CN102941504B - 一种无间隙转动分度机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无间隙转动分度机构，尤其是一种适用于圆盘精密数控加工设备的无间隙转动的分度机构。该机构包括动力传动装置、精密定位装置、分度主轴。实现了分度主轴的动力源和定位装置的分别控制，机构稳定性增加、定位精度提高，提高加工精度，同时增加了设备的使用寿命，提高生产率。

Description

一种无间隙转动分度机构

技术领域

本发明属于精密分度数控技术，尤其是一种适用于圆盘精密数控加工设备的无间隙转动的分度机构。 

背景技术

传统方式分度主轴的转动是伺服电机通过蜗杆驱动蜗蜗轮实现的。由于蜗轮蜗杆传动需要背隙，在转动中蜗杆前面始终接触蜗轮背面，这种接触是分度主轴阻尼造成而非外界作用力的结果，一旦停止转动，分度主轴有可能因外界切削力作用顺转，造成分度失真。另一种是蜗轮蜗杆转动过程中微粒进入蜗杆与蜗轮之间的接触面，造成分度失真（系统开环控制）。伺服电机对分度主轴来说起定位作用，同时也是分度主轴转动的动力源，采用上述方式实现分度主轴的转动不仅容易造成分度失真，且定位精度不高，不适合用于一些精密分度数控加工设备。 

申请号为200920123986.6的专利公开了一种无间隙蜗轮蜗杆驱动机构，该机构包括外壳、蜗轮、主动蜗杆，有一根从动蜗杆平行设置于主动蜗杆一侧，主动蜗杆和从动蜗杆均与蜗轮啮合，主动蜗杆一端设置有主动齿轮，从动蜗杆一段设置有定位盘，定位盘上设置有从动齿轮，主动齿轮与从动齿轮互相啮合。 

上述方案虽然解决了蜗轮蜗杆转动的间隙，提高了加工精度，但是此方案的结构复杂，不适用于大型的加工设备，且没有从根本上分离动力源和定位装置。 

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种种无间隙转动分度机构，包括动力传动装置、精密定位装置、分度主轴，实现分度主轴的动力源和定位装置的分别控制。 

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种无间隙转动分度机构，包括动力传动装置、精密定位装置、分度主轴，动力传动装置包括气缸、连杆、辅助轴、主动齿轮、驱动主动齿轮转动的单向离合器、被动齿轮，气缸通过连杆带动单向离合器转动，单向离合器和主动齿轮均套设在辅助轴上，单向离合器锁在主动齿轮上，主动齿轮与被动齿轮相啮合，被动齿轮套设在分度主轴上；精密定位装置包括蜗轮、蜗杆、控制蜗杆转动的伺服电机，所述蜗轮与被动齿轮以同轴方式安装在分度主轴上，蜗轮、蜗杆相啮合，蜗轮齿前面始终接触蜗杆齿背面，蜗轮蜗杆固有自锁关系。 

所述蜗轮蜗杆固有自锁关系，伺服电机停止不动（蜗杆不动），气缸作用力就不起作用，即分度主轴不转动。伺服电机转动（蜗杆转动），气缸作用力立即驱动分度主轴转动。 

所述单向离合器只能逆时针转动，即主动齿轮逆时针转动。 

所述分度主轴上设有圆光栅反馈定位系统（闭环控制系统），伺服电机通过圆光栅反馈定位控制蜗杆转动，伺服电机对分度主轴来说起精密定位作用。 

由上述对本发明结构描述可知，和现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明将分度主轴的动力源和定位装置分别控制，蜗轮蜗杆不起驱动分度主轴转动的作用，消除了蜗轮蜗杆之间的背隙，即消除了蜗轮蜗杆静止时分度主轴因外界切削力作用产生顺转而造成的分度失真，不仅机构稳定性增加、 定位精度提高，提高加工精度，而且增加了设备的使用寿命，提高生产率。 

附图说明

图1，本发明的整体结构原理图 

图2，本发明的蜗轮蜗杆局部结构示意图 

具体实施方式

下面参照附图进一步说明本发明的具体实施方式。 

参考图1，图2：无间隙转动分度机构，包括动力传动装置、精密定位装置、分度主轴，动力传动装置包括气缸1、连杆2、辅助轴3、主动齿轮5、驱动主动齿轮转动的单向离合器4、被动齿轮6，气缸1通过连杆2带动单向离合器4转动，单向离合器4和被动齿轮5均套设在辅助轴3上，单向离合器4锁在主动齿轮5上，主动齿轮5与被动齿轮相6啮合，被动齿轮6套在分度主轴7上；精密定位装置包括蜗轮8、蜗杆9、控制蜗杆转动的伺服电机10，所述蜗轮8与被动齿轮6以同轴方式安装在分度主轴7上，蜗轮8、蜗杆9相啮合，蜗轮齿前面81始终接触蜗杆齿背面91，蜗轮8蜗杆9固有自锁关系。 

机构运转时，气缸1通过连杆2，辅助轴3上单向离合器4对主动齿轮施5加逆向作用力，接着主动齿轮5通过被动齿轮6对蜗轮8施加顺向作用力，即分度主轴7顺时针转动，最后蜗轮8作用力于蜗杆9，由于蜗轮8蜗杆9固有自锁关系，伺服电机10停止不动（蜗杆不动），气缸1作用力就不起作用，即分度主轴7不转动。伺服电机10转动（蜗杆转动），气缸1作用力立即驱动分度主轴7转动。伺服电机10对分度主轴7来说起精密定位作用， 气缸1才是分度主轴7的动力源。除非外界对分度主轴7的干扰力超过气缸1作用力，造成蜗轮前面91脱离蜗杆背面91，分度主轴7才会定位失真。 

Claims (4)

1.一种无间隙转动分度机构，包括动力传动装置、精密定位装置、分度主轴(7)，其特征在于：动力传动装置包括气缸(1)、连杆(2)、辅助轴(3)、主动齿轮(5)、驱动主动齿轮(5)转动的单向离合器(4)、被动齿轮(6)，气缸(1)通过连杆(2)带动单向离合器(4)转动，单向离合器(4)和主动齿轮(5)均套设在辅助轴(3)上，单向离合器(4)锁在主动齿轮(5)上，主动齿轮(5)与被动齿轮(6)相啮合，被动齿轮(6)套设在分度主轴(7)上；精密定位装置包括 蜗轮(8)、蜗杆(9)、控制蜗杆(9)转动的伺服电机(10)，所述蜗 轮(8)与被动齿轮(6)以同轴方式安装在分度主轴(7)上，蜗轮(8)、蜗杆(9)相啮合，蜗 轮齿前面(81)始终接触蜗杆齿背面(91)，蜗轮(8)蜗杆(9)固有自锁关系。 

2.根据权利要求1所述的无间隙转动分度机构，其特征在于：所述单向离合器(4)只能逆时针转动，即主动齿轮(5)逆时针转动。 

3.根据权利要求1所述的无间隙转动分度机构，其特征在于：所述分度主轴(7)上设置有圆光栅反馈定位系统。 

4.根据权利要求3所述的无间隙转动分度机构，其特征在于：所述伺服电机(10)通过圆光栅反馈定位系统控制蜗杆(9)转动。