CN102490066A - 螺母旋转式丝杠螺母传动装置及镗铣床 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种螺母旋转式丝杠螺母传动装置及镗铣床，其中螺母旋转式丝杠螺母传动装置包括：丝杠，固定设置于第一外部装置；螺母旋转部，套设于丝杠上，螺母旋转部能够在丝杠上转动同时作直线移动，所述螺母旋转部与第二外部装置连接，第二外部装置能够随螺母旋转部移动，从而实现第二外部装置相对第一外部装置移动；驱动部，与螺母旋转部相连，驱动部用于驱动螺母旋转部在丝杠上转动。本发明的螺母旋转式丝杠螺母传动装置及镗铣床能够使大负载、长行程的丝杠螺母传动更加快速准确，提升镗铣床内部传动的快速性、准确性和稳定性。

Description

螺母旋转式丝杠螺母传动装置及镗铣床

技术领域

本发明涉及一种丝杠螺母传动装置，特别涉及一种螺母旋转式丝杠螺母传动装置及镗铣床。

背景技术

丝杠与丝杠螺母相配合的结构为丝杠螺母传动结构，用于实现转动和直线运动之间的转换，该种机构在机械设备中已被广泛应用，尤其是在大型及重型的机床设备中，大多数情况下是采用电机驱动丝杠进行旋转，而配合设置在丝杠上的丝杠螺母在丝杠上直线移动，丝杠螺母不做转动。但是上述传动方式转换成直线运动的精度不高，容易导致长轴类零件的传动误差积累，使误差不断增大，并且，如果传动的行程过大，也就是丝杠过长时，在转动的过程中，丝杠容易出现强烈抖动的现象，以致使相关工件产生弯曲变形、振动，严重影响传动及加工操作的精度和表面粗糙度控制，同时传动的不平稳还容易引发相关设备的故障。

以落地式镗铣床为例，落地镗铣床中主轴箱的上下运动(Y轴)即为通过丝杠螺母传动实现，其大多采用电机驱动丝杠旋转，通过丝杠螺母传动结构来实现，其运动速度比较慢，传动刚性差，而就目前的情况来看，落地镗铣床对主轴箱上下运动的速度的要求是越来越快。

驱动电机通过皮带或齿轮降速与丝杠相连，实现主轴箱的上下运动，由于大型落地镗铣床Y轴行程比较长，且丝杠的直径也比较大，其自身会产生较大的惯性冲击，影响传动精度甚至损坏零部件；另一方面大长度的丝杠旋转会导致挠度过大的问题，从而影响整个机床的快速响应性能。皮带驱动方式相对而言有着较好的响应性能，但由于皮带本身存在容易损坏等局限性，所以皮带传动结构很少应用于类似落地式镗铣床这种大型及重型机床设备之中。

由上所述，大型及重型机床设备中的丝杠螺母传动机构亟待改进，鉴于此种情况，本设计人借其多年相关领域的技术经验以及丰富的专业知识，不断研发改进，并经大量的实践验证，提出了本发明的螺母旋转式丝杠螺母传动装置及镗铣床的技术方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种螺母旋转式丝杠螺母传动装置，能够使丝杠螺母的传动具有快速响应性和准确性。

本发明的另一目的在于提供一种镗铣床，具有上述的螺母旋转式丝杠螺母传动装置，保证镗铣床内部传动的快速性、准确性和稳定性。

为了实现上述目的，本发明提供了一种螺母旋转式丝杠螺母传动装置，包括：丝杠，固定设置于第一外部装置；螺母旋转部，套设于所述丝杠上，所述螺母旋转部能够在所述丝杠上转动同时作直线移动，所述螺母旋转部与第二外部装置连接，所述第二外部装置能够随所述螺母旋转部移动，从而实现所述第二外部装置相对所述第一外部装置移动；驱动部，与所述螺母旋转部相连，所述驱动部用于驱动所述螺母旋转部在所述丝杠上转动。

优选的，上述的螺母旋转式丝杠螺母传动装置，其中，所述螺母旋转部包括：丝杠螺母，套设于所述丝杠上并与所述丝杠相螺接，所述丝杠螺母能够在所述丝杠上旋转并直线移动；传动齿轮，套设于所述丝杠上，与所述丝杠螺母相固接，所述传动齿轮能与所述丝杠螺母同步转动。

优选的，上述的螺母旋转式丝杠螺母传动装置，其中，所述第二外部装置与所述传动齿轮连接，所述第二外部装置与传动齿轮之间设有轴承，所述轴承的内、外圈分别连接所述第二外部装置、传动齿轮，使所述第二外部装置能相对所述传动齿轮转动。

优选的，上述的螺母旋转式丝杠螺母传动装置，其中，所述轴承的内圈或者外圈与所述第二外部装置之间设有螺母座，所述轴承的内圈或者外圈固接于所述螺母座，所述螺母座则固接于所述第二外部装置。

优选的，上述的螺母旋转式丝杠螺母传动装置，其中，所述第一外部装置为镗铣床基架，所述丝杠竖直设置于所述镗铣床基架上，所述第二外部装置为镗铣床主轴箱。

优选的，上述的螺母旋转式丝杠螺母传动装置，其中，所述驱动部包括电机，所述电机的驱动齿轮驱动所述传动齿轮转动。

优选的，上述的螺母旋转式丝杠螺母传动装置，其中，所述传动齿轮为消隙齿轮。

优选的，上述的螺母旋转式丝杠螺母传动装置，其中，所述驱动部包括一变速箱，所述变速箱进一步包括：箱体，固接于所述螺母座上；变速齿轮，能转动的设置于所述箱体内，所述变速齿轮的一侧与所述电机的驱动齿轮相啮合，另一侧与所述传动齿轮相啮合。

优选的，上述的螺母旋转式丝杠螺母传动装置，其中，所述螺母旋转式丝杠螺母传动装置还包括一防护罩板，所述防护罩板设置于所述螺母座上并罩设于所述传动齿轮外侧，该防护罩板5能够随所述螺母旋转部直线移动，以为所述螺母旋转部内部结构提供保护功能。

为了实现上述目的，本发明还提供了一种镗铣床，具有镗铣床基架及待升降的主轴箱，其中，所述镗铣床包括上述的螺母旋转式丝杠螺母传动装置，所述第一外部装置为镗铣床基架，第二外部装置为主轴箱。

由上述可知，本发明的螺母旋转式丝杠螺母传动装置及镗铣床具有下列优点及特点：

1、本发明的螺母旋转式丝杠螺母传动装置保持丝杠不动，而使通过驱动丝杠螺母转动的方式来实现传动，与现有技术相比，很大程度上提高了传动的快速性、准确性和稳定性，并且能够适用于传动行程比较长的情况。

2、本发明的镗铣床将待移动的主轴箱与丝杠螺母连设，通过本发明的螺母旋转式丝杠螺母传动装置的作用，能够有效的驱动主轴箱上下运动，由于不需像现有技术中一样转动丝杠，所以能够确保传动的快速响应性、准确性和大负载性，保证传动的稳定和安全。

3、本发明的螺母旋转式丝杠螺母传动装置及镗铣床以简单的结构即可实现转动和直线运动的转换，从而直线移动质量较大的部件，如主轴箱等，提升了传动结构的负载，能够承受的传递扭矩大。

4、本发明的螺母旋转式丝杠螺母传动装置及镗铣床通过改进结构，使传动更加精确和平稳，尤其是对大型、重型机床设备而言，如镗铣床，能够有效改善零件的加工精度和表面粗糙度。

附图说明

图1为本发明螺母旋转式丝杠螺母传动装置结构示意图；

图2为第二外部装置与传动装置本发明螺母旋转部连接示意图；

图3为本发明螺母旋转式丝杠螺母传动装置应用示意图。

主要元件标号说明：

10    第一外部装置

20    第二外部装置

1     丝杠

2     螺母旋转部

21    丝杠螺母

22    传动齿轮

23    轴承

24     螺母座

4      驱动部

41     电机

42     驱动齿轮

43     变速箱

431    箱体

432    变速齿轮

5      防护罩板

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式，但其仅为优选实施例，并不用来限制本发明的实质范围。值得提出的是，本发明的螺母旋转式丝杠螺母传动装置可适用于多种领域，例如传动行程比较长、传动负载比较大等等一系列情况，并不仅限于应用于镗铣床，而下文中为了说明上的简明清楚，仅是以应用于镗铣床为优选实施例。

请参考图1、图2及图3，其中图1为本发明螺母旋转式丝杠螺母传动装置结构示意图，图2为第二外部装置与传动装置本发明螺母旋转部连接示意图，图3为本发明螺母旋转式丝杠螺母传动装置应用示意图，如图所示，本发明的螺母旋转式丝杠螺母传动装置主要包括：丝杠1，固定设置于第一外部装置10；螺母旋转部2，套设于丝杠1上，能够在丝杠1上旋转同时作直线移动，螺母旋转部2与第二外部装置20连接，第二外部装置20能够随螺母旋转部2移动，从而实现第二外部装置20相对第一外部装置10移动；驱动部4，与螺母旋转部2相连，用于驱动螺母旋转部2在丝杠1上转动。

丝杠1可选用常规结构，丝杠表面设有螺纹结构。丝杠1固设于第一外部装置10，本实施例中，该第一外部装置10为镗铣床基架，丝杠1竖直设置于镗铣床基架上。

螺母旋转部2包括有丝杠螺母21和传动齿轮22，丝杠螺母21套设于丝杠1上，与丝杠1相螺接，二者为常规的丝杠螺母配合结构，丝杠螺母2能够在丝杠1上旋转上升或旋转下降；传动齿轮22，套设于丝杠1上，与丝杠螺母21相固接，使丝杠螺母21能够与传动齿轮22同步转动，二者可通过常用的定位键及固定螺栓等实现固接，其连接结构已为较成熟的技术，故不再赘述。

第二外部装置20可与丝杠螺母21连接，也可为与传动齿轮22相连接，本实施例中，第二外部装置20是与传动齿轮22连接，在第二外部装置20与传动齿轮22之间设有轴承23，轴承23的内、外圈分别连接第二外部装置20和传动齿轮22，以使第二外部装置20和传动齿轮22能够相对转动，这样在第二外部装置20跟随螺母旋转部2直线移动的时候，传动齿轮22一边转动一边移动，而第二外部装置20则不产生转动，仅作上下直线移动。进一步优选的，为了提高传动结构的稳定性，在轴承23的内圈或者外圈与第二外部装置20之间还可设有螺母座24，也就是说，轴承23的内圈或者外圈固接于螺母座24，而螺母座24则固接于第二外部装置20，通过螺母座以加固第二外部装置20与轴承23之间的联动关系。本实施例中，该第二外部装置20为镗铣床主轴箱。

驱动部4与螺母旋转部2相连，用于提供驱动力使螺母旋转部2在丝杠1上转动，本实施例中，驱动部4包括一电机41，电机轴上的驱动齿轮42与传动齿轮22相啮合，从而实现电机41对螺母旋转部2的驱动。值得提出的是，实际使用中，在电机的驱动齿轮42与传动齿轮22之间很容易产生间隙，会影响正常传动，所以传动齿轮22优选为使用消隙齿轮，以消除驱动齿轮42与传动齿轮22之间的间隙，保证传动的正常运行。进一步优选的，驱动部4还可包括一变速箱43，变速箱43与连设于螺母旋转部2，能够随螺母旋转部2一同直线移动，变速箱43用于变换电机41的输出转速再传递给，本实施例中，变速箱43设置于螺母座24上，变速箱43包括一箱体431，该箱体431固接于螺母座24上，箱体431内设置有变速齿轮432，变速齿轮432通过齿轮轴及轴承等零件设置于变速箱箱体431内并能够转动，常规结构不再赘述。变速齿轮432的一侧与电机的驱动齿轮42相啮合，另一侧与传动齿轮22啮合，通过变速齿轮432调整电机输出的驱动转速，再传递给传动齿轮22，以控制螺母旋转部2的转速，进一步控制其直线移动速度。一般情况下，变速齿轮起到的是减速的作用。

另外，本发明的螺母旋转式丝杠螺母传动装置还可包括一防护罩板5，该防护罩板5罩设于传动齿轮22外侧并设置于螺母座24上，使该防护罩板5能够随螺母旋转部2直线移动，防护罩板5用于为螺母旋转部2的内部结构提供保护功能，同时避免杂质落入螺母旋转部2内部引发传动故障。

下面结合上述各图来简要说明本发明螺母旋转式丝杠螺母传动装置的工作原理，如图所示，本实施例，当要上升或下降主轴箱时，启动电机41，电机的驱动齿轮42旋转，通过变速齿轮432将转动传递到传动齿轮22，传动的转速以及转向可通过控制电机实现。丝杠螺母21与传动齿轮22固接，将同步在丝杠1上转动，通过丝杠螺母配合结构，使得螺母旋转部2能够在丝杠1上直线移动，上升或下降。而主轴箱通过轴承23及螺母座24等部件连接于螺母旋转部2，使得螺母旋转部2能够相对于主轴箱转动，并且主轴箱能够随螺母旋转部2沿丝杠直线运动，上升或下降。利用本发明的螺母旋转式丝杠螺母传动装置，很大程度上能够提高传动的快速性、准确性和稳定性，尤其是对传动行程比较长、传动负载比较大的情况。

另外，本发明还提供了一种镗铣床，其包括上述本发明的螺母旋转式丝杠螺母传动装置，丝杠固定于镗铣床基架上，而待升降的主轴箱连设于螺母旋转部，主轴箱的质量较大，并且其上升或下降的行程一般较大，通过本发明螺母旋转式丝杠螺母传动装置，可实现主轴箱此类大负载、长行程的丝杠螺母传动，传动稳定、安全、准确，螺母旋转式丝杠螺母传动装置在本方案中的结构以及其所具有的技术效果与上述的实施例完全相同，在此不再赘述。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种螺母旋转式丝杠螺母传动装置，其特征在于，所述螺母旋转式丝杠螺母传动装置包括：

丝杠(1)，固定设置于第一外部装置(10)；

螺母旋转部(2)，套设于所述丝杠(1)上，所述螺母旋转部(2)能够在所述丝杠(1)上转动同时作直线移动，所述螺母旋转部(2)与第二外部装置(20)连接，所述第二外部装置(20)能够随所述螺母旋转部(2)移动，从而实现所述第二外部装置(20)相对所述第一外部装置(10)移动；

驱动部(4)，与所述螺母旋转部(2)相连，所述驱动部(4)用于驱动所述螺母旋转部(2)在所述丝杠(1)上转动。

2.根据权利要求1所述的螺母旋转式丝杠螺母传动装置，其特征在于，所述螺母旋转部(2)包括：

丝杠螺母(21)，套设于所述丝杠(1)上并与所述丝杠(1)相螺接，所述丝杠螺母(21)能够在所述丝杠(1)上旋转并直线移动；

传动齿轮(22)，套设于所述丝杠(1)上，与所述丝杠螺母(21)相固接，所述传动齿轮(22)能与所述丝杠螺母(21)同步转动。

3.根据权利要求2所述的螺母旋转式丝杠螺母传动装置，其特征在于，所述第二外部装置(20)与所述传动齿轮(22)连接，所述第二外部装置(20)与传动齿轮(22)之间设有轴承(23)，所述轴承(23)的内、外圈分别连接所述第二外部装置(20)、传动齿轮(22)，使所述第二外部装置(20)能相对所述传动齿轮(22)转动。

4.根据权利要求3所述的螺母旋转式丝杠螺母传动装置，其特征在于，所述轴承(23)的内圈或者外圈与所述第二外部装置(20)之间设有螺母座(24)，所述轴承(23)的内圈或者外圈固接于所述螺母座(24)，所述螺母座(24)则固接于所述第二外部装置(20)。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的螺母旋转式丝杠螺母传动装置，其特征在于，所述第一外部装置(10)为镗铣床基架，所述丝杠竖直设置于所述镗铣床基架上，所述第二外部装置(20)为镗铣床主轴箱。

6.根据权利要求4所述的螺母旋转式丝杠螺母传动装置，其特征在于，所述驱动部(4)包括电机(41)，所述电机的驱动齿轮(42)驱动所述传动齿轮(22)转动。

7.根据权利要求2或6所述的螺母旋转式丝杠螺母传动装置，其特征在于，所述传动齿轮(22)为消隙齿轮。

8.根据权利要求6所述的螺母旋转式丝杠螺母传动装置，其特征在于，所述驱动部(4)包括一变速箱(43)，所述变速箱进一步包括：

箱体(431)，固接于所述螺母座(24)上；

变速齿轮(432)，能转动的设置于所述箱体(431)内，所述变速齿轮(432)的一侧与所述电机(41)的驱动齿轮(42)相啮合，另一侧与所述传动齿轮(22)相啮合。

9.根据权利要求4所述的螺母旋转式丝杠螺母传动装置，其特征在于，所述螺母旋转式丝杠螺母传动装置还包括一防护罩板(5)，所述防护罩板设置于所述螺母座上并罩设于所述传动齿轮(22)外侧，该防护罩板能够随所述螺母旋转部(2)直线移动，以为所述螺母旋转部内部结构提供保护功能。

10.一种镗铣床，具有镗铣床基架及待升降的主轴箱，其特征在于，所述镗铣床包括权利要求1至9任一项所述的螺母旋转式丝杠螺母传动装置，其中所述第一外部装置为镗铣床基架，第二外部装置为主轴箱。

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