角度，使大齿轮10和11的齿面相互错开并紧贴于小齿轮6的齿面，消除了啮合间隙，支柱13、挡块9、弹簧16和螺钉15组成角度错开机构，该角度错开机构数量为4个，以大齿轮10和11的轴线为圆心沿圆周方向间隔90度分布；在主轴12的一端连接有编码器4，主轴12和编码器4通过联轴器8连接。
上述小齿轮6还可以是斜齿轮时，小齿轮6上设置有两排轮齿，其中一排轮齿左旋，另一排轮齿右旋，相应的大齿轮10和11也是斜齿轮，大齿轮10的轮齿右旋，大齿轮11的轮齿左旋，也可以是大齿轮11的轮齿右旋，大齿轮10的轮齿左旋。
前述斜齿轮型式的小齿轮6还可以由两个小齿轮串接组成，其中一个小齿轮的轮齿左旋，另一个小齿轮的轮齿右旋。
本发明使用时，作为主动轴的转轴5通过联轴器7与电机3的转轴连接，编码器4通过信号线与数控系统连接，电机3通过信号线与数控系统连接，如此组成闭合的反馈控制回路。在工作过程中，编码器4测出主轴12的转动数据，反馈输入到数控系统内，与要求的转动数据进行比较，然后根据比较结果由数控系统指令电机3进行转速调整，达到消除传动误差的作用；本发明使用一段时间后，大齿轮10、11和小齿轮6的轮齿齿面会有一定的磨损，大齿轮10和11在弹簧弹力的作用下使齿面相互错开始终紧贴于小齿轮6的齿面，不会产生间隙，由通过数控系统对电机3转速的控制调整，使大齿轮10和11的转速始终能符合要求。

Claims (9)

1、数控曲线磨床无间隙传动装置，包括齿轮箱箱体(1)和箱盖(2)，箱体(1)上设置有作为主动轴的转轴(5)和作为从动轴的主轴(12)，转轴(5)上固定套装有小齿轮(6)，其特征在于：主轴(12)上套装有都与所述的小齿轮(6)啮合的大齿轮(10)和(11)，大齿轮(11)与主轴(12)固定，大齿轮(10)空套于主轴(12)；大齿轮(10)和(11)的端面相靠，大齿轮(11)的靠接端面上设置有支柱(13)，大齿轮(10)设置有轴向通孔，所述的支柱(13)穿过该轴向通孔，大齿轮(10)的非靠接端面上设置有挡块(9)，挡块(9)和支柱(13)之间设置有弹簧(16)，弹簧(16)一端抵靠于挡块(9)，另一端抵靠于支柱(13)，弹簧(16)的轴向与大齿轮(10)和(11)的径向不重合，大齿轮(10)和(11)的齿面相互错开并紧贴于所述的小齿轮(6)的齿面；在主轴(12)的一端连接有编码器(4)。
2、根据权利要求1所述的数控曲线磨床无间隙传动装置，其特征在于：所述的大齿轮(11)一侧设置有与该大齿轮(11)连为一体的圆柱轴套，该轴套直径靠近所述的靠接端面处较大形成台阶端面，大齿轮(10)套装于该轴套，并用固定安装于所述的台阶端面的挡圈(14)对大齿轮(10)进行轴向限位。
3、根据权利要求2所述的数控曲线磨床无间隙传动装置，其特征在于：所述的小齿轮(6)为直齿轮，相应的所述的大齿轮(10)和(11)也是直齿轮。
4、根据权利要求2所述的数控曲线磨床无间隙传动装置，其特征在于：所述的小齿轮(6)还可以是斜齿轮，小齿轮(6)上设置有两排轮齿，其中一排轮齿左旋，另一排轮齿右旋，相应的所述的大齿轮(10)和(11)也是斜齿轮，其中一个大齿轮的轮齿右旋，另一个大齿轮的轮齿左旋。
5、根据权利要求4所述的数控曲线磨床无间隙传动装置，其特征在于：所述的斜齿轮型式的小齿轮(6)还可以由两个小齿轮串接组成，其中一个小齿轮的轮齿左旋，另一个小齿轮的轮齿右旋。
6、根据权利要求3、4或5所述的数控曲线磨床无间隙传动装置，其特征在于：所述的挡块(9)上安装有螺钉(15)，所述的弹簧(16)套装于螺钉(15)上。
7、根据权利要求6所述的数控曲线磨床无间隙传动装置，其特征在于：所述的支柱(13)、挡块(9)、弹簧(16)和螺钉(15)组成角度错开机构，该角度错开机构数量为4个，以大齿轮(10)和(11)的轴线为圆心沿圆周方向间隔90度分布。
8、根据权利要求2所述的数控曲线磨床无间隙传动装置，其特征在于：所述的主轴(12)和编码器(4)通过联轴器(8)连接。
9、根据权利要求2所述的数控曲线磨床无间隙传动装置，其特征在于：所述的转轴(5)和主轴(12)与箱体(1)之间设置有轴承。
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