CN102922354A

CN102922354A - 一种摩擦轮牵引传动摆线加工装置

Info

Publication number: CN102922354A
Application number: CN2012104189668A
Authority: CN
Inventors: 王春; 谢志伟; 葛研军; 周智鹏; 林盛; 单丽君
Original assignee: Dalian Jiaotong University
Current assignee: Dalian Jiaotong University
Priority date: 2012-10-26
Filing date: 2012-10-26
Publication date: 2013-02-13
Anticipated expiration: 2032-10-26
Also published as: CN102922354B

Abstract

本发明公开了一种摩擦轮牵引传动摆线加工装置，由一级太阳轮、输入轴、一级行星轮、一级行星轮支架、一级摩擦圈和外壳组成第一级行星减速机构；由二级太阳轮、二级行星轮、二级行星轮支架、二级摩擦圈和外壳组成第二级行星减速机构；由主动轮、传动轮A、传动轮B、从动轮和中间轴组成二级摩擦轮牵引传动机构；第二级行星轮支架上安装输出轴；输出轴与输入轴之间存在偏心距。本发明工作时，二级摩擦轮牵引传动行星减速机构，将输入轴旋转运动转换为输出轴绕输入轴的回转运动；二级摩擦轮牵引传动机构，按近似1：1的传动比将输入轴旋转运动传递给输出轴；刀具通过刀具夹持装置安装在输出轴上，从而实现刀具的摆线加工运动。

Description

一种摩擦轮牵引传动摆线加工装置

技术领域

本发明涉及一种摩擦牵引传动技术，特别是一种摩擦轮牵引传动摆线加工装置。

背景技术

传统铣削加工中的开槽加工，一般在铣床上采用铣刀进行全刀宽加工。在切削过程中，全刀宽加工对刀具存在诸多的不利因素，如切削热和切屑的排放困难，刀具受到切削负荷大等。随着高速切削技术的快速发展，为了避免刀具的全刀宽加工，先进的数控系统采用摆线加工技术。摆线加工以圆形移动方式沿指定路径运动，逐渐切除毛坯中的材料，从而可避免刀具的全刀宽切削。摆线加工刀具轨迹是一条一阶导数光滑连续的曲线。摆线式高速加工过程中，刀具处于动态的全方位切削，刀体沿周边受力均匀，降低了刀具切削负荷，提高了载荷的稳定性。刀具向前切削材料也伴随着向后的空走刀，这样刀具有充分的时间冷却，同时，还能自动带走切屑，从而大大改善切削条件，提高刀具寿命。摆线加工对于高硬度材料窄槽和型腔的加工具有很大优势。但是采用摆线加工技术，要求数控机床坐标轴不断地往复运动，也就是机床处于震荡之中，不利于机床精度与寿命的保持，特别是对于大型龙门式数控铣床，坐标轴高速往复运动也难以实现。坐标磨床上进行内孔的高精度磨削加工时，一般使用行星电磨头。工件固定在工作台上，砂轮除作高速旋转外，还绕电磨头轴线作行星运动。但是行星电磨头由两套动力装置分别驱动砂轮高速旋转运动和砂轮的行星运动。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本发明要设计一种既可以保持机床的精度与寿命、又可以不用两套动力装置的摩擦轮牵引传动摆线加工装置。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种摩擦轮牵引传动摆线加工装置，包括输入轴、一级太阳轮、一级行星轮、外壳、一级行星轮支架、二级行星轮、二级太阳轮、二级行星轮支架、主动轮、从动轮、一级摩擦圈、二级摩擦圈、传动轮A、中间轴、传动轮B和输出轴，所述的一级太阳轮安装于输入轴上，所述的一级行星轮与一级太阳轮接触并安装于一级行星轮支架上，所述的一级摩擦圈与一级行星轮接触并安装在外壳上，所述的一级太阳轮、输入轴、一级行星轮、一级行星轮支架、一级摩擦圈和外壳组成第一级行星减速机构；所述的二级太阳轮安装于第一级行星减速机构的一级行星轮支架上，所述的二级行星轮与二级太阳轮接触并安装于二级行星轮支架上，所述的二级摩擦圈与二级行星轮接触并安装在外壳上，所述的二级太阳轮、二级行星轮、二级行星轮支架、二级摩擦圈和外壳组成第二级行星减速机构；所述的主动轮安装于输入轴上的另一端，所述的传动轮A、传动轮B安装于固定在第二级行星减速机构的二级行星轮支架上的中间轴上，所述的从动轮安装于输出轴上，所述的主动轮、传动轮A、传动轮B、从动轮和中间轴组成二级摩擦轮牵引传动机构；所述的输出轴安装于第二级行星减速机构的二级行星轮支架上；所述的输出轴与输入轴之间存在偏心距。

本发明所述的第一级行星减速机构和第二级行星减速机构之间有一级或多级行星减速机构，以改变输出轴绕输入轴的回转速度。

本发明工作时，二级摩擦轮牵引传动行星减速机构，将输入轴旋转运动转换为输出轴绕输入轴的回转运动；同时，二级摩擦轮牵引传动机构，按近似1：1的传动比将输入轴旋转运动传递给输出轴；刀具通过刀具夹持装置安装在输出轴上，从而实现刀具的摆线加工运动。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、由于本发明采用多级摩擦轮牵引传动行星减速机构，将输入轴旋转运动转换为输出轴绕输入轴的回转运动，避免了现有数控系统摆线加工技术对数控机床坐标轴不断地往复运动的要求，有利于机床精度与寿命的保持，同时解决了大型龙门式数控铣床无法进行摆线加工的问题。

2、本发明只要求一个动力输入源，避免了现有行星电磨头对两套动力装置的要求。

3、由于本发明所用的摩擦轮牵引传动是通过两光滑金属滚轮间的弹性流体润滑油膜(EHL)的剪切力来传递扭矩和功率。相比其它传动，如齿轮传动等，牵引传动具有机械效率高、传动平稳、噪声低、加工简单、制造成本低等优点。

4、本发明除具备上述优点外，还具有结构紧凑、体积小、重量轻、寿命长的优点，可应用于铣床或加工中心上铣削或磨削加工槽、内孔，特别是大型龙门铣床的开槽加工。

附图说明

本发明仅有附图1张，其中：

图1是具有两级行星减速机构的摩擦轮牵引传动摆线加工装置示意图。

图中：1、输入轴，2、一级太阳轮，3、一级行星轮，4、外壳，5、一级行星轮支架，6、二级行星轮，7、二级太阳轮，8、二级行星轮支架，9、主动轮，10、从动轮，11、一级摩擦圈，12、二级摩擦圈，13、传动轮A，14、中间轴，15、传动轮B，16、输出轴。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行进一步地描述。具有两级行星减速机构的摩擦轮牵引传动摆线加工装置如图1所示，由输入轴1、输出轴16、一级太阳轮2、一级行星轮3、一级行星轮支架5、一级摩擦圈11、二级太阳轮7、二级行星轮6、二级行星轮支架8、二级摩擦圈12、主动轮9、传动轮A13、传动轮B15、从动轮10、中间轴14、外壳4等组成。由一级太阳轮2、一级行星轮3、一级行星轮支架5、一级摩擦圈11组成第一级摩擦轮牵引传动行星减速机构，由二级太阳轮7、二级行星轮6、二级行星轮支架8、二级摩擦圈12组成的二级摩擦轮牵引传动行星减速机构。输入轴1通过锥柄与机床主轴连接。转矩从输入轴1输入，通过第一、二级摩擦轮牵引传动行星减速机构，转换为输出轴16绕输入轴1的回转运动。为使本发明的整体尺寸不致过大，一级行星轮3与二级行星轮6、一级太阳轮2与二级太阳轮7、一级内摩擦圈11与二级内摩擦圈12的直径相差不大，第一级行星减速机构与第二级行星减速机构的传动比相接近。为实现刀具的摆线运动轨迹，输出轴16与输入轴1有一定距离的偏心。机床主轴通过锥柄连接传递给输入轴1的转矩，通过二级摩擦轮传动传递给输出轴16。主动轮9安装于输入轴1上，通过安装于中间轴14上的传动轮A13驱动中间轴14，再由安装于中间轴14上的传动轮B15，驱动安装于装置输出轴16上的从动轮10，最后将输入转矩传递给输出轴16。二级摩擦传动机构的传动比近似为1：1。所述的第一级行星减速机构和第二级行星减速机构之间有一级或多级行星减速机构，以改变输出轴16绕输入轴1的回转速度。

摩擦牵引传动机构要求相互接触的摩擦轮之间有足够的正压力，以形成高压牵引油膜，达到足够的牵引传动效率。以下两种方法可以在摩擦轮之间提供足够的正压力：（1）对称行星滚轮摩擦牵引传动装置普遍采用锥形滚道，通过调节面对面或背靠背配置的锥形滚道的轴向移动，来产生径向位移，从而提供牵引或摩擦传动所需要的正压力。行星滚轮牵引传动的压力自动加载机构采用滚珠V型槽或端面凸轮机构，它们的工作原理基本相同。本发明中，一级太阳轮2、二级太阳轮7、主动轮9、从动轮10分别是由上下两部分及中间垫圈组成的。上下两部分都带有一定的斜度，调节两部分之间的轴向位移可以控制一级太阳轮2与一级行星轮3、二级太阳轮7与二级行星轮6之间的径向位移，继而调节过盈量，从而为摩擦传动提供正压力。（2）各级摩擦轮采用胀紧套，通过调节胀紧套的胀紧螺钉控制摩擦轮轮廓的径向位移，达到提供正压力的效果。本发明装置中，一级太阳轮2、二级太阳轮7、主动轮9、从动轮10、传动轮A13、传动轮B15、一级行星轮3和二级行星轮6都可以在其外部安装胀紧套。

Claims

1.一种摩擦轮牵引传动摆线加工装置，其特征在于：包括输入轴（1）、一级太阳轮（2）、一级行星轮（3）、外壳（4）、一级行星轮支架（5）、二级行星轮（6）、二级太阳轮（7）、二级行星轮支架（8）、主动轮（9）、从动轮（10）、一级摩擦圈（11）、二级摩擦圈（12）、传动轮A（13）、中间轴（14）、传动轮B（15）和输出轴（16），所述的一级太阳轮（2）安装于输入轴（1）上，所述的一级行星轮（3）与一级太阳轮（2）接触并安装于一级行星轮支架（5）上，所述的一级摩擦圈（11）与一级行星轮（3）接触并安装在外壳（4）上，所述的一级太阳轮（2）、输入轴（1）、一级行星轮（3）、一级行星轮支架（5）、一级摩擦圈（11）和外壳（4）组成第一级行星减速机构；所述的二级太阳轮（7）安装于第一级行星减速机构的一级行星轮支架（5）上，所述的二级行星轮（6）与二级太阳轮（7）接触并安装于二级行星轮支架（8）上，所述的二级摩擦圈（12）与二级行星轮（6）接触并安装在外壳（4）上，所述的二级太阳轮（7）、二级行星轮（6）、二级行星轮支架（8）、二级摩擦圈（12）和外壳（4）组成第二级行星减速机构；所述的主动轮（9）安装于输入轴（1）上的另一端，所述的传动轮A（13）、传动轮B（15）安装于固定在第二级行星减速机构二级行星轮支架（8）上的中间轴（14）上，所述的从动轮（10）安装于输出轴（16）上，所述的主动轮（9）、传动轮A（13）、传动轮B（15）、从动轮（10）和中间轴（14）组成二级摩擦轮牵引传动机构；所述的输出轴（16）安装于第二级行星减速机构的二级行星轮支架（8）上；所述的输出轴（16）与输入轴（1）之间存在偏心距。

2.根据权利要求1所述的一种摩擦轮牵引传动摆线加工装置，其特征在于：所述的第一级行星减速机构和第二级行星减速机构之间有一级或多级行星减速机构，以改变输出轴（16）绕输入轴（1）的回转速度。