CN102490061A - 机床主轴行星轮变速装置 - Google Patents
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Abstract
机床主轴行星轮变速装置，当太阳轮、行星轮、行星架和齿轮套相对固定时，各齿轮间的啮合没有相对运动，齿轮无噪声，此时，行星轮变速装置的速比为1∶1，满足了机床主轴高速运转的要求，当太阳轮、行星轮、行星架和齿轮套构成了行星轮减速轮系时，通过减速增大了扭矩，满足了机床主轴低速大扭矩输出的要求，该机床主轴行星轮变速装置，结构简洁，应用广泛。
Description
技术领域
本发明涉及机床主轴，尤其是机床主轴行星轮变速装置。
背景技术
对于机床主轴而言，除了要求其高精度、高刚度之外，大多数机床主轴还，要求高速度、宽速度范围和低速状态下输出大扭矩。传统机床的主轴结构是经过多级齿轮变换，实现了较宽的速度范围和低速大扭矩输出，由于齿轮线速度受到限制，长期以来，主轴高速度这一难题一直没能得到解决。目前，随着宽范围调速马达的相继出现，使无齿轮机床和数控机床得到了迅速发展，机床主轴的宽速度范围和高速度已经不再成为难题。但是，由于调速马达存有低速恒扭这一弱点，如果没有齿轮变速机构，仅靠马达的宽范围调速，也不能实现机床主轴低速状态下大扭矩输出的要求，如果利用机床主轴传统的齿轮变速装置，即是采用宽范围调速马达，也无法实现机床主轴的高速度。
发明内容
为了解决机床主轴传统齿轮变速装置存在的问题，本发明提供一种机床主轴行星轮变速装置，该装置的齿轮套在一端的内、外侧分别设有端齿，其中内侧端齿与行星架的端齿构成端齿离合器、外侧端齿与箱体的端齿也构成端齿离合器，齿轮套既可以转动，又可以沿轴向移动，当齿轮套移动使其内侧端齿与行星架的端齿啮合时，太阳轮、行星轮、行星架和齿轮套就相对固定了，各齿轮间的啮合也没有相对运动，齿轮无噪声，此时，行星轮变速装置的速比为1∶1，满足了机床主轴高速运转的要求；当齿轮套移动使其外侧端齿与箱体的端齿啮合时，太阳轮、行星轮、行星架和齿轮套就构成了行星轮减速轮系，通过减速增大了扭矩，满足了机床主轴低速大扭矩输出的要求。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是：由行星架、齿轮套、太阳轮、行星轮和轴构成行星轮系统，其特点是太阳轮置于中心位置，太阳轮的尾部与机床动力输入装置相连接；至少有两个行星轮均匀分布在太阳轮的周围，行星轮通过轴安装在行星架上，行星轮与太阳轮啮合，行星轮同时也与齿轮套啮合，行星轮可以自转，行星轮也可以绕行星架的轴线公转；行星架与机床主轴相连接，行星架的一端设有端齿；箱体固装在机床躯体上，箱体上设有与太阳轮同轴的端齿；齿轮套套装在行星轮的外面，齿轮套与太阳轮同轴，齿轮套设有内齿，齿轮套一端的内、外侧还分别设有端齿，其中内侧端齿与行星架的端齿构成端齿离合器，外侧端齿与箱体的端齿也构成端齿离合器，齿轮套既可以转动，又可以沿轴向移动，当齿轮套移动使其内侧端齿与行星架的端齿啮合时，太阳轮、行星轮、行星架和齿轮套就相对固定了，各齿轮间的啮合也没有相对运动，齿轮无噪声，此时，行星轮变速装置的速比为1∶1，满足了机床主轴高速运转的要求；当齿轮套移动使其外侧端齿与箱体的端齿啮合时，太阳轮、行星轮、行星架和齿轮套就构成了行星轮减速轮系，通过减速增大了扭矩，满足了机床主轴低速大扭矩输出的要求。
行星架直接固装在机床主轴上。
行星架也可以固装在小齿轮上，小齿轮与大齿轮啮合，大齿轮固装在机床主轴上。
太阳轮与联轴器连接，联轴器与调速马达连接。
太阳轮也可以与大带轮连接，大带轮与皮带连接，皮带与小带轮连接，小带轮与调速马达连接。
本发明的有益效果是，当太阳轮、行星轮、行星架和齿轮套相对固定时，各齿轮间的啮合没有相对运动，齿轮无噪声，此时，行星轮变速装置的速比为1∶1，满足了机床主轴高速运转的要求，当太阳轮、行星轮、行星架和齿轮套构成了行星轮减速轮系时，通过减速增大了扭矩，满足了机床主轴低速大扭矩输出的要求，该机床主轴行星轮变速装置，结构简洁，应用广泛。
附图说明
图1是机床主轴行星轮变速装置结构示意图；
图2是图1的另一种工作状态示意图；
图3是图1的另一种结构示意图；
图4是图1的动力输入结构示意图；
图5是图1的另一种动力输入结构示意图；
图中1.机床主轴，2.行星架，3.齿轮套，4.太阳轮，5.箱体，6.行星轮，7.轴，8.小齿轮，9.大齿轮，10.联轴器，11.调速马达，12.小带轮，13.皮带，14.大带轮。
具体实施方式
如图1、2所示，行星架2、齿轮套3、太阳轮4、行星轮6和轴7构成行星轮系统，其特点是太阳轮4置于中心位置，太阳轮4的尾部与机床动力输入装置相连接；至少有两个行星轮6均匀分布在太阳轮4的周围，行星轮6通过轴7安装在行星架2上，行星轮6与太阳轮4啮合，行星轮6同时也与齿轮套3啮合，行星轮6可以自转，行星轮6也可以绕行星架2的轴线公转；行星架2与机床主轴1相连接，行星架2的一端设有端齿；箱体5固装在机床躯体上，箱体5上设有与太阳轮4同轴的端齿；齿轮套3套装在行星轮6的外面，齿轮套3与太阳轮4同轴，齿轮套3设有内齿，齿轮套3一端的内、外侧还分别设有端齿，其中内侧端齿与行星架2的端齿构成端齿离合器，外侧端齿与箱体5的端齿也构成端齿离合器，齿轮套3既可以转动，又可以沿轴向移动。
如图1、2所示，行星架2直接固装在机床主轴1上。
如图3所示，行星架2固装在小齿轮8上，小齿轮8与大齿轮9啮合，大齿轮9固装在机床主轴1上。
如图4所示，太阳轮4与联轴器10连接，联轴器10与调速马达11连接。
如图5所示，太阳轮4与大带轮14连接，大带轮14与皮带13连接，皮带13与小带轮12连接，小带轮12与调速马达11连接。
Claims (5)
1.机床主轴行星轮变速装置，包括行星架2、齿轮套3、太阳轮4、行星轮6和轴7，其特征在于所述太阳轮4置于中心位置，太阳轮4的尾部与机床动力输入装置相连接；至少有两个行星轮6均匀分布在太阳轮4的周围，行星轮6通过轴7安装在行星架2上，行星轮6与太阳轮4啮合，行星轮6同时也与齿轮套3啮合，行星轮6可以自转，行星轮6也可以绕行星架2的轴线公转；行星架2与机床主轴1相连接，行星架2的一端设有端齿；箱体5固装在机床躯体上，箱体5上设有与太阳轮4同轴的端齿；齿轮套3套装在行星轮6的外面，齿轮套3与太阳轮4同轴，齿轮套3设有内齿，齿轮套3一端的内、外侧还分别设有端齿，其中内侧端齿与行星架2的端齿构成端齿离合器，外侧端齿与箱体5的端齿也构成端齿离合器，齿轮套3既可以转动，又可以沿轴向移动。
2.根椐权利要求1所述的机床主轴行星轮变速装置，其特征在于行星架2直接固装在机床主轴1上。
3.根椐权利要求1所述的机床主轴行星轮变速装置，其特征在于还包括小齿轮8和大齿轮9，行星架2固装在小齿轮8上，小齿轮8与大齿轮9啮合，大齿轮9固装在机床主轴1上。
4.根椐权利要求1、2和3所述的机床主轴行星轮变速装置，其特征在于太阳轮4与联轴器10连接，联轴器10与调速马达11连接。
5.根椐权利要求1、2和3所述的机床主轴行星轮变速装置，其特征在于还包括大带轮14、皮带13和小带轮12，太阳轮4与大带轮14连接，大带轮14与皮带13连接，皮带13与小带轮12连接，小带轮12与调速马达11连接。
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