CN102806487B - 数控立式车床的主传动齿轮箱 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种数控立式车床的主传动齿轮箱，箱体中设有输入轴、中间轴和输出轴，输入轴通过弹性联轴器与调速直流电机连接；中间轴上安装有大小齿轮和传动齿轮；输出轴上安装有输出齿轮，其输出端设有输出内齿轮；输入轴上配有液压调控装置，液压调控装置包括拉杆、拨叉和滑移齿轮组，所述拉杆与输入轴平行，液压活塞与拉杆连接，输入轴上装有导向用滑移键，滑移键通过埋头螺钉固定在输入轴的键槽中，滑移齿轮组在滑移键上滑动，拨叉两端分别与拉杆和滑移齿轮组连接，传动齿轮与输出齿轮常啮合，在拨叉的带动下，改变滑移齿轮组中的高、低速齿轮与小、大齿轮的啮合状态；主传动齿轮箱的变速比i=2.9，调速直流电机的调磁比为3。
Description
技术领域
本发明涉及一种数控立式车床的主传动齿轮箱。
背景技术
数控立式车床的主传动系统是立式车床动力传递单元的主要部件，它将动力源输出的扭矩和功率传递至工作台，实现机床切削动力输出。在传统的数控立式车床中，主传动齿轮箱一般都采用多级变速，例如，在普通型C5225数控立式车床的主传动系统中，主齿轮箱就是采用16级变速的老式结构传动链，其结构复杂、效率和精度低下，这种齿轮箱结构，零件多，加工维修也很困难，如何简化主齿轮箱的结构，提高主齿轮箱的效率，一直是业内需要解决的难题。
发明内容
本发明的目的在于：针对目前数控立式车床的主传动齿轮箱采用多级变速存在的结构复杂、效率和精度低下，零件多，加工维修也很困难等一系列问题，提供一种新的数控立式车床的主传动齿轮箱。
本发明的目的是这样实现的：一种数控立式车床的主传动齿轮箱，包括输入轴、输出轴和箱体，其特征在于：
a)箱体中设有由轴承平行支撑的输入轴、中间轴和输出轴，输入轴的输入端伸出箱体，其端部设有弹性联轴器；中间轴上安装有大齿轮、小齿轮以及位于大小齿轮之间的传动齿轮，所述各齿轮与中间轴的连接方式为键连接；输出轴上安装有输出齿轮，其输出端安装一个伸出箱体的输出内齿套，输出齿轮和输出内齿套与输出轴之间均采用双键连接；
b)输入轴上配有一个液压调控装置，所述的液压调控装置包括：由液压活塞驱动的拉杆、拨叉和含有高低速齿轮的滑移齿轮组，其中，液压活塞与拉杆连接，拉杆与输入轴平行，输入轴上装有导向用滑移键，滑移键通过埋头螺钉固定在输入轴键槽中，滑移齿轮组在滑移键上滑动，拨叉一端固定安装在拉杆上，另一端通过深沟球轴承与滑移齿轮组连接，滑移齿轮组中的高速驱动齿轮和低速齿轮分别位于拨叉轴承两端；
c)拉杆带动拨叉轴向运动，在拨叉的带动下，使滑移齿轮组中的高速齿轮与过渡轴上的小齿轮啮合，或使滑移齿轮组中的低速齿轮与过渡轴上的大齿轮啮合；
d)中间轴上的传动齿轮位于大齿轮和小齿轮之间；
e)输入轴的弹性联轴器与调速直流电机的电机轴连接；
f)主传动齿轮箱的变速比i=2.9，调速直流电机的调磁比为3。
在本发明中：中间轴上设有均匀分布的两个键槽，中间轴与大小齿轮及传动齿轮连接的两个键通过螺钉固定在键槽中。
在本发明中：液压调控装置中配有换挡检测装置，换挡检测装置安装在与液压活塞同步运动的推杆侧面的支架上，所述的换挡检测装置为两个位置感应开关，一个位置感应开关对应于高速齿轮与小齿轮啮合的工作状态，另一个位置感应开关对应于低速齿轮与大齿轮啮合的工作状态。
在本发明中：调速直流电机为Z4系列直流电机。
本发明的优点在于：由于主传动变速箱的输入轴与调速直流电机采用弹性联轴器联接，可以最大程度的避免了由于安装误差造成的对输入轴的偏载，提升了机械部件的使用寿命；由于液压调控装置中的推杆上配有换挡检测装置，可以实现精确换挡到位，确保了滑移齿轮组在工作状态具有较大的接触面积，增强齿轮寿命；由于本发明采用调节特性较好的Z4系列直流电机，具有调速平滑、方便，调速范围广，便于控制的优势，且电机自身过载能力强，能承受频繁的冲击载荷，可实现无级调速和频繁的启动、制动；由于主传动齿轮箱的变速比i=2.9，选择调速直流电机的调磁比为3，保证了直流电机的工作区间为恒功率段，满足了直流电机在该工作区间能够实现无级变速，避免了电机临近可持续最高转速时出现的功率下降情况；由于减少了减速级数，使齿轮箱的整体结构更加紧凑，维护方便，同时提升了箱体刚度。由于将传统的传动齿轮由中间轴的一侧移动至大小齿轮之间，使箱体内腔整体宽度明显缩小，整体刚度进一步增强。
附图说明
图1 是本发明实施例的剖面结构示意图。
图2是本发明液压调控装置的换挡检测装置实施例结构示意图。
图中：1、箱体，2、拉杆，3、低速轮，4、拨叉，5、拨叉轴承，、6、滑移键，7、螺钉，8、高速轮，9、活塞，10、推杆，11、弹性联轴器，12、输入轴，13、小齿轮，14、传动齿轮，15、大齿轮，16、键，17、螺钉，18、中间轴，19、输出齿轮，20、输出轴，21、输出内齿套，22、油缸，23、开关支架，24、位置感应开关，25、Z4直流机
附图非选择性地公开了本发明实施例的具体结构，下面结合附图对本发明作进一步地描述，
由图1可见，本发明的箱体1中设有由轴承平行支撑的输入轴12、中间轴18和输出轴20，输入轴12的输入端伸出箱体1，其端部通过弹性联轴器11与Z4直流机25相连；中间轴18与大齿轮15、小齿轮13以及位于大小齿轮之间的传动齿轮14通过键16连接；输出轴20上安装有输出齿轮19，输出轴20的输出端安装一个伸出箱体的输出内齿套21，输出齿轮19和输出内齿套21与输出轴20之间均采用双键连接。
输入轴12上配有一个液压调控装置，所述的液压调控装置包括：液压活塞9、拉杆2、拨叉4、拨叉轴承5以及由高速齿轮8和低速齿轮3组成的的滑移齿轮组；其中，液压活塞9通与拉杆2连接，拉杆2与输入轴12平行，输入轴12上设有键槽，滑移键6通过螺钉7固定在键槽中，滑移齿轮组可通过滑移键6导向，在输入轴12上移动；拨叉4一端固定安装在拉杆2上，另一端通过拨叉轴承5与滑移齿轮组连接，滑移齿轮组中的高速齿轮8和低速齿轮3分别位于拨叉轴承5两端。中间轴18上的传动齿轮14与输出轴20上的输出齿轮19常啮合。
在液压调控装置中，拉杆2带动拨叉4轴向运动，在拨叉4的带动下，滑移齿轮组的高速齿轮8与中间轴18上的小齿轮13啮合，或滑移齿轮组的低速齿轮3与中间轴18上的大齿轮15啮合；安装在输入轴12上的弹性联轴器11与Z4直流机25连接；主传动齿轮箱的变速比i=2.9，调速直流电机的调磁比为3。
在本实施例中，中间轴18上设置两个键槽，键槽中的键16通过螺钉17固定在键槽中，所述的大齿轮15、小齿轮13和传动齿轮14与中间轴18通过键16连接。
由图2可见，调速直流电机采用Z4系列直流电机，液压调控装置中配有换挡检测装置，换挡检测装置安装在推杆10一侧的开关支架23上；在换挡检测装置的两个检测位点上分别安装了感应开关24，它们分别对应于高速齿轮8与小齿轮13啮合的工作状态，以及低速齿轮3与大齿轮15啮合的工作状态。
具体实施时，箱体1的各联接部位还应该采取诸如密封橡胶圈、气隙密封、迷宫密封等密封手段，最大程度的保证了箱体在整个寿命周期中不发生漏油现象。
Claims (4)
1.一种数控立式车床的主传动齿轮箱，包括输入轴、输出轴和箱体，其特征在于：
a)箱体中设有由轴承平行支撑的输入轴、中间轴和输出轴，输入轴的输入端伸出箱体，其端部设有弹性联轴器；中间轴上安装有大齿轮、小齿轮以及位于大小齿轮之间的传动齿轮，所述各齿轮与中间轴的连接方式为键连接；输出轴上安装有输出齿轮，其输出端安装一个伸出箱体的输出内齿套，输出齿轮和输出内齿套与输出轴之间均采用双键连接；
b)输入轴上配有一个液压调控装置，所述的液压调控装置包括：由液压活塞驱动的拉杆、拨叉和含有高低速齿轮的滑移齿轮组，其中，液压活塞与拉杆连接，拉杆与输入轴平行，输入轴上装有导向用滑移键，滑移键通过埋头螺钉固定在输入轴键槽中，滑移齿轮组在滑移键上滑动，拨叉一端固定安装在拉杆上，另一端通过深沟球轴承与滑移齿轮组连接，滑移齿轮组中的高速驱动齿轮和低速齿轮分别位于拨叉轴承两端；
c)拉杆带动拨叉轴向运动，在拨叉的带动下，使滑移齿轮组中的高速齿轮与过渡轴上的小齿轮啮合，或使滑移齿轮组中的低速齿轮与过渡轴上的大齿轮啮合；
d)中间轴上的传动齿轮位于大齿轮和小齿轮之间；
e)输入轴的弹性联轴器与调速直流电机的电机轴连接；
f)主传动齿轮箱的变速比i=2.9，调速直流电机的调磁比为3。
2.根据权利要求1所述的数控立式车床的主传动齿轮箱，其特征在于：中间轴上设有均匀分布的两个键槽，中间轴与大小齿轮及传动齿轮连接的两个键通过螺钉固定在键槽中。
3.根据权利要求1所述的数控立式车床的主传动齿轮箱，其特征在于：液压调控装置中配有换挡检测装置，换挡检测装置安装在与液压活塞同步运动的推杆侧面的支架上，所述的换挡检测装置为两个位置感应开关，一个位置感应开关对应于高速齿轮与小齿轮啮合的工作状态，另一个位置感应开关对应于低速齿轮与大齿轮啮合的工作状态。
4.根据权利要求1或2或3所述的数控立式车床的主传动齿轮箱，其特征在于：调速直流电机为Z4系列直流电机。
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