CN102528520A

CN102528520A - 拨叉双动齿轮箱结构

Info

Publication number: CN102528520A
Application number: CN2011104364323A
Authority: CN
Inventors: 谢卫其; 黄金伟; 许睿
Original assignee: Shanghai Sany Precision Machinery Co Ltd
Current assignee: Sany Group Co Ltd Shanghai Branch
Priority date: 2011-12-23
Filing date: 2011-12-23
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2031-12-23
Also published as: CN102528520B

Abstract

本发明公开了一种拨叉双动齿轮箱结构简单，包括齿轮箱体，其中，在所述齿轮箱体内设有第一传动链、第二传动链和变速机构，所述变速机构分别对所述第一传动链、所述第二传动链进行变速驱动，所述变速机构位于所述第一传动链和所述第二传动链之间。本发明性能稳定；变速机构结构简单，主轴箱占用空间小；相对于大功率主电机，本结构采用功率较小的电机，大大降低了电源模块的成本。

Description

拨叉双动齿轮箱结构

技术领域

本发明涉及齿轮箱技术领域，尤其涉及一种拨叉双动齿轮箱结构。

背景技术

随着工业生产的发展，企业对机床功能的要求也越来越高，其中应用最为广泛的机床即为车铣复合机床，要实现铣功能，工作台需要具备分度功能，而变速箱在车铣复合机床中起到了关键作用。齿轮箱功能的稳定性直接影响到传动系统的传动，进而影响工作台的旋转精度，最终影响工件的加工精度。

目前，车铣复合机床上的主轴箱一般有两种结构，一种是大功率电机同时带动两条传动链，这种结构的缺点是电机功率很大，成本很高，并且所对应的电气电源模块也需要很高的配置，成本也相对很高；另一种结构是采用双电机驱动，分别传动两条传动链，电机采用立式方式安装，该种结构的主要缺点是由于电机过高，会影响工件的加工范围，与工件产生干涉。并且，上述两种结构中，如果不采用减速器结构，为了扩大机床的转速范围，就需要在主轴箱中设计变速结构，这样就会造成主轴箱的体积大，并且对于铣床而言，需要采用两条传动链，主轴箱会占用其余部件的位置，最终影响到机床地基的尺寸，进而增加企业成本，降低市场竞争力。若是采用外购减速器，如德国的ZF减速器，采购成本则比较高，一台单台减速器的单价高达十几万元，这相对于小成本机床而言，成本过高，同样也降低了企业的市场竞争力。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明的目的是提供一种拨叉双动齿轮箱结构，用于车铣复合机床的主轴箱，从而解决上述电机功率过大，成本过高以及电机过高引起的干涉问题，采用自制的主轴箱变速结构，实现主轴箱的自动变速，提高机床变速的可靠性，降低外购件成本，进而降低总体设计成本，提高市场竞争力。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

一种拨叉双动齿轮箱结构，包括齿轮箱体，其中，在所述齿轮箱体内设有第一传动链、第二传动链和变速机构，所述变速机构分别对所述第一传动链、所述第二传动链进行变速驱动，所述变速机构位于所述第一传动链和所述第二传动链之间。

进一步地，所述第一传动链和所述第二传动链关于所述齿轮箱体的中心面呈对称分布；所述第一传动链包括轴线均为竖直方向的第一传动轴、第二传动轴和第三传动轴，所述第三传动轴与主电机连接，所述第一传动轴上第一齿轮与位于机床底座内的齿轮相啮合，所述第一传动轴上的第二齿轮与所述第二传动轴上的第三齿轮相啮合，所述第一传动轴上的第四齿轮和所述第二传动轴上的第五齿轮相啮合，所述第二传动轴上的第六齿轮和所述第三传动轴上的第七齿轮相啮合；

所述变速机构包括变速板体和拨叉轴，所述变速板体的一端为构成分叉结构的两根拨叉杆，位于所述拨叉杆头部的为拨叉头，在所述变速板体上的两根所述拨叉杆的中轴线的相交点处设有一孔，拨叉轴的下端插入所述孔后与所述变速板体固定，所述变速板体的另一端设有拨叉导向；

在所述第一传动轴上还设有滑移齿轮，所述拨叉头与所述滑移齿轮连接。

进一步地，所述滑移齿轮为带阶梯轴的直齿轮，在所述阶梯轴上安装有第一深沟球轴承，在所述第一深沟球轴承上装有调整垫，所述调整垫上安装有一第一直齿轮，所述第一直齿轮固定在所述滑移齿轮上，所述拨叉头将所述第一深沟球轴承的外圈抱住。

进一步地，在所述滑移齿轮的上下分别设置所述第二齿轮和所述第四齿轮，所述第二齿轮和所述第四齿轮的内部分别安装有第二深沟球轴承和第三深沟球轴承。

进一步地，所述第二深沟球轴承和所述第三深沟球轴承分别用螺钉通过第一压板和第二压板固定，所述螺钉的头部带孔，在所述螺钉头部的孔内穿环形钢丝，以实现所述第二齿轮和所述第四在旋转过程中发生空转。

进一步地，所述第二齿轮和所述第四齿轮均为具有内齿和外齿的齿轮，且所述内齿均为直齿。

进一步地，在所述第三传动轴的上端设有皮带座，所述皮带座通过皮带和主电机连接。

进一步地，在所述机床底座内还设有具有竖直方向轴线的第四传动轴，所述第一传动轴的轴线距离所述齿轮箱体的中心面的距离与所述第四传动轴的轴线距离所述齿轮箱体的中心面的距离偏差为20mm～40mm，所述第一传动轴的轴线距离所述齿轮箱体的中心面的距离与所述第二传动轴的轴线距离所述齿轮箱体的中心面的距离偏差为80mm，所述第二传动轴的轴线距离所述齿轮箱体的中心面的距离与所述第三传动轴的轴线距离所述齿轮箱体的中心面的距离偏差为30mm。

进一步地，所述齿轮箱体安装在所述机床底座的后侧。

进一步地，所述齿轮箱体内还设有变速检测开关以及放松锁紧装置，所述变速检测开关以及所述放松锁紧装置分别与所述变速机构连接。

与已有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、结构简单，性能稳定；

2、变速机构结构简单，主轴箱占用空间小；

3、相对于大功率主电机，本结构采用功率较小的电机，大大降低了电源模块的成本。

附图说明

图1是本发明拨叉双动齿轮箱结构的最佳实施例的俯视图；

图2是本发明拨叉双动齿轮箱结构的最佳实施例的省去变速检测开关和放松锁紧装置后的侧面剖视图；

图3是本发明拨叉双动齿轮箱结构的最佳实施例的变速机构的结构示意图；

图4是本发明拨叉双动齿轮箱结构的最佳实施例的变速机构中的变速板体的俯视图。

具体实施方式

下面结合原理图和具体操作实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明一种拨叉双动齿轮箱结构包括齿轮箱体0，齿轮箱体0一般安装在机床底座的后侧。在齿轮箱体0内设有第一传动链1、第二传动链2和变速机构3，由于车铣复合机床在分度时需要消隙，并且为了减少齿轮箱的尺寸，这里将第一传动链1和第二传动链2安装在同一个齿轮箱体0内。变速机构3分别对第一传动链1、第二传动链2进行变速驱动，为了实现齿轮箱体0内第一传动链1和第二传动链2的的变速功能，这里采用变速机构3对第一传动链1和第二传动链2同时变速的方法实现，变速机构3位于第一传动链1和第二传动链2之间。将变速机构安装在第一传动链1和第二传动链2的中间平面上可以保证第一传动链1和第二传动链2变速时处于最佳受力位置。

继续参看图1以及图2所示，第一传动链1和第二传动链2关于齿轮箱体0的中心面a-a’呈对称分布，第二传动链2中的结构与第一传动链1中的结构完全一致。第一传动链1包括轴线均为竖直方向的第一传动轴11、第二传动轴12和第三传动轴13，第三传动轴13与外部的主电机（未在图中标出）连接，具体地，在第三传动轴13的上端设有皮带座4，皮带座4通过皮带（未在图中标出）和主电机连接。第一传动轴11上第一齿轮111与位于机床底座内的齿轮（未在图中标出）相啮合，第一传动轴11上的第二齿轮112与第二传动轴12上的第三齿轮121相啮合，第一传动轴11上的第四齿轮113和第二传动轴12上的第五齿轮122相啮合，第二传动轴12上的第六齿轮123和第三传动轴13上的第七齿轮131相啮合。

为了实现铣削加工，第一传动链1和第二传动链2必须同时变速，才能满足加工需求。如图3和图4所示，变速机构3包括变速板体31和拨叉轴32，变速板体31的一端为构成分叉结构的两根拨叉杆311，位于拨叉杆311头部的为拨叉头312，在变速板体31上的两根拨叉杆311的中轴线的相交点处设有一孔313，拨叉轴32的下端插入孔313后与变速板体31通过螺钉等固定，变速板体31的另一端设有拨叉导向314。拨叉导向314也在第一传动链1和第二传动链2的中间平面上。

在第一传动轴11上还设有滑移齿轮114，拨叉头312与滑移齿轮114连接。机床主轴箱的变速主要是通过第一传动轴11上的滑移齿轮114的上下运动来实现的，而滑移齿轮114的上下运动是依靠带有拨叉头312的拨叉杆311的上下运动来实现的，拨叉杆311在拨叉轴32的带动下一起做上下运动。滑移齿轮114为带阶梯轴的直齿轮，在阶梯轴上安装有第一深沟球轴承115，在第一深沟球轴承115上装有调整垫116，调整垫116上安装有一第一直齿轮117，第一直齿轮117通过螺钉固定在滑移齿轮114上，拨叉头312将第一深沟球轴承115的外圈抱住，这样，当带有拨叉头312的拨叉杆311上下运动时，就可以带动滑移齿轮114上下一起运动。

如图2所示，在滑移齿轮114的上下分别设置的第二齿轮112和第四齿轮113，第二齿轮112和第四齿轮113均为具有内齿和外齿的齿轮，且内齿均为直齿。第二齿轮112和第四齿轮113的内部分别安装有第二深沟球轴承118和第三深沟球轴承119，以实现第二齿轮112和第四齿轮113在旋转过程中发生空转现象，第二深沟球轴承118和第三深沟球轴承119分别用螺钉通过第一压板（未在图中标出）和第二压板（未在图中标出）固定，用于固定的螺钉的头部带孔，这样可以在螺钉之间串接环状钢丝，起到防止放松作用。

在机床底座内还设有具有竖直方向轴线的第四传动轴（未在图中标出），第一传动轴11的轴线距离齿轮箱体0的中心面a-a’的距离与第四传动轴的轴线距离齿轮箱体0的中心面a-a’的距离偏差为20mm～40mm左右，目的是方便相互啮合轴承之间的安装，第一传动轴11的轴线距离齿轮箱体0的中心面a-a’的距离与第二传动轴12的轴线距离齿轮箱体0的中心面a-a’的距离偏差为80mm，同样地，第二传动轴12的轴线距离齿轮箱体0的中心面a-a’的距离与第三传动轴13的轴线距离齿轮箱体0的中心面a-a’的距离偏差为30mm，并且从图1中可以看出，第一传动链1和第二传动链2的排列会尽量朝距离齿轮箱体0的中心面a-a’相反的方向分布，其目的是为了保证在第一传动链1和第二传动链2之间有足够的空间安装变速机构3，并且保证整个齿轮箱体1的体积最小，同时也是为了方便齿轮安装的调整。这里的数据不仅仅限于上述数据，实际情况中根据具体的齿轮箱尺寸可以做出相应的改变。

另外，如图1所示，齿轮箱体0内还设有变速检测开关5以及放松锁紧装置6，变速检测开关5以及放松锁紧装置6分别与变速机构3连接。变速检测开关5用于检测变速是否到位，放松锁紧装置6用于防止齿轮在变速时由于自重的作用而向下滑落。

工作时，主电机开始运转后，当拨叉轴32向上运动时，带动拨叉杆311也向上运动，由于拨叉杆311安装在滑移齿轮114上第一深沟球轴承115的外圈上，因此，当拨叉杆311向上运动时，滑移齿轮114也向上运动，进而安装在滑移齿轮114上的第一直齿轮117与第四齿轮113的内齿相互啮合，又第四齿轮113与第二传动轴12上的第五齿轮122相啮合，因此当主电机转动时，便可传动到第一传动轴11上。而第二齿轮112上的内齿没有与滑移齿轮114上的外齿相啮合，因此，第二齿轮112在第三深沟球轴承119的作用下，第二齿轮112只是做空转，并不实际传递运动。

当拨叉杆311向下运动时，滑移齿轮114也向下运动，进而滑移齿轮114的外齿与第二齿轮112的内齿相互啮合（图2所示状态），又因为第二齿轮112与第二传动轴12上的第三齿轮121相啮合，因此当主电机转动时，便可传动到第一传动轴11上，而此时第四齿轮113没有与滑移齿轮114相啮合，因此，第四齿轮113在第二深沟球轴承118的作用上，第四齿轮113只是做空转，并不实际传递运动，这样在拨叉杆311及拨叉轴32的作用下，便实现了两级变速。

另外，各齿轮与传动轴之间均为花键联接，目的是为了更好地传递运动过程的扭矩。

综上，本发明拨叉双动齿轮箱结构简单，性能稳定；变速机构结构简单，主轴箱占用空间小；相对于大功率主电机，本结构采用功率较小的电机，大大降低了电源模块的成本。

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但本发明并不限制于以上描述的具体实施例，其只是作为范例。对于本领域技术人员而言，任何等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作出的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims

1.一种拨叉双动齿轮箱结构，包括齿轮箱体，其特征在于，在所述齿轮箱体内设有第一传动链、第二传动链和变速机构，所述变速机构分别对所述第一传动链、所述第二传动链进行变速驱动，所述变速机构位于所述第一传动链和所述第二传动链之间。

2.如权利要求1所述的拨叉双动齿轮箱结构，其特征在于：

所述第一传动链和所述第二传动链关于所述齿轮箱体的中心面呈对称分布；

所述第一传动链包括轴线均为竖直方向的第一传动轴、第二传动轴和第三传动轴，所述第三传动轴与主电机连接，所述第一传动轴上第一齿轮与位于机床底座内的齿轮相啮合，所述第一传动轴上的第二齿轮与所述第二传动轴上的第三齿轮相啮合，所述第一传动轴上的第四齿轮和所述第二传动轴上的第五齿轮相啮合，所述第二传动轴上的第六齿轮和所述第三传动轴上的第七齿轮相啮合；

3.如权利要求2所述的拨叉双动齿轮箱结构，其特征在于，所述滑移齿轮为带阶梯轴的直齿轮，在所述阶梯轴上安装有第一深沟球轴承，在所述第一深沟球轴承上装有调整垫，所述调整垫上安装有一第一直齿轮，所述第一直齿轮固定在所述滑移齿轮上，所述拨叉头将所述第一深沟球轴承的外圈抱住。

4.如权利要求2所述的拨叉双动齿轮箱结构，其特征在于，在所述滑移齿轮的上下分别设置所述第二齿轮和所述第四齿轮，所述第二齿轮和所述第四齿轮的内部分别安装有第二深沟球轴承和第三深沟球轴承。

5.如权利要求4所述的拨叉双动齿轮箱结构，其特征在于，所述第二深沟球轴承和所述第三深沟球轴承分别用螺钉通过第一压板和第二压板固定，所述螺钉的头部带孔，在所述螺钉头部的孔内穿环形钢丝，以实现所述第二齿轮和所述第四在旋转过程中发生空转。

6.如权利要求5所述的拨叉双动齿轮箱结构，其特征在于，所述第二齿轮和所述第四齿轮均为具有内齿和外齿的齿轮，且所述内齿均为直齿。

7.如权利要求2所述的拨叉双动齿轮箱结构，其特征在于，在所述第三传动轴的上端设有皮带座，所述皮带座通过皮带和主电机连接。

8.如权利要求2所述的拨叉双动齿轮箱结构，其特征在于，在所述机床底座内还设有具有竖直方向轴线的第四传动轴，所述第一传动轴的轴线距离所述齿轮箱体的中心面的距离与所述第四传动轴的轴线距离所述齿轮箱体的中心面的距离偏差为20mm～40mm，所述第一传动轴的轴线距离所述齿轮箱体的中心面的距离与所述第二传动轴的轴线距离所述齿轮箱体的中心面的距离偏差为80mm，所述第二传动轴的轴线距离所述齿轮箱体的中心面的距离与所述第三传动轴的轴线距离所述齿轮箱体的中心面的距离偏差为30mm。

9.如权利要求2所述的拨叉双动齿轮箱结构，其特征在于，所述齿轮箱体安装在所述机床底座的后侧。

10.如权利要求1至9中任意一项所述的拨叉双动齿轮箱结构，其特征在于，所述齿轮箱体内还设有变速检测开关以及放松锁紧装置，所述变速检测开关以及所述放松锁紧装置分别与所述变速机构连接。