CN103148202B - 大型高精度转盘无背隙传动方法 - Google Patents
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Abstract
一种大型高精度转盘无背隙传动方法，利用一台伺服电机带动蜗轮蜗杆减速机作为一级减速机，该减速机两个输出端通过连接轴和胀套与二级减速机输入端连接，两个二级减速机输出端分别装有小齿轮与回转支承外圈齿轮啮合，带动安装在回转支承外圈上的转盘回转，小齿轮与回转支承外圈齿轮模数及压力角相等，回转支承内齿圈固定在翻转盘上，通过调整胀套，可以消除从伺服电机到转盘之间两个方向传动的机械间隙，提高传动精度，在翻转盘上，安装有中心距调节机构，用来调节二级减速机输出轴上的小齿轮与回转支承外圈齿轮之间的中心距，提高齿轮啮合精度。
Description
技术领域
本发明涉及一种大型高精度转盘无背隙传动方法，利用该方法可以消除在回转中正反两个方向的机械背隙，适用于对安装在转盘上的工件进行高精度、多自由度的测量及加工，保证传动精度的要求。
背景技术
在对工件进行测量及加工中，通常利用高精度、大减速比、多自由度转盘，将被测工件安装在转盘上，对工件进行测量及加工。在整个传动中，从电机到传动最终端，正反方向所有机械传动背隙决定了转盘的回转精度，因此必须采用消背隙机构，来满足转盘的精度要求。目前，转盘消背隙方法多采用变导程蜗轮蜗杆副消背隙机构，其结构复杂，加工难度大，成本高，所以设计一种结构简单、高精度、大传动比的多自由度无背隙转盘尤为重要。
发明内容
本发明涉所要解决的技术问题是提供一种大型、高精度、大减速比的无背隙多自由度转盘的传动机构，该机构特点是结构简单、承载能力大、传动比大，通过对转盘正反方向背隙的调整，转盘可实现零背隙传动，保证转盘回转的运动精度，满足被测工件高精度测量及加工的要求。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：利用一台伺服电机带动蜗轮蜗杆减速机作为一级减速机，该一级减速机安装在翻转盘上，两个输出端通过连接轴和胀套与二级减速机输入端连接，两个二级减速机安装在翻转盘两侧，其输出端分别装有小齿轮与回转支承外圈齿轮啮合，带动安装在回转支承外圈上的转盘回转，回转支承内圈固定在翻转盘上，在翻转盘上，安装有中心距调节机构，用来调节二级减速机输出轴上的小齿轮与回转支承外圈齿轮之间的中心距，提高齿轮啮合精度。
伺服电机与蜗轮蜗杆减速机采用直接连接方式，为了保证转盘的传动精度，蜗轮蜗杆减速机选用低背隙、高精度减速机，输入轴与输出轴成90o角，减速机的输出采用双输出轴形式输出，其双输出转动方向相同。
一级减速机的两个输出端分别通过两端装有胀套的连接轴连接至第二级减速机的输入端，连接轴两端带有内孔，分别安装胀套，当胀套胀紧时，连接轴两端的胀套外圈与连接轴胀紧，胀套内圈分别与一级减速机输出轴与二级减速机输入轴胀紧连接，连接轴中间有一孔，用来调整传动的背隙。
二级减速机由两台输入与输出成90o角，输入旋向相反、输出旋向相同的低背隙减速机组成，二级减速机安装在法兰盘上，法兰盘安装在翻转盘上，在二级减速机的输出端，分别装有小齿轮，与回转支承外圈齿轮相啮合，外圈齿轮为外啮合齿轮结构，其外圈固定在转盘上，外圈齿轮转动带动转盘及转盘上的工件旋转，回转支承内圈固定在翻转盘上，外圈齿轮与二级减速机输出小齿轮啮合的齿轮模数、压力角相同。
二级减速机法兰盘与翻转盘安装时留有一定的间隙，用于调整小齿轮与回转支承外圈齿轮的中心距，在二级减速机输出端法兰盘一侧，翻转盘上安装有两个调节螺杆和固定调节螺杆的固定座，调节螺杆一端顶在二级减速机法兰盘上，另一端与固定座通过螺纹相连，通过调节螺杆，可以调节法兰盘的移动，从而调节小齿轮与回转支承外圈齿轮的中心距，消除齿轮间的背隙，提高传动精度。
调整机构背隙时，先松开一级减速机两个输出轴其中一端与连接轴的胀套，使伺服电机向一个方向转动，在一级减速机输出的另一端，二级减速机输出端小齿轮与回转支承外圈齿轮齿侧的一个方向紧密啮合，消除从电机到回转支承外圈齿轮之间一个齿侧方向的所有机械传动背隙，然后在已松开胀套的连接轴上，通过连接轴上的孔，人工旋转连接轴，使二级减速机输出端小齿轮与回转支承外圈齿轮的另一齿侧方向紧密啮合，消除从电机到回转支承外圈齿轮之间另一个齿侧方向的所有机械传动背隙，然后将胀套锁紧，这样在电机两个方向回转时，由于二级减速机输出小齿轮分别与回转支承外圈齿轮两个方向齿侧均紧密啮合，消除了从电机到转盘间的两个方向机械传动的背隙，因此实现了转盘的无背隙传动，提高了转盘回转精度。此外，通过调整螺杆，调节小齿轮与回转支承外圈齿轮中心距，也提高了传动精度，由于整个传动由两台减速机及一级齿轮减速，故可实现大减速比无背隙传动。
本发明与现有技术相比，其显著优点是：转盘结构大，减速比高，结构简单，调节方便，可实现转盘正反向无背隙高精度传动。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是大型高精度转盘无背隙传动方法的主视图。
图2是大型高精度转盘无背隙传动方法的俯视图（去掉转盘）。
图中1.一级减速机，2.胀套，3.连接轴，4.二级减速机，5.法兰盘，6. 翻转盘，7.转盘，8.小齿轮，9.回转支承外圈，10. 回转支承内圈，11.伺服电机，12. 调节螺杆，13.固定座。
具体实施方式在图1及图2中，伺服电机（11）与一级减速机（1）的输入端通过法兰相连接，一级减速机（1）为双输出轴输出，输出旋转方向相同，其输出轴与输入轴成90o角，一级减速机（1）的输出轴与连接轴（3）通过胀套（2）相连接，连接轴（3）与二级减速机（4）也通过胀套连接，二级减速机（4）输入轴与输出轴成90o角，两个二级减速机输入方向相反、输出方向相同，其输出端法兰与法兰盘（5）通过螺栓连接，法兰盘（5）与翻转盘（6）通过螺栓连接，二级减速机（4）输出轴通过键与小齿轮（8）连接，小齿轮（8）与回转支承外圈（9）齿轮相啮合，其齿轮模数及压力角相同，回转支承外圈（9）与转盘（7）通过螺栓连接，从而带动转盘（7）转动，回转支承内圈（10）与翻转盘（6）通过螺栓连接，两个固定座（13）固定在翻转盘（6）上，固定座（13）与调节螺杆（12）通过螺纹连接，调节螺杆（12）一端顶在法兰盘（5）上，用以调节小齿轮（8）与回转支承外圈（9）齿轮的啮合中心距，提高传动精度。
工作时，伺服电机（11）带动一级减速机（1）转动，一级减速机（1）的两个输出端分别通过胀套（2）带动连接轴（3）及二级减速机（4）的输入端转动，二级减速机（4）的两个输出端通过小齿轮（8）驱动回转支承外圈（9）齿轮回转，从而带动转盘（7）转动。
调整背隙时，首先松开一级减速机（1）一端输出轴与胀套（2）的连接，使伺服电机（1）向一个方向回转，消除从伺服电机（1）到转盘（7）之间一个方向的机械间隙，然后在胀套（2）松开端处，通过人工转动连接轴（3），消除连接轴（3）到转盘（7）之间另一个方向的机械间隙，最后锁紧一级减速机（1）的输出轴与胀套（2）的连接，这样就消除了从伺服电机（1）到转盘（7）之间两个方向的机械间隙，做到零背隙传动，提高了传动精度。
Claims (5)
1.一种大型高精度转盘无背隙传动方法，利用一台伺服电机带动蜗轮蜗杆减速机作为一级减速机，该一级减速机安装在翻转盘上，两个输出端通过连接轴和胀套与二级减速机输入端连接，两个二级减速机安装在翻转盘两侧，其输出端分别装有小齿轮与回转支承外圈齿轮啮合，带动安装在回转支承外圈上的转盘回转，回转支承内圈固定在翻转盘上，在翻转盘上，安装有中心距调节机构，用来调节二级减速机输出轴上的小齿轮与回转支承外圈齿轮之间的中心距，提高齿轮啮合精度。
2.根据权利要求1所述的大型高精度转盘无背隙传动方法，其特征是：伺服电机与蜗轮蜗杆减速机采用直接连接方式，为了保证转盘的传动精度，蜗轮蜗杆减速机选用低背隙、高精度减速机，输入轴与输出轴成90o角，减速机的输出采用双输出轴形式输出，其双输出转动方向相同。
3.根据权利要求1所述的大型高精度转盘无背隙传动方法，其特征是：一级减速机的两个输出端分别通过两端装有胀套的连接轴连接至第二级减速机的输入端，连接轴两端带有内孔，分别安装胀套，当胀套胀紧时，连接轴两端的胀套外圈与连接轴胀紧，胀套内圈分别与一级减速机输出轴与二级减速机输入轴胀紧连接，连接轴中间有一孔，用来调整传动的背隙。
4.根据权利要求1所述的大型高精度转盘无背隙传动方法，其特征是：二级减速机由两台输入与输出成90o角，输入旋向相反、输出旋向相同的低背隙减速机组成，二级减速机安装在法兰盘上，法兰盘安装在翻转盘上，在二级减速机的输出端，分别装有小齿轮，与回转支承外圈齿轮相啮合，外圈齿轮为外啮合齿轮结构，其外圈固定在转盘上，外圈齿轮转动带动转盘及转盘上的工件旋转，回转支承内圈固定在翻转盘上，外圈齿轮与二级减速机输出小齿轮啮合的齿轮模数、压力角相同。
5.根据权利要求1所述的大型高精度转盘无背隙传动方法，其特征是：二级减速机法兰盘与翻转盘安装时留有一定的间隙，用于调整小齿轮与回转支承外圈齿轮的中心距，在二级减速机输出端法兰盘一侧，翻转盘上安装有两个调节螺杆和固定调节螺杆的固定座，调节螺杆一端顶在二级减速机法兰盘上，另一端与固定座通过螺纹相连，通过调节螺杆，可以调节法兰盘的移动，从而调节小齿轮与回转支承外圈齿轮的中心距，消除齿轮间的背隙，提高传动精度。
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