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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