CN102281989B - 轴传动机构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种轴传动机构,包括:主体(12),其设置在工作设备的一侧;轴(10),其轴式设置在主体(12)上,在下侧设置有环形齿轮(16);齿轮箱(20),其设置在主体(12)的一侧;多个从动轴(40),其轴式设置在齿轮箱(20)上,与环形齿轮(16)啮合;空转轴(30),其轴式设置在齿轮箱(20)上,在一侧与多个从动齿轮(42)啮合;高速驱动轴(22),其轴式设置在齿轮箱(20)上,借助于轴电机(26)的驱动力而使空转轴(30)变速驱动;低速驱动齿轮(80),其轴式设置在齿轮箱(20)上,与多个从动轴(40)啮合,通过加压单元(60)加压而去除间隙;减速器(50),其轴式设置在低速驱动齿轮(80)上,通过伺服电机(52)而被驱动,从而驱动低速驱动齿轮(80);以及离合器单元(90),其设置在伺服电机(52)与低速驱动齿轮(80)之间,控制上述伺服电机的动力传递。

Description

轴传动机构
技术领域
本发明涉及轴传动机构,更详细地说涉及使设置有元件的轴旋转的轴传动机构。
背景技术
工作设备一般是通过元件与工具的相对移动来进行加工的,上述元件作为一例能够设置在卡盘、轮盘等上,作为传动元件能够利用齿轮。
特别是,齿轮所致的传动具有在齿轮装置上产生热的特性。
另一方面,上述元件根据所加工的形状,需要使轴以高速、中速以及低速的旋转速度旋转,作为一例,在单纯地对元件的外径进行车削加工时,可以高速或者中速旋转,在对键槽、销孔等进行加工时可以低速旋转。
如上所述,在使轴以高速或者中速旋转时,轴能够作为主要轴来发挥作用,此时有可能会存在间隙(backlash),不需要去除间隙。
另外,在对设置在上述轴上的元件进行标引作业、铣削作业等时,需要进行精密旋转,特别是能够反复进行正旋转和逆旋转,为了进行精密加工,需要去除间隙。
但是如上所述,当需要在一个元件上实施复合加工时,作为一例,虽然在对外径复合地进行加工和铣削作业时,先使轴高速旋转,在想进行铣削作业时,应使轴以低速精密旋转,但是在以往的轴中存在只能执行从高速或者低速中选择的一种功能,不能执行复合加工的问题。
另外,当使去除了间隙而能够进行精密旋转的轴(作为一例,轮盘)高速旋转时,由于齿轮驱动而发热严重,存在不能顺利地加工工件的问题。
发明内容
本发明的目的在于,提供一种轴传动机构,其能够进行间隙的去除以及恢复等的控制,从而能够进行轴的精密旋转和高速旋转,能够实施元件的复合加工。
本发明的目的,不限定在如上上述的目的,本领域技术人员能够从下述的内容想到未提及的其他目的。
为了实现上述目的,本发明的一实施例的轴传动机构包括:
主体,其设置在工作设备的一侧;
轴,其轴式设置在上述主体上,在下侧设置有环形齿轮;
齿轮箱,其设置在上述主体的一侧;
多个从动轴,其轴式设置在上述齿轮箱上,与上述环形齿轮啮合;
空转轴,其轴式设置在上述齿轮箱上,在一侧与上述多个从动齿轮啮合;
高速驱动轴,其轴式设置在上述齿轮箱上,借助于轴电机的驱动力而使上述空转轴变速驱动;
低速驱动齿轮,其轴式设置在上述齿轮箱上,与上述多个从动轴中的任意一个从动轴啮合,通过加压单元加压而去除间隙(backlash);
减速器,其轴式设置在上述低速驱动齿轮上,通过伺服电机而被驱动,驱动上述低速驱动齿轮;以及
离合器单元,其设置在上述伺服电机与上述低速驱动齿轮之间,控制上述伺服电机的动力传递。
另外,上述轴传动机构包括:
第1变速驱动齿轮,其轴式设置在上述驱动轴的上侧;
第2变速驱动齿轮,其键槽式设置在上述驱动轴的下侧,进行直线运动;
第3变速驱动齿轮,其键槽式设置在上述驱动轴上,进行直线运动,与上述第1变速齿轮啮合;
致动器,其设置在上述齿轮箱的一侧,使上述第2变速驱动齿轮和上述第3变速驱动齿轮移动到设定的位置;
第1变速从动齿轮,其设置在上述空转轴的上侧,与上述第1变速驱动齿轮啮合;以及
第2变速从动齿轮,其设置在上述空转轴的下侧,与上述第2变速驱动齿轮啮合。
另外,上述设定的位置如下:
上述第1变速驱动齿轮和上述第3变速驱动齿轮被啮合,上述第2变速驱动齿轮与上述第2变速从动齿轮之间的啮合被解除,传递高速动力的高速位置;
上述第1变速驱动齿轮与上述第3变速驱动齿轮之间的啮合被解除,上述第2变速驱动齿轮与上述第2变速从动齿轮之间的啮合被解除,切断动力传递的中立位置;以及
上述第1变速驱动齿轮与上述第3变速驱动齿轮之间的啮合被解除,上述第2变速驱动齿轮和上述第2变速从动齿轮被啮合,传递中速动力的低速位置。
另外,关于上述加压单元,
在上述齿轮箱的一侧形成有气缸腔,
在上述气缸腔上配置有升降轴,
在上述升降轴的下侧配置有上述低速驱动齿轮,
通过供给到上述腔的油压,上述升降轴下降而对低速驱动齿轮加压。
另外,关于上述离合器单元,
在上述升降轴的下端形成有第1曲轴联轴器齿轮,
在上述低速驱动齿轮的下侧形成有第2曲轴联轴器齿轮,
且在该离合器单元上配置有曲轴联轴器部件,该曲轴联轴器部件与上述低速驱动齿轮错开配置,在上侧形成有第3曲轴联轴器齿轮,借助于油压而升降,
通过上述曲轴联轴器部件的升降,上述第3曲轴联轴器齿轮与第1、第2曲轴联轴器齿轮咬合或者解除咬合,由此控制动力传递。
其他实施例的具体方式包含在详细的说明以及附图中。
如上所述构成的本发明的一实施例的轴传动机构,能够去除间隙或维持间隙,从而能够通过轴电机的驱动而使轴高速旋转,另外能够根据伺服电机的驱动而以低速精密旋转。
另外,如上所述,本发明的一实施例的轴传动机构能够进行高速和低速的切换,从而能够更多样地对元件进行加工。
附图说明
图1是用于说明本发明的一实施例的轴传动机构的俯视示意图。
图2是在本发明的一实施例的轴传动机构中,用于说明齿轮配置的示意图。
图3是在本发明的一实施例的轴传动机构中,用于说明以高速或者中速驱动轴的一例的图。
图4是在本发明的一实施例的轴传动机构中,用于说明以低速精密旋转驱动轴的一例的图。
图5及图6是在本发明的一实施例的轴传动机构中,用于说明间隙的去除的示意图。
符号说明
10:轴                        12:主体
14:主轴                      16:环形齿轮
20:齿轮箱                    22:高速驱动轴
24a:第1变速驱动齿轮          24b:第2变速驱动齿轮
26:轴电机                    30:空转轴
34a:第1变速从动齿轮          34b:第2变速从动齿轮
36:第1齿轮                   40:从动轴
40a,40b:第1、第2从动轴      42:从动齿轮
46:驱动齿轮                  50:减速器
52:伺服电机                  60:加压单元
70:升降轴                    80:低速驱动齿轮
90:离合器单元
具体实施方式
本发明的一实施例的轴传动机构,包括:设置在工作设备的一侧的主体12;轴式设置在主体12上,在下侧设置有环形齿轮16的轴10;设置在主体12的一侧的齿轮箱20;轴式设置在齿轮箱20上,与环形齿轮16啮合的多个从动轴40;轴式设置在齿轮箱20上,一侧与多个从动齿轮42啮合的空转轴30;轴式设置在齿轮箱20上,借助于轴电机26的驱动力而使空转轴30变速驱动的高速驱动轴22;轴式设置在齿轮箱20上,与多个从动轴40啮合,由加压单元60加压而去除间隙(backlash)的低速驱动齿轮80;轴式设置在低速驱动齿轮80上,通过伺服电机52来驱动,使低速驱动齿轮80驱动的减速器50;以及配置在伺服电机52与低速驱动齿轮80之间,控制上述伺服电机的动力传递的离合器单元90。
参照附图和详细说明的后述的实施例,能够更清楚地了解本发明的优点、特点以及实现这些的方法。
在整个说明书中,对于相同的结构要素附上相同的符号。
以下,参照图1至图4,说明本发明的一实施例的轴传动机构。
图1是用于说明本发明的一实施例的轴传动机构的俯视示意图,图2是在本发明的一实施例的轴传动机构中,用于说明齿轮配置的示意图,图3是在本发明的一实施例的轴传动机构中,用于说明以高速或者中速驱动轴的一例的图,图4是在本发明的一实施例的轴传动机构中,用于说明以低速精密旋转驱动轴的一例的图。
本发明的一实施例的轴传动机构设置在工作设备的一侧。
即、在工作设备的一侧设置有主体12,在主体12上轴结合有主轴14,在上述主轴14上设置有轴10。
特别是,上述轴10能够像轮盘那样使用,也可以称为轮盘。
如图3及图4所示,在上述轴10的下侧设置有环形齿轮16。
另外,在上述主体12的一侧,可以设置齿轮箱20,在齿轮箱20上,能够轴式设置后述的多个轴。
如图1及图2所示,在上述环形齿轮16上,能够啮合有多个驱动齿轮46,在多个驱动齿轮46上能够分别设置从动轴40。
即、能够配置多个上述从动轴40,这样的从动轴40能够轴式设置在上述齿轮箱20的一侧。
另外,在上述多个从动轴40的下侧,能够分别设置从动齿轮42。
另外,在上述多个从动齿轮42上能够啮合有单个低速驱动齿轮80,第1齿轮36能够与多个从动齿轮42中的任意一个从动齿轮42咬合。
与上述第1齿轮36咬合的齿轮系结构用于使轴10中速或者高速旋转,参照图3进一步详细说明。
另外,与上述低速驱动齿轮80咬合的齿轮系结构用于使轴10精密低速旋转,参照图4进一步详细说明。
如图3所示,第1齿轮36设置在空转轴30上,空转轴30轴结合在上述齿轮箱20的一侧。
另外,在上述空转轴30的上下侧分别设置有第1、第2变速从动齿轮34a、34b。
另外,在上述齿轮箱20的一侧轴式设置有高速驱动轴22,在齿轮箱20的另一侧设置有致动器23。
在上述高速驱动轴22的一侧设置有第1变速驱动齿轮24a,在高速驱动轴22的下侧键槽式设置有第2变速驱动齿轮24b,另外在高速驱动轴22的一侧,在上述第1变速驱动齿轮24a与上述第2变速驱动齿轮24b之间键槽式设置有第3变速驱动齿轮24c。
即、上述第2、第3变速驱动齿轮24b、24c随着高速驱动轴22的旋转一起旋转,以能够随着形成在高速驱动轴22上的键槽而直线移动的方式设置。
另外,上述致动器23能够使上述第2、第3变速驱动齿轮24b、24c移动到设定的位置。
上述设定的位置可以是高速位置、中立位置以及低速位置。
上述高速位置可以是上述第1变速驱动齿轮24a和上述第3变速驱动齿轮24c被啮合,上述第2变速驱动齿轮24b与上述第2变速从动齿轮34b之间的啮合被解除,使高速动力传递的位置。
另外,上述中立位置可以是上述第1变速驱动齿轮24a与上述第3变速驱动齿轮24c之间的啮合被解除,上述第2变速驱动齿轮24b与上述第2变速从动齿轮34b之间的啮合被解除,使动力传递切断的位置。
另外,上述低速位置可以是上述第1变速驱动齿轮24a与上述第3变速驱动齿轮24c之间的啮合被解除,上述第2变速驱动齿轮24b与上述第2变速从动齿轮34b被啮合,使中速动力传递的位置。
另一方面,在上述致动器23的一侧还可以设置多个传感器,上述多个传感器能够在上述设定的位置检测上述致动器23的杆伸长/伸缩的位置。
另外,上述高速驱动轴22的上侧能够接收到轴电机26的动力传递,作为传递动力的结构元件,能够利用皮带和滑轮等。
以下,参照图4及图5,说明精密低速旋转的结构。
如图4及图5所示,在齿轮箱20的一侧能够轴结合升降轴70,在上述升降轴70的上侧能够设置减速器50,减速器50能够接收到伺服电机52的驱动力的传递而进行减速。
另外,上述减速器50和伺服电机52的传动结构元件可以是同步带和同步滑轮,从而能够进行数控来控制旋转量,以达到期望的旋转角度。
另外,上述升降轴70可以通过加压单元60而下降,可以通过离合器单元90而使动力在上述升降轴70与上述低速驱动齿轮80之间传递或者切断。
在上述加压单元60中,在上述齿轮箱20的一侧形成有气缸腔,在上述气缸腔上设置有升降轴70,在上述气缸腔上形成有多个油压路。
即、当在某一油压路P3上供给油压时,上述升降轴70能够下降,当在另一个油压路P4上供给油压时,上述升降轴70能够上升。
另一方面,当升降轴70通过上述加压单元60而升降时,上述减速器50能够一起升降,另外还可以设置能够检测减速器50的升降位置的第2传感器。
即、上述第2传感器能够检测升降轴70借助于加压单元60的作用而升降的位置,作为一例,如果在第2传感器检测到信号,则可能处于加压作用中,如果在第2传感器没有检测到信号,则可能处于解除了加压作用的状态。
在上述升降轴70的下侧轴结合有低速驱动齿轮80,上述低速驱动齿轮80与上述多个从动齿轮42啮合。
关于上述离合器单元90,在上述升降轴70的下端形成有第1曲轴联轴器齿轮70a,在上述低速驱动齿轮80的下端形成有第2曲轴联轴器齿轮80a,且在上述离合器单元90上配置有曲轴联轴器部件92,该曲轴联轴器部件92与上述低速驱动齿轮80错开配置,在上侧形成有第3曲轴联轴器齿轮93,并借助于油压而升降,从而通过上述曲轴联轴器部件92的升降而使上述第3曲轴联轴器齿轮93与第1、第2曲轴联轴器齿轮70a、80a咬合或解除咬合,能够控制动力传递。
另外,可以在上述曲轴联轴器部件92的一侧进一步设置第1传感器,上述第1传感器检测上述曲轴联轴器部件92的升降位置,由此得知上述离合器单元90当前是传递动力还是切断动力传递。
如上所述,参照如图3及图4所示,详细说明本发明的一实施例的轴传动机构的作用。
首先,对为了加工元件的外径而使轴以高速或者中速旋转的作用进行说明。
此时,由于应切断低速精密旋转单元的动力,因此伺服电机52的驱动维持停止的状态,加压单元60向使升降轴70上升的方向作用,以使在从动齿轮42与低速驱动齿轮80之间存在间隙。
另外,离合器单元90切断动力传递,在升降轴70中使低速驱动齿轮80维持空转(Idle)状态。
之后,当设定中速或者高速时,与该设定的值相应地变速,使第1变速驱动齿轮24a与第1变速从动齿轮34a咬合、或者使第2变速驱动齿轮24b与第2变速从动齿轮34b咬合,从而决定速度。
之后,当通过轴电机26的驱动而传递动力时,上述轴10以高速或者中速旋转,此时在环形齿轮16与多个从动齿轮42之间存在间隙(backlash),从而能够像一般的轴驱动那样顺利地驱动,在这样的中速或者高速的驱动状态下,对元件的外径进行加工或者实施高速切削。
之后,对为了实施元件的铣削加工或者槽加工等,而使轴以低速旋转的作用进行说明。
此时,由于应切断上述高速旋转单元的动力,因此轴电机26的驱动维持停止状态,变速位置位于中立位置上,因此空转轴30和设置在空转轴30上的第1、第2变速从动齿轮34a、34b维持空转(Idle)状态。
之后,加压单元60向使升降轴70下降的方向作用,从而去除从动齿轮42与低速驱动齿轮80之间的间隙。
进一步详细说明上述间隙的去除。
关于上述环形齿轮16,多个从动齿轮42及低速驱动齿轮80可以由螺旋齿轮形成,此时螺旋齿轮的齿轮方向可以是左旋或者右旋,不管齿轮方向如何,都同样会出现间隙。
即、当上述低速驱动齿轮80被加压而下降时,低速驱动齿轮80的齿轮与上述多个从动齿轮42的齿轮密接,从而多个从动齿轮42在环形齿轮16的2位置处咬合,去除间隙。
因此,当上述低速驱动齿轮80的旋转方向反转时,由于成为去除了间隙的状态,因此环形齿轮16有可能立即反转而能够进行精密旋转。
另外,曲轴联轴器部件92可以通过离合器单元90的驱动而上升或下降,图5是表示了曲轴联轴器部件92上升的状态的示意图,图6是表示了曲轴联轴器部件92下降的状态的示意图。
即、在曲轴联轴器部件92上升的状态下,伺服电机52被驱动,对这样的伺服电机52进行数控,得以低速精密地旋转。
因此,伺服电机52的动力减速到低速,而通过低速驱动齿轮80和从动齿轮42传递到环形齿轮16上,从而轴10能够以低速精密地旋转。
如上所述,本发明的一实施例的轴传动机构一般使轴10以高速或中速旋转,能够进行低速精密旋转控制,从而在加工元件时,能够相应于作业特性而适当地调整轴10的旋转,从而在进行复杂形状的加工时,也能更积极地应对,能够实现更高品质的元件加工。
虽然参照附图说明了本发明的实施例,但是本领域技术人员可知,在不变更本发明的技术思想或必要特征的基础上,能够以其他具体方式来实施本发明。
因此,以上所述的实施例,仅用于例示本发明,并不限定本发明,关于本发明的范围,上述详细的说明表现在后述的权利要求书中,从权利要求的要旨、范围及其等价概念中导出的所有变更或变形的方式,都应包含在本发明的范围。
产业上的可利用性
本发明的一实施例的轴传动机构设置在工作设备上,能够像车床的主轴那样使用,另外也能够像轮盘那样使用。

Claims (5)

1.一种轴传动机构,其包括:
主体(12),其设置在工作设备的一侧;
轴(10),其轴式设置在上述主体(12)上,在下侧设置有环形齿轮(16);
齿轮箱(20),其设置在上述主体(12)的一侧;
多个从动轴(40),其分别轴式设置在上述齿轮箱(20)上,且在一侧具有与上述环形齿轮(16)啮合的多个驱动齿轮(46);
空转轴(30),其轴式设置在上述齿轮箱(20)上,且具有第1齿轮(36),该第1齿轮(36)与配置于上述多个从动轴(40)的另一侧的多个从动齿轮(42)中的任意一个从动齿轮(42)啮合;
高速驱动轴(22),其轴式设置在上述齿轮箱(20)上,借助于轴电机(26)的驱动力而使上述空转轴(30)变速驱动;
低速驱动齿轮(80),其轴式设置在上述齿轮箱(20)上,与上述多个从动齿轮(42)啮合,通过加压单元(60)加压而去除间隙(backlash);
减速器(50),其轴式设置在上述低速驱动齿轮(80)上,通过伺服电机(52)而被驱动,由此驱动上述低速驱动齿轮(80);以及
离合器单元(90),其设置在上述伺服电机(52)与上述低速驱动齿轮(80)之间,控制上述伺服电机的动力传递,
在基于上述伺服电机(52)的低速驱动齿轮(80)的驱动时,上述低速驱动齿轮(80)通过加压单元(60)加压而与上述多个从动轴(40)的从动齿轮(42)密接,在上述环形齿轮(16)的2位置处咬合,由此去除间隙。
2.根据权利要求1所述的轴传动机构,其中,
所述轴传动机构包括:
第1变速驱动齿轮(24a),其轴式设置在所述高速驱动轴(22)的上侧;
第2变速驱动齿轮(24b),其键槽式设置在所述高速驱动轴(22)的下侧,进行直线运动;
第3变速驱动齿轮(24c),其键槽式设置在所述高速驱动轴(22)上,进行直线运动,与所述第1变速驱动齿轮(24a)啮合;
致动器(23),其设置在所述齿轮箱(20)的一侧,使所述第2变速驱动齿轮(24b)和所述第3变速驱动齿轮(24c)移动到设定的位置;
第1变速从动齿轮(34a),其设置在所述空转轴(30)的上侧,与所述第1变速驱动齿轮(24a)啮合;以及
第2变速从动齿轮(34b),其设置在所述空转轴(30)的下侧,与所述第2变速驱动齿轮(24b)啮合。
3.根据权利要求2所述的轴传动机构,其中,
所述设定的位置包括:
所述第1变速驱动齿轮(24a)和所述第3变速驱动齿轮(24c)被啮合,所述第2变速驱动齿轮(24b)与所述第2变速从动齿轮(34b)之间的啮合被解除,传递高速动力的高速位置;
所述第1变速驱动齿轮(24a)与所述第3变速驱动齿轮(24c)之间的啮合被解除,所述第2变速驱动齿轮(24b)与所述第2变速从动齿轮(34b)之间的啮合被解除,切断动力传递的中立位置;以及
所述第1变速驱动齿轮(24a)与所述第3变速驱动齿轮(24c)之间的啮合被解除,所述第2变速驱动齿轮(24b)与所述第2变速从动齿轮(34b)被啮合,传递低速动力的低速位置。
4.根据权利要求1所述的轴传动机构,其中,
关于所述加压单元(60),
在所述齿轮箱(20)的一侧形成有气缸腔,
在所述气缸腔上配置有升降轴(70),
在所述升降轴(70)的下侧配置有所述低速驱动齿轮(80),
通过供给到所述腔的油压,使所述升降轴(70)下降来对低速驱动齿轮(80)加压。
5.根据权利要求4所述的轴传动机构,其中,
关于所述离合器单元(90),
在所述升降轴(70)的下端形成有第1曲轴联轴器齿轮(70a),
在所述低速驱动齿轮(80)的下端形成有第2曲轴联轴器齿轮(80a),
且在所述离合器单元(90)上配置有曲轴联轴器部件(92),该曲轴联轴器部件(92)与所述低速驱动齿轮(80)错开配置,在上侧形成有第3曲轴联轴器齿轮(93),借助于油压而升降,
通过所述曲轴联轴器部件(92)的升降,所述第3曲轴联轴器齿轮(93)与第1、第2曲轴联轴器齿轮(70a)、(80a)咬合或者解除咬合,由此控制动力传递。
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