CN102359580A - 主传动箱换档机构 - Google Patents

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周晖
叶穗
徐金霖
单文勇
强海华
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本发明涉及一种主传动箱换档机构,包括换档驱动机构及换档齿轮传动机构,换档齿轮传动机构包括固定在传动箱体上的两根平行的第一齿轮轴及第二齿轮轴;第一齿轮轴上固定有输入齿轮及滑动配合有由高速档大齿轮与低速档小齿轮组成的双联齿轮,双联齿轮通过拨叉与换档驱动机构相连;第二齿轮轴上固定有输出齿轮、高速档小齿轮及低速档大齿轮,双联齿轮在拨叉的推动下分别处于高速档大齿轮与高速档小齿轮相啮合以及低速档小齿轮与低速档大齿轮相啮合两种状态。本发明中的换档齿轮传动机构采用两根齿轮轴,并且设置有专门的输入齿轮,与现有技术相比,增加了一档传动齿轮,可以明显扩大传动比的范围。

Description

主传动箱换档机构
技术领域
[0001] 本发明涉及大型数控镗铣机床,具体地说是一种用以改变大型数控镗铣机床主传动箱传动比的主传动箱换档机构。
背景技术
[0002] 数控镗铣加工机床主要是通过主轴切削来完成工件加工的,而镗、铣、钻、攻丝等加工工序的不同不仅需要使用不同的加工刀具,对主轴的转速、输出扭矩等的需求也各不相同。在大部分的切削加工机床中,仅通过主轴电机自身的输出变化并不能满足所有加工工序的需求,这就需要通过减速传动箱来调节输出转速和输出扭矩来满足主轴的切削需求。
[0003] 传统加工设备中的主传动箱高低档换档设计中,大多采用手动控制方法。该方法是根据普通交流主轴电机的特点设计的,采用多档的传动比,可根据主轴的输出需求,调整最佳的主轴输出传动比。但该方法由于设置的传动比档位多、结构复杂,需要对操纵人员进行专业培训,同时换档流程时间长、影响加工效率。
[0004] 而现代数控加工设备,可通过数控系统控制主轴电机,最大限度地调节其输出扭矩和转速,多种加工工序的完成不再需要多档位的设置,只要选用适用的主轴电机,采用自动换档装置、设置两到三个档位就基本可以达到该数控加工设备的加工需求。
[0005] 目前常用的自动换档机构由换档驱动机构及换档齿轮传动机构组成,两者通过拨叉连接,换档驱动机构采用液压油缸或气缸。公告日为2006年4月12日,公告号为 CN2770864Y,名称为“一种机床主轴自动换档机构”的中国实用新型专利就公开了一种这样的换档机构。该专利在机床主轴与电机输入轴之间设置有中间过渡轴,在电机输入轴上固定有输入主动宽齿轮,在中间过渡轴上套接有由中间过渡轴小齿轮及中间过渡轴大齿轮组成的双联齿轮,在机床主轴上固定有机床主轴小齿轮及机床主轴大齿轮;通过拨叉的拨动使换档机构处于低速及高速两种档位:低速档位时,中间过渡轴小齿轮分别与输入主动宽齿轮及机床主轴大齿轮相啮合;高速档位时,中间过渡轴大齿轮分别与输入主动宽齿轮及机床主轴小齿轮相啮合。该专利只有两级传动,传动比范围小;另外,该专利的发信机构位于传动箱体内,占用了传动箱内的空间,不利于传动箱内齿轮的布置。
发明内容
[0006] 本发明针对上述现有技术的不足,提供一种传动比范围大的主传动箱换档机构。
[0007] 按照本发明提供的技术方案:一种主传动箱换档机构,包括换档驱动机构及换档齿轮传动机构,所述换档齿轮传动机构包括可转动地固定在传动箱体上的两根平行的第一齿轮轴及第二齿轮轴;所述第一齿轮轴上固定有输入齿轮及滑动配合有由高速档大齿轮与低速档小齿轮组成的双联齿轮,所述双联齿轮通过拨叉与换档驱动机构相连;所述第二齿轮轴上固定有输出齿轮、高速档小齿轮及低速档大齿轮,所述双联齿轮在所述拨叉的推动下分别处于所述高速档大齿轮与所述高速档小齿轮相啮合以及所述低速档小齿轮与所述低速档大齿轮相啮合两种状态。
[0008] 所述换档驱动机构包括具有中空腔体的缸体,所述缸体的两端分别固定有缸盖及缸座,所述缸盖及所述缸座上分别设置有与所述缸体的腔体相通的第二接头及第一接头, 所述缸盖上固定有近接开关安装板,所述近接开关安装板上固定有第一近接开关及第二近接开关,所述缸座固定在所述传动箱体的外侧,
所述缸体的腔体中滑动配合有活塞,所述活塞固定在换档杆上,所述换档杆的外端从所述缸盖中穿出,其端部固定有与所述第一近接开关及所述第二近接开关相配合的发信盖,所述换档杆的内端从所述缸座中穿出并伸入所述传动箱体内,其端部与所述拨叉固定连接。
[0009] 所述换档杆的内端安装在所述拨叉的连接杆安装孔中,并由定位键定位。
[0010] 所述低速档小齿轮通过花键连接在所述第一齿轮轴上,所述低速档小齿轮的一侧设置有轴套,所述轴套上安装有所述高速档大齿轮及所述拨叉,所述拨叉与所述轴套之间设置有轴承。
[0011 ] 所述轴承由轴承盖及螺母轴向定位,所述螺母上安装有螺母止动垫圈。
[0012] 本发明与已有技术相比具有以下优点:本发明中的换档齿轮传动机构采用两根齿轮轴,并且在一根齿轮轴上设置有专门的输入齿轮将电机的扭矩传递到本级传动轴上,与现有技术相比,增加了一档传动齿轮,可以明显扩大传动比的范围;本发明的换档驱动机构中的发信机构位于传动箱体外,不占用传动箱内的空间,有利于传动箱内齿轮的布置。
附图说明
[0013] 图1是本发明处于低速档状态的结构示意图。
[0014] 图2是本发明处于高速档状态的结构示意图。
具体实施方式
[0015] 下面结合附图中的实施例对本发明作进一步的说明。
[0016] 图1、图2中,包括第一近接开关1、第二近接开关2、近接开关安装板3、发信盖4、 缸盖5、缸体6、换档杆7、缸座8、定位键9、拨叉10、高速档大齿轮11、低速档小齿轮12、输入齿轮13、第一齿轮轴14、低速档大齿轮15、第二齿轮轴16、箱体17、高速档小齿轮18、输出齿轮19、箱盖20、轴承21、轴承盖22、螺母止动垫圈23、螺母M、垫圈25、第一接头26、第二接头27、活塞观等。
[0017] 如图1、图2所示,本发明是一种主传动箱换档机构,包括换档驱动机构及换档齿轮传动机构,两者通过拨叉10连接。在使用中,换档驱动机构通过带动拨叉10来带动换档齿轮传动机构的运动,由此完成高低档的换档动作。
[0018] 换档齿轮传动机构包括通过轴承可转动地固定在传动箱体上的两根平行的第一齿轮轴14及第二齿轮轴16。传动箱体由箱体17及箱盖20组成。
[0019] 第一齿轮轴14上固定有输入齿轮13及滑动配合有由高速档大齿轮11与低速档小齿轮12组成的双联齿轮。输入齿轮13与固定在电机输出轴上的主动齿轮相啮合。低速档小齿轮12通过花键连接在第一齿轮轴14上,低速档小齿轮12的一侧设置有轴套,轴套上安装有高速档大齿轮11及拨叉10,拨叉10与轴套之间设置有轴承21。轴承21的内钢圈与低速档小齿轮12的轴套相配合,并与高速档大齿轮11的一侧贴合。轴承21由轴承盖 22及螺母M轴向定位,螺母M上安装有螺母止动垫圈23。螺母M通过螺纹与低速档小齿轮12的轴套连接,并通过压紧垫圈25最终压紧轴承21的内钢圈,而当螺母M拧紧后, 通过安装在螺母M和垫圈25之间的螺母止动垫圈23防止螺母M在使用中发生松动。双联齿轮完成安装后,可在第一齿轮轴14上的花键部分滑动,由此完成本发明中高低档的切换。轴承21的外钢圈与拨叉10配合安装,而轴承盖22通过螺钉与拨叉10连接,在压紧轴承21的外钢圈的同时也将拨叉10与双联齿轮连接在了一起,并由此完成了换档驱动机构与换档齿轮传动机构的连接。
[0020] 第二齿轮轴16上固定有输出齿轮19、高速档小齿轮18及低速档大齿轮15。输出齿轮19与固定在机床主轴上的被动齿轮相啮合。高速档小齿轮18与高速档大齿轮11组成高速档齿轮组,低速档大齿轮15与低速档小齿轮12组成低速档齿轮组。
[0021] 第一齿轮轴14上的双联齿轮在拨叉10的推动下分别处于高速档大齿轮11与高速档小齿轮18相啮合以及低速档小齿轮12与低速档大齿轮15相啮合两种状态。
[0022] 换档驱动机构采用油缸,该油缸包括具有中空腔体的缸体6,缸体6的两端分别固定有缸盖5及缸座8。缸盖5及缸座8通过定位止口配合在缸体6上,然后通过螺钉紧固连接在一起。缸座8固定在传动箱体的外侧,通过螺钉连接在箱盖20上。缸盖5上固定有近接开关安装板3,近接开关安装板3上固定有第一近接开关1及第二近接开关2,
缸体6的腔体中滑动配合有活塞观,活塞观将腔体分成两部分。缸盖5及缸座8上分别设置有与缸体6的腔体两部分分别相通的第二接头27及第一接头沈,通过第二接头27 及第一接头26将液压油引入油缸腔体。
[0023] 活塞观固定在换档杆7上,换档杆7的外端从缸盖5中穿出,其端部固定有与第一近接开关1及第二近接开关2相配合的发信盖4,换档杆7的内端从缸座8中穿出并伸入传动箱体内,其端部安装在拨叉10的连接杆安装孔中,并由定位键9定位。定位键9通过拨叉10上的定位键安装口安装到换档杆7上的定位键槽内,并通过螺钉紧固连接在换档杆 7上,由此固定住换档杆7与拨叉10的相对位置。
[0024] 本发明的工作过程如下:如图1所示,本发明处于低速档工作状态。当液压油通过第二接头27进入油缸腔体的左侧部分,换档杆7向右运动,带动双联齿轮滑动到第一齿轮轴14的最右端,低速档小齿轮12与低速档大齿轮15啮合,而安装在换档杆7左端的发信盖4处于第二近接开关2位置,该状态的电信号反馈给系统确认主传动箱处于低速档状态。 此时,主轴输入扭矩经由与第一齿轮轴14连接的输入齿轮13传递到第一齿轮轴14上,然后通过低速档小齿轮12与低速档大齿轮15传递到第二齿轮轴16上,并通过输出齿轮19 将输入扭矩传递到主轴并输出。
[0025] 如图2所示,本发明处于高速档工作状态。当液压油通过第一接头沈进入油缸腔体的右侧部分,换档杆7向左运动,带动双联齿轮滑动到第一齿轮轴14的最左端,高速档大齿轮11与高速档小齿轮18啮合,而安装在换档杆7左端的发信盖4处于第一近接开关1 位置,该状态的电信号反馈给系统确认主传动箱处于高速档状态。此时,主轴输入扭矩经由输入齿轮13传递到第一齿轮轴14上,然后通过高速档大齿轮11与高速档小齿轮18传递到第二齿轮轴16上,并通过输出齿轮19将输入扭矩传递到主轴并输出。
[0026] 本发明中的换档齿轮传动机构采用两根齿轮轴,并且在一根齿轮轴上设置有专门的输入齿轮将电机的扭矩传递到本级传动轴上,与现有技术相比,增加了一档传动齿轮,可以明显扩大传动比的范围;本发明的换档驱动机构中的发信机构位于传动箱体外,不占用传动箱内的空间,有利于传动箱内齿轮的布置。

Claims (6)

1. 一种主传动箱换档机构,包括换档驱动机构及换档齿轮传动机构,其特征是:所述换档齿轮传动机构包括可转动地固定在传动箱体上的两根平行的第一齿轮轴(14)及第二齿轮轴(16);所述第一齿轮轴(14)上固定有输入齿轮(13)及滑动配合有由高速档大齿轮 (11)与低速档小齿轮(12)组成的双联齿轮,所述双联齿轮通过拨叉(10)与换档驱动机构相连;所述第二齿轮轴(16)上固定有输出齿轮(19)、高速档小齿轮(18)及低速档大齿轮 (15),所述双联齿轮在所述拨叉(10)的推动下分别处于所述高速档大齿轮(11)与所述高速档小齿轮(18)相啮合以及所述低速档小齿轮(12)与所述低速档大齿轮(15)相啮合两种状态。
2.按照权利要求1所述的主传动箱换档机构,其特征是:所述换档驱动机构包括具有中空腔体的缸体(6),所述缸体(6)的两端分别固定有缸盖(5)及缸座(8),所述缸盖(5)及所述缸座(8)上分别设置有与所述缸体(6)的腔体相通的第二接头(27)及第一接头(26), 所述缸盖(5)上固定有近接开关安装板(3),所述近接开关安装板(3)上固定有第一近接开关(1)及第二近接开关(2 ),所述缸座(8 )固定在所述传动箱体的外侧。
3.按照权利要求2所述的主传动箱换档机构,其特征是:所述缸体(6)的腔体中滑动配合有活塞(28),所述活塞(28)固定在换档杆(7)上,所述换档杆(7)的外端从所述缸盖 (5)中穿出,其端部固定有与所述第一近接开关(1)及所述第二近接开关(2)相配合的发信盖(4),所述换档杆(7)的内端从所述缸座(8)中穿出并伸入所述传动箱体内,其端部与所述拨叉(10)固定连接。
4.按照权利要求4所述的主传动箱换档机构,其特征是:所述换档杆(7)的内端安装在所述拨叉(10 )的连接杆安装孔中,并由定位键(9 )定位。
5.按照权利要求1所述的主传动箱换档机构,其特征是:所述低速档小齿轮(12)通过花键连接在所述第一齿轮轴(14)上,所述低速档小齿轮(12)的一侧设置有轴套,所述轴套上安装有所述高速档大齿轮(11)及所述拨叉(10),所述拨叉(10)与所述轴套之间设置有轴承(21)。
6.按照权利要求5所述的主传动箱换档机构,其特征是:所述轴承(21)由轴承盖(22) 及螺母(24)轴向定位,所述螺母(24)上安装有螺母止动垫圈(23)。
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