CN103111637B - 滚齿机快换式滚刀主轴 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种结构简单、可快速更换滚刀的滚齿机快换式滚刀主轴结构，包括：扭矩输入部件、滚刀安装部件、辅助支撑部件。本发明的滚刀安装轴仅需考虑滚刀安装，滚刀安装轴上无轴承、无扭矩传递零件，因此结构简单、加工方便，滚刀及滚刀安装轴更换方便，适合多品种、单件或小批量的小模数齿轮加工。辅助支撑轴在转矩方面仅承受轴承及密封圈产生的摩擦转矩且很小，因此辅助支撑轴扭转变形很小。

Description

滚齿机快换式滚刀主轴

技术领域

本发明涉及滚齿机，特别是滚齿机的滚刀主轴结构。

背景技术

当前滚齿机的滚刀安装在扭矩输入轴上，如果使用内径不同的滚刀，必须更换扭矩输入轴。因扭矩输入轴上需要安装传动、支撑、密封等零件，所以扭矩输入轴结构复杂、更换扭矩输入轴工作量大，且扭矩输入轴加工成本高。因此，这种滚刀安装方式不适合多品种、单件或小批量齿轮加工。公开号为CN102059408A的专利，更换滚刀刀杆时需要液压缸提供动力，必须有一套液压系统，因此设备复杂、成本也较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供结构简单、可快速更换滚刀的滚齿机滚刀主轴结构。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种滚齿机滚刀主轴，包括扭矩输入部件、滚刀安装部件、辅助支撑部件，其中：

所述扭矩输入部件包括同步带轮1、第一锁紧螺帽2、扭矩输入轴键3、隔套4、扭矩输入轴11、第一角接触球轴承7、第二角接触球轴承12、输入轴轴承座8、第一密封圈6、第二密封圈14、第一轴承端盖5、第二轴承端盖13、轴承大调整套9、轴承小调整套10、扭矩输入轴弹性夹头15以及与该弹性夹头配套使用的第一压帽16，其中扭矩输入轴弹性夹头15安装在扭矩输入轴11的一端，第一锁紧螺帽2、同步带轮1和隔套4依次安装在扭矩输入轴11的另一端，扭矩输入轴键3连接在同步带轮1和扭矩输入轴11之间，第一角接触球轴承7和第二角接触球轴承12分别安装在输入轴轴承座8内的两侧，扭矩输入轴11由第一角接触球轴承7和第二角接触球轴承12支撑，第一轴承端盖5和第二轴承端盖13分别安装在输入轴轴承座8的两端，轴承大调整套9和轴承小调整套10安装在第一角接触球轴承7和第二角接触球轴承12之间，第一密封圈6设置于第一轴承端盖5内，第二密封圈14设置于第二轴承端盖13内；

所述辅助支撑部件包括辅助支撑轴29、辅助支撑轴弹性夹头21及与该弹性夹头配套使用的第二压帽20、第一深沟球轴承25、第二深沟球轴承28、辅助支撑轴轴承座26、第三密封圈23、轴用弹性挡圈30、孔用弹性挡圈24、第三轴承端盖22、第四轴承端盖31，其中辅助支撑轴弹性夹头21安装在辅助支撑轴29的一端，第一深沟球轴承25安装在辅助支撑轴轴承座26内靠辅助支撑轴弹性夹头21的一侧、轴用弹性挡圈30安装在辅助支撑轴轴承座26内的另一侧，轴承调整套27、第二深沟球轴承28依次安装在第一深沟球轴承25和轴用弹性挡圈30之间，辅助支撑轴29由第一深沟球轴承25和第二深沟球轴承28支撑，第三轴承端盖22安装在辅助支撑轴轴承座26靠辅助支撑轴弹性夹头21的一端、第四轴承端盖31安装在辅助支撑轴轴承座26的另一端，第三密封圈23通过孔用弹性挡圈24固定在第三轴承端盖22的孔内；

所述滚刀安装部件包括滚刀安装轴17、滚刀18、第二锁紧螺帽19，其中第二锁紧螺帽19和滚刀18设置在滚刀安装轴17上，第二锁紧螺帽19压紧在滚刀18上，滚刀安装轴17的一端安装在扭矩输入轴弹性夹头15内并由第一压帽16紧固，滚刀安装轴17的另一端安装在辅助支撑轴弹性夹头21内并由第二压帽20紧固。

本发明的进一步特征在于：所述滚刀安装部件还包括滚刀安装轴键32，所述滚刀安装轴键32连接在滚刀安装轴17和滚刀18之间。

本发明还采用了另一种技术方案：在扭矩输入部件中用齿轮33代替同步带轮1，其他的技术方案内容同上。

本发明的有益效果是：滚刀安装轴仅需考虑滚刀安装，滚刀安装轴上无轴承、无扭矩传递零件，因此结构简单、加工方便。滚刀安装轴的两端是光轴，被分别夹持在两个弹性夹头内。滚刀及滚刀安装轴更换方便。适合多品种、单件或小批量的小模数齿轮加工。辅助支撑轴在转矩方面仅承受轴承及密封圈产生的摩擦转矩且很小，因此辅助支撑轴扭转变形很小。

附图说明

图1为本发明的滚齿机快换式滚刀主轴结构图

图2为滚刀与滚刀安装轴之间采用键传递扭矩时结构图；

图3为图1中扭矩输入部件中同步带轮替换为齿轮的发明主轴结构图；

图4为图2中扭矩输入部件中同步带轮替换为齿轮的发明主轴结构图；

图5为图1中的扭矩输入轴11结构图。

图6为图1中的滚刀安装轴17结构图。

图7为图1中的辅助支撑轴29结构图。

图中标注：1-同步带轮；2-第一锁紧螺帽；3-扭矩输入轴键；4-隔套；5-第一轴承端盖；6-第一密封圈；7-第一角接触球轴承；8-输入轴轴承座；9-轴承大调整套；10-轴承小调整套；11-扭矩输入轴；12-第二角接触球轴承；13-第二轴承端盖；14-第二密封圈；15-扭矩输入轴弹性夹头；16-第一压帽；17-滚刀安装轴；18-滚刀；19-第二锁紧螺帽；20-第二压帽；21-辅助支撑轴弹性夹头；22-第三轴承端盖；23-第三密封圈；24-孔用弹性挡圈；25-第一深沟球轴承；26-辅助支撑轴轴承座；27-轴承调整套；28-第二深沟球轴承；29-辅助支撑轴；30-轴用弹性挡圈；31-第四轴承端盖；32-滚刀安装轴键，33-齿轮。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1：

如图1所述，本实施例的滚齿机滚刀主轴包括：扭矩输入部件、滚刀安装部件、辅助支撑部件，其中扭矩输入轴位于左方、辅助支撑部件位于右方。

所述扭矩输入部件包括同步带轮1、第一锁紧螺帽2、扭矩输入轴键3、隔套4、扭矩输入轴11、第一角接触球轴承7、第二角接触球轴承12、输入轴轴承座8、第一密封圈6、第二密封圈14、第一轴承端盖5、第二轴承端盖13、轴承大调整套9、轴承小调整套10、扭矩输入轴弹性夹头15以及与该弹性夹头配套使用的第一压帽16，其中扭矩输入轴弹性夹头15安装在扭矩输入轴11的一端，第一锁紧螺帽2、同步带轮1和隔套4依次安装在扭矩输入轴11的另一端，扭矩输入轴键3连接在同步带轮1和扭矩输入轴11之间，第一角接触球轴承7和第二角接触球轴承12分别安装在输入轴轴承座8内的两侧，扭矩输入轴11由第一角接触球轴承7和第二角接触球轴承12支承，第一轴承端盖5和第二轴承端盖13分别安装在输入轴轴承座8的两端，轴承大调整套9和轴承小调整套10安装在第一角接触球轴承7和第二角接触球轴承12之间，第一密封圈6设置于第一轴承端盖5内，第二密封圈14设置于第二轴承端盖13内。图5给出了扭矩输入轴11结构。

其中同步带轮1接受传递过来的扭矩，通过扭矩输入轴键3传递给扭矩输入轴11，第一压帽16把滚刀安装轴17、扭矩输入轴11和扭矩输入轴弹性夹头15紧固在一起，因此扭矩输入轴11通过静摩擦传递扭矩到滚刀安装轴17，通过合理设计轴承大调整套9、轴承小调整套10的尺寸，可调节第一角接触球轴承7和第二角接触球轴承12的预紧量。

扭矩输入的准备过程为：先拧紧第一轴承端盖5的螺栓，再拧紧第二轴承端盖13的螺栓，即可排除第一轴承端盖5、第一角接触球轴承7的外圈、轴承大调整套9、第二角接触球轴承12的外圈、第二轴承端盖13之间的轴向间隙，并使上述零件固定在输入轴轴承座8。

拧紧第一锁紧螺帽2，使得同步带轮1相对于扭矩输入轴11向右移动，依次推动隔套4、第一角接触球轴承7、轴承小调整套10、第二角接触球轴承12相对于扭矩输入轴11向右移动。当第二角接触球轴承12的内圈右侧接触到扭矩输入轴11的轴肩后停止右移，继续拧紧第一锁紧螺帽2，即可排除上述零件之间沿扭矩输入轴11的轴向间隙，使得上述零件轴向固定在扭矩输入轴11上。

所述滚刀安装部件包括滚刀安装轴17、滚刀18、第二锁紧螺帽19，其中第二锁紧螺帽19和滚刀18设置在滚刀安装轴17上，第二锁紧螺帽19压紧在滚刀18上，滚刀安装轴17的一端安装在扭矩输入轴弹性夹头15内并由第一压帽16紧固，滚刀安装轴17的另一端安装在辅助支撑轴弹性夹头21内并由第二压帽20紧固。安装时，排除上述零件之间沿滚刀安装轴17的轴向间隙，使得滚刀18轴向固定在滚刀安装轴上；工作时依靠滚刀安装轴17中部轴肩、滚刀18、第二锁紧螺帽19之间的静摩擦，滚刀安装轴17把扭矩传递给滚刀18。图6给出了滚刀安装轴17的结构。

本实施例的第一锁紧螺帽2和第二锁紧螺帽19均由尼龙材料制成，也可选择其他相应的材料。

辅助支撑部件包括：辅助支撑轴29、辅助支撑轴弹性夹头21及与该弹性夹头配套使用的第二压帽20、第一深沟球轴承25、第二深沟球轴承28、辅助支撑轴轴承座26、第三密封圈23、轴用弹性挡圈30、孔用弹性挡圈24、第三轴承端盖22、第四轴承端盖31。图7给出了辅助支撑轴29的结构。

孔用弹性挡圈24把第三密封圈23固定在第三轴承端盖22的孔内，当辅助支撑轴29左右移动时，第三密封圈23不会跟着移动，辅助支撑轴29通过辅助支撑轴弹性弹性夹头21及第二压帽20与滚刀安装轴17连接在一起。

第一深沟球轴承25的内圈左侧紧靠着辅助支撑轴29的轴肩。轴用弹性挡圈30把第一深沟球轴承25和第二深沟球轴承28沿轴向固定在辅助支撑轴29上，使得两个深沟球轴承可随着辅助支撑轴29一起左右移动。第一深沟球轴承25的外圈与第三轴承端盖22之间留有一定距离，距离约5mm。如图中1所示，辅助支撑轴弹性夹头21的左端面靠在滚刀安装轴17螺纹部分右侧台阶面上，且弹性夹头21及第二压帽20处于未夹紧状态。第二深沟球轴承28的外圈与第四轴承端盖31之间留有一定约5mm的距离，当拧紧或松开第二压帽20时，辅助支撑轴29会产生左右移动，这时两个深沟球轴承可随之同时在辅助支撑轴轴承座26的轴承孔内自由移动。这样的好处是：第三轴承端盖22和第四轴承端盖31安装后是固定不动的，第一深沟球轴承25、第二深沟球轴承28在拧紧或松开第二压帽20时随辅助支撑轴29左右移动，例如：第一深沟球轴承25向左移动，如果第一深沟球轴承25的外圈与第三轴承端盖22之间无间隙，第三轴承端盖22与第一深沟球轴承25的外圈会相接触，阻碍第一深沟球轴承25向左移动，因第一深沟球轴承25与辅助支撑轴29已轴向固定，所以辅助支撑轴29也无法移动，最终导致无法拧紧或松开第二压帽20。

利用该装置拆除滚刀安装轴17或拆除滚刀18过程如下：

(1)用扳手松开第二锁紧螺帽19；

(2)松开第二压帽20，向右拉出辅助支撑轴29，第二压帽20、辅助支撑轴弹性夹头21、第一深沟球轴承25、轴承调整套27、第二深沟球轴承28随辅助支撑轴29同时被拉出辅助支撑轴轴承座26；

(3)松开第一压帽16，即可向右拉出滚刀安装轴17；

(4)拆除第二锁紧螺帽19，然后可从滚刀安装轴17上取出滚刀18。

安装滚刀安装轴17或安装滚刀18过程如下(假设扭矩输入部件已安装完毕)：

1)滚刀18装入滚刀安装轴17，第二锁紧螺帽19插入滚刀安装轴17右侧光轴上，暂不拧紧第二锁紧螺帽19；

(2)滚刀安装轴17插入扭矩输入轴弹性夹头15孔内，并使滚刀安装轴17的轴肩靠在扭矩输入轴弹性夹头15的右端面上，拧紧第一压帽16，使滚刀安装轴17固定在扭矩输入轴弹性夹头15孔内；

(3)拧紧第二锁紧螺帽19，使滚刀18压紧在滚刀安装轴17的轴肩上；

(4)从辅助支撑轴轴承座26的右端插入辅助支撑轴29(此时，第二压帽20、辅助支撑轴弹性夹头21、第一深沟球轴承25、轴承调整套27、第二深沟球轴承28已安装在辅助支撑轴29轴上，但第二压帽20未拧紧。)使滚刀安装轴17右侧光轴插入辅助支撑轴弹性夹头21；

(5)拧紧第二压帽20。

实施例2：

如图2所示，本实施例中的扭矩输入部件和辅助支撑部件同实施例1，在滚刀安装轴17上设置滚刀安装轴键32，在滚刀安装轴17上铣出键槽，滚刀安装轴键32放在键槽内，滚刀安装轴17通过滚刀安装轴键32来传递扭矩给滚刀18，这样更便于装卸，并且定心性好。

实施例3：

如图3所示，本实施例中的滚刀安装部件和辅助支撑部件和实施例1相同，扭矩输入部件中的同步带轮1用齿轮33来代替。

实施例4：

如图4所示，本实施例中的滚刀安装部件和辅助支撑部件和实施例2相同，扭矩输入部件中的同步带轮用齿轮33来代替。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但实施例并不是用来限定本发明的。在不脱离本发明之精神和范围内，所做的任何等效变化或润饰，同样属于本发明之保护范围。因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求所界定的内容为标准。

Claims (4)

1.一种滚齿机快换式滚刀主轴，包括扭矩输入部件、滚刀安装部件、辅助支撑部件，扭矩输入部件包括扭矩输入轴（11）和扭矩输入轴键（3），滚刀安装部件包括滚刀安装轴（17）和滚刀（18），辅助支撑部件包括辅助支撑轴（29），其特征在于：

所述扭矩输入部件还包括同步带轮（1）、第一锁紧螺帽（2）、隔套（4）、第一角接触球轴承（7）、第二角接触球轴承（12）、输入轴轴承座（8）、第一密封圈（6）、第二密封圈（14）、第一轴承端盖（5）、第二轴承端盖（13）、轴承大调整套（9）、轴承小调整套（10）、扭矩输入轴弹性夹头（15）以及与该弹性夹头配套使用的第一压帽（16），其中扭矩输入轴弹性夹头（15）安装在扭矩输入轴（11）的一端，第一锁紧螺帽（2）、同步带轮（1）和隔套（4）依次安装在扭矩输入轴（11）的另一端，扭矩输入轴键（3）连接在同步带轮（1）和扭矩输入轴（11）之间，第一角接触球轴承（7）和第二角接触球轴承（12）分别安装在输入轴轴承座（8）内的两侧，扭矩输入轴（11）由第一角接触球轴承（7）和第二角接触球轴承（12）支撑，第一轴承端盖（5）和第二轴承端盖（13）分别安装在输入轴轴承座（8）的两端，轴承大调整套（9）和轴承小调整套（10）安装在第一角接触球轴承（7）和第二角接触球轴承（12）之间，第一密封圈（6）设置于第一轴承端盖（5）内，第二密封圈（14）设置于第二轴承端盖（13）内；

所述辅助支撑部件还包括辅助支撑轴弹性夹头（21）及与该弹性夹头配套使用的第二压帽（20）、第一深沟球轴承（25）、第二深沟球轴承（28）、辅助支撑轴轴承座（26）、第三密封圈（23）、轴用弹性挡圈（30）、孔用弹性挡圈（24）、第三轴承端盖（22）、第四轴承端盖（31），其中辅助支撑轴弹性夹头（21）安装在辅助支撑轴（29）的一端，第一深沟球轴承（25）安装在辅助支撑轴轴承座（26）内靠辅助支撑轴弹性夹头（21）的一侧、轴用弹性挡圈（30）安装在辅助支撑轴轴承座（26）内的另一侧，轴承调整套（27）、第二深沟球轴承（28）依次安装在第一深沟球轴承（25）和轴用弹性挡圈（30）之间，辅助支撑轴（29）由第一深沟球轴承（25）和第二深沟球轴承（28）支撑，第三轴承端盖（22）安装在辅助支撑轴轴承座（26）靠辅助支撑轴弹性夹头（21）的一端、第四轴承端盖（31）安装在辅助支撑轴轴承座（26）的另一端，第三密封圈（23）通过孔用弹性挡圈（24）固定在第三轴承端盖（22）的孔内；

所述滚刀安装部件还包括第二锁紧螺帽（19），其中第二锁紧螺帽（19）和滚刀（18）设置在滚刀安装轴（17）上，第二锁紧螺帽（19）压紧在滚刀（18）上，滚刀安装轴（17）的一端安装在扭矩输入轴弹性夹头（15）内并由第一压帽（16）紧固，滚刀安装轴（17）的另一端安装在辅助支撑轴弹性夹头（21）内并由第二压帽（20）紧固。

2.根据权利要求1中所述的一种滚齿机快换式滚刀主轴，其特征在于：所述滚刀安装部件还包括滚刀安装轴键（32），所述滚刀安装轴键（32）连接在滚刀安装轴（17）和滚刀（18）之间。

3.一种滚齿机快换式滚刀主轴，包括扭矩输入部件、滚刀安装部件、辅助支撑部件，扭矩输入部件包括扭矩输入轴（11）和扭矩输入轴键（3），滚刀安装部件包括滚刀安装轴（17）和滚刀（18），辅助支撑部件包括辅助支撑轴（29），其特征在于：

所述扭矩输入部件还包括齿轮（33）、第一锁紧螺帽（2）、隔套（4）、第一角接触球轴承（7）、第二角接触球轴承（12）、输入轴轴承座（8）、第一密封圈（6）、第二密封圈（14）、第一轴承端盖（5）、第二轴承端盖（13）、轴承大调整套（9）、轴承小调整套（10）、扭矩输入轴弹性夹头（15）以及与该弹性夹头配套使用的第一压帽（16），其中扭矩输入轴弹性夹头（15）安装在扭矩输入轴（11）的一端，第一锁紧螺帽（2）、齿轮（33）和隔套（4）依次安装在扭矩输入轴（11）的另一端，扭矩输入轴键（3）连接在齿轮（33）和扭矩输入轴（11）之间，第一角接触球轴承（7）和第二角接触球轴承（12）分别安装在输入轴轴承座（8）内的两侧，扭矩输入轴（11）由第一角接触球轴承（7）和第二角接触球轴承（12）支撑，第一轴承端盖（5）和第二轴承端盖（13）分别安装在输入轴轴承座（8）的两端，轴承大调整套（9）和轴承小调整套（10）安装在第一角接触球轴承（7）和第二角接触球轴承（12）之间，第一密封圈（6）设置于第一轴承端盖（5）内，第二密封圈（14）设置于第二轴承端盖（13）内；

所述辅助支撑部件还包括辅助支撑轴弹性夹头（21）及与该弹性夹头配套使用的第二压帽（20）、第一深沟球轴承（25）、第二深沟球轴承（28）、辅助支撑轴轴承座（26）、第三密封圈（23）、轴用弹性挡圈（30）、孔用弹性挡圈（24）、第三轴承端盖（22）、第四轴承端盖（31），其中辅助支撑轴弹性夹头（21）安装在辅助支撑轴（29）的一端，第一深沟球轴承（25）安装在辅助支撑轴轴承座（26）内靠辅助支撑轴弹性夹头（21）的一侧、轴用弹性挡圈（30）安装在辅助支撑轴轴承座（26）内的另一侧，轴承调整套（27）、第二深沟球轴承（28）依次安装在第一深沟球轴承（25）和轴用弹性挡圈（30）之间，辅助支撑轴（29）由第一深沟球轴承（25）和第二深沟球轴承（28）支撑，第三轴承端盖（22）安装在辅助支撑轴轴承座（26）靠辅助支撑轴弹性夹头（21）的一端、第四轴承端盖（31）安装在辅助支撑轴轴承座（26）的另一端，第三密封圈（23）通过孔用弹性挡圈（24）固定在第三轴承端盖（22）的孔内；

所述滚刀安装部件还包括第二锁紧螺帽（19），其中第二锁紧螺帽（19）和滚刀（18）设置在滚刀安装轴（17）上，第二锁紧螺帽（19）压紧在滚刀（18）上，滚刀安装轴（17）的一端安装在扭矩输入轴弹性夹头（15）内并由第一压帽（16）紧固，滚刀安装轴（17）的另一端安装在辅助支撑轴弹性夹头（21）内并由第二压帽（20）紧固。

4.根据权利要求3中所述的一种滚齿机快换式滚刀主轴，其特征在于：所述滚刀安装部件还包括滚刀安装轴键（32），所述滚刀安装轴键（32）连接在滚刀安装轴（17）和滚刀（18）之间。