CN103273089A - 立卧一体式主轴箱 - Google Patents

Abstract

一种立卧一体式主轴箱，包括箱体，箱体上固定安装有动力马达，箱体内相对旋转安装有I传动轴、立式主轴和卧式主轴，I传动轴为齿轮轴结构，I传动轴与动力马达传动相连，I传动轴与立式主轴平行设置，立式主轴与卧式主轴为空间交叉形成90°安装，箱体内相对旋转安装有Ⅱ传动轴、Ⅲ传动轴和Ⅳ传动轴，Ⅱ传动轴、Ⅲ传动轴和Ⅳ传动轴均与立式主轴平行设置，Ⅱ传动轴上传动连接有第一齿轮和第一三联齿轮，Ⅱ传动轴通过第一齿轮与I传动轴传动相连，第一三联齿轮与Ⅱ传动轴还为上下滑动连接；Ⅲ传动轴上传动连接有第二齿轮、第四齿轮和第五齿轮，第一三联齿轮分别与第二齿轮、第四齿轮和第五齿轮相啮合。

Description

立卧一体式主轴箱

技术领域

本发明涉及一种机械加工设备，尤其涉及一种立卧一体式主轴箱。

背景技术

铣床是一种用途广泛的加工机床，主要用来加工平面、沟槽、分齿零件以及部分复杂曲面。

现有铣床主要分为龙门铣床、升降台铣床、床身式铣床、摇臂铣床等，床身式铣床常见的结构有立式铣床和立式万能铣床，立式万能铣床由于工作时需要手动转动机头，因此工作效率低，不为用户所认可；而具有立卧式一体的床身式铣床加工能力强，工作效率高，市场前景好。

现有技术中，专利号为ZL 201120082082.0的中国专利介绍了一种立卧式两用铣床主轴箱结构，其特征是动力马达通过塔轮皮带直接传递动力给立式主轴，立式主轴上部有一滑移齿轮，通过拨叉可以拨动该齿轮与中间轴（平行于立式主轴）一端的齿轮分开、啮合，啮合时，传递动力给中间轴另一端的圆锥齿轮。该圆锥齿轮将动力传递给与固定安装在与立式主轴空间交叉形成90°的卧式主轴上的圆锥齿轮，实现卧式主轴的转动，其不足之处在于：塔轮皮带传动，传递动力不足。

专利号为ZL200720041446.4的中国专利介绍了一种新型立卧式两用铣头结构，其特征是通过壳体内设置与机床主轴箱连接的转动轴，传动轴与偏置螺旋伞齿轮组连接，偏置螺旋伞齿轮组与卧主轴啮合，卧主轴端部设置刀具的锥孔；传动轴通过和立主轴啮合的传动齿轮组连接，立主轴端部设置刀具的锥孔，其不足之处在于：动力输入为与主轴箱连接的传动轴，加工过程中立主轴与卧主轴同时旋转，增加了安全隐患和动力损耗。

专利号为ZL200920273668.8的中国专利介绍了一种立卧一体式铣床头，其通过搭配万向轴承微调卧轴元件的倾斜状态，保证立轴元件与卧轴元件相互完整的啮合，使铣床头平顺的运转，以达到提升加工效率及加工精度的目的。其对立卧轴传动系统，转速级速无明确、详细说明。

发明内容

本发明的目的是提供一种传动动力强、动力损耗少、使用安全的立卧一体式主轴箱。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种立卧一体式主轴箱，包括箱体，箱体上固定安装有动力马达，箱体内相对旋转安装有I传动轴、立式主轴和卧式主轴，I传动轴为齿轮轴结构，I传动轴与动力马达传动相连，I传动轴与立式主轴平行设置，立式主轴与卧式主轴为空间交叉形成90°安装，其特征是：箱体内还相对旋转安装有Ⅱ传动轴、Ⅲ传动轴和Ⅳ传动轴，Ⅱ传动轴、Ⅲ传动轴和Ⅳ传动轴均与立式主轴平行设置，Ⅱ传动轴上传动连接有第一齿轮和第一三联齿轮，Ⅱ传动轴通过第一齿轮与I传动轴传动相连，第一三联齿轮与Ⅱ传动轴还为上下滑动连接； Ⅲ传动轴上传动连接有第二齿轮、第四齿轮和第五齿轮，第一三联齿轮分别与第二齿轮、第四齿轮和第五齿轮相啮合；Ⅲ传动轴上还传动连接有第七齿轮和第九齿轮，Ⅳ传动轴上传动连接有第二三联齿轮，第二三联齿轮与Ⅳ传动轴还为上下滑动连接，第二三联齿轮包括第六齿轮、第八齿轮和第十齿轮，第二三联齿轮分别与第五齿轮、第七齿轮和第九齿轮相啮合；Ⅳ传动轴上还传动连接有两联齿轮，两联齿轮与Ⅳ传动轴还为上下滑动连接，两联齿轮包括第十第七齿轮和第三齿轮，立式主轴上传动连接有第十三齿轮和第十五齿轮，两联齿轮分别与第十三齿轮和第十五齿轮相啮合；箱体内还相对旋转安装有Ⅴ传动轴和Ⅵ传动轴，Ⅴ传动轴上传动连接有第十四齿轮和第十六齿轮，两联齿轮分别与第十四齿轮和第十六齿轮相啮合；Ⅴ传动轴上还传动连接有第十二齿轮，Ⅵ传动轴上传动连接有第十一齿轮，第十一齿轮与第十二齿轮相啮合；Ⅵ传动轴上还传动连接有圆弧齿轮，卧式主轴上传动连接有卧轴圆弧齿轮，卧轴圆弧齿轮与圆弧齿轮相啮合。

本发明可以应用于床身式铣床和床身式数控铣床，是床身式铣床和床身式数控铣床重要的组成部分，可以在不更换主轴箱的情况下，完成立式加工和卧式加工。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)、装有本主轴箱结构的床身式铣床或床身式数控铣床同时具有立式加工和卧式加工的能力，加工范围更广。

2)、由于本主轴箱为齿轮传动，因此传动动力强，切削能力好。

3）、由于立式主轴和卧式主轴不同时旋转，因此减少了动力损耗，且使用安全。

附图说明

图1是本发明的展开剖视结构示意图。

附图中：

1、动力马达；2、箱体；3、I传动轴；4、第一齿轮；5、Ⅱ传动轴；6、Ⅲ传动轴；7、第十第七齿轮；8、第二齿轮；9、第一三联齿轮；10、第三齿轮；11、第四齿轮；12、第五齿轮；13、第六齿轮；14、第七齿轮；15、第八齿轮；16、第九齿轮；17、第十齿轮；18、Ⅳ传动轴；19、立式主轴；20、卧轴圆弧齿轮；21、卧式主轴；22、圆弧齿轮；23、Ⅵ传动轴；24、第十一齿轮；25、第十二齿轮；26、第十三齿轮；27、第十四齿轮；28、Ⅴ传动轴；29、第十五齿轮；30、第十六齿轮。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述：

一种立卧一体式主轴箱，如图1所示，包括箱体2，箱体2上固定安装有动力马达1，箱体2内相对旋转安装有I传动轴3、立式主轴19和卧式主轴21，I传动轴3为齿轮轴结构，I传动轴3与动力马达1传动相连，I传动轴3与立式主轴19平行设置，立式主轴19与卧式主轴21为空间交叉形成90°安装，箱体2内还相对旋转安装有Ⅱ传动轴5、Ⅲ传动轴6和Ⅳ传动轴18，Ⅱ传动轴5、Ⅲ传动轴6和Ⅳ传动轴18均与立式主轴19平行设置，Ⅱ传动轴5上传动连接有第一齿轮4和第一三联齿轮9，Ⅱ传动轴5通过第一齿轮4与I传动轴3传动相连，第一三联齿轮9与Ⅱ传动轴5还为上下滑动连接；Ⅲ传动轴6上传动连接有第二齿轮8、第四齿轮11和第五齿轮12，第一三联齿轮9分别与第二齿轮8、第四齿轮11和第五齿轮12相啮合；Ⅲ传动轴6上还传动连接有第七齿轮14和第九齿轮16，Ⅳ传动轴18上传动连接有第二三联齿轮，第二三联齿轮与Ⅳ传动轴18还为上下滑动连接，第二三联齿轮包括第六齿轮13、第八齿轮15和第十齿轮17，第二三联齿轮分别与第五齿轮12、第七齿轮14和第九齿轮16相啮合；Ⅳ传动轴18上还传动连接有两联齿轮，两联齿轮与Ⅳ传动轴18还为上下滑动连接，两联齿轮包括第十第七齿轮7和第三齿轮10，立式主轴19上传动连接有第十三齿轮26和第十五齿轮29，两联齿轮分别与第十三齿轮26和第十五齿轮29相啮合；箱体2内还相对旋转安装有Ⅴ传动轴28和Ⅵ传动轴23，Ⅴ传动轴28上传动连接有第十四齿轮27和第十六齿轮30，两联齿轮分别与第十四齿轮27和第十六齿轮30相啮合；Ⅴ传动轴28上还传动连接有第十二齿轮25，Ⅵ传动轴23上传动连接有第十一齿轮24，第十一齿轮24与第十二齿轮25相啮合；Ⅵ传动轴23上还传动连接有圆弧齿轮22，卧式主轴21上传动连接有卧轴圆弧齿轮20，卧轴圆弧齿轮20与圆弧齿轮22相啮合。

上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域中普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

本发明转速范围宽，转速级数为18级，与原立式主轴箱互换性好，可实现铣床同时具有立式加工和卧式加工功能。

本发明主要由箱体、动力马达以及设于主轴内的立式主轴和卧式主轴组成，还包括联接于动力马达与立式主轴和卧式主轴之间的变速传动机构，变速传动机构包括Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ传动轴，其中动力马达通过Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ传动轴将动力传送到立式主轴，实现立式主轴的旋转，通过Ⅳ传动轴上的齿轮滑动，实现与立式主轴上齿轮的啮合、脱离，将动力传递到Ⅴ、Ⅵ传动轴，Ⅵ传动轴通过其端部的圆弧齿轮组将动力传递到与立式主轴空间交叉形成90°的卧式主轴，实现卧式主轴的旋转。

在本发明中，动力马达1通过螺钉固定安装在箱体2之上，动力马达1通过平键与I传动轴3固定连接，I传动轴3通过两端的轴承安装在箱体2内，I传动轴3为齿轮轴结构，I传动轴3上的齿轮与第一齿轮4啮合，形成齿轮副传动，第一齿轮4通过平键固定安装在Ⅱ传动轴5上部，Ⅱ传动轴5下部安装有第一三联齿轮9，第一三联齿轮9通过花键副安装在Ⅱ传动轴5上，沿可Ⅱ传动轴5上下滑移，第一三联齿轮9可以分别与第二齿轮8、第四齿轮11、第五齿轮12啮合，形成齿轮副传动，第二齿轮8、第四齿轮11、第五齿轮12通过平键固定安装在Ⅲ传动轴6中上部，第七齿轮14、第九齿轮16通过平键固定安装在Ⅲ传动轴6下部，第十齿轮17、第八齿轮15和第六齿轮13通过螺钉、平键组合成第二三联齿轮，第二三联齿轮通过花键副可沿Ⅳ传动轴18上下滑移，并分别与第九齿轮16、第七齿轮14、第五齿轮12啮合，形成齿轮副传动，第三齿轮10和第十第七齿轮7通过螺钉、平键组合成两联齿轮，两联齿轮通过花键副可沿Ⅳ传动轴18上下滑移，并分别与第十三齿轮26、第十五齿轮29啮合，形成齿轮副传动，第十三齿轮26和第十五齿轮29通过平键固定安装立式主轴19之上，动力马达1通过上述齿轮副传动，将动力传递到立式主轴19，从而实现立式主轴的旋转。

在本发明中，第三齿轮10和第十第七齿轮7通过花键副可沿Ⅲ传动轴6上下滑移，实现与第十三齿轮26和第十五齿轮29的啮合与分离，当第三齿轮10、第十第七齿轮7与立式主轴19上的第十三齿轮26、第十五齿轮29分离时，第三齿轮10和第十第七齿轮7又可以分别与第十四齿轮27和第十六齿轮30啮合，形成齿轮副传动，第十六齿轮30通过平键固定安装在Ⅴ传动轴28上部，第十二齿轮25通过平键固定安装在Ⅴ传动轴28下部，第十二齿轮25与第十一齿轮24啮合，形成齿轮副传动，第十一齿轮24通过平键固定安装在Ⅵ传动轴23上，圆弧齿轮22通过平键、圆螺母和圆螺母止推垫固定安装在Ⅵ传动轴23轴端，圆弧齿轮22与卧轴圆弧齿轮20啮合，形成齿轮副传动，卧轴圆弧齿轮20通过平键、圆螺母和圆螺母止推垫固定安装在卧式主轴21上，动力马达1通过上述齿轮副传动，将动力传递到卧式主轴21，从而实现卧式主轴的旋转。

本发明中的I传动轴03、Ⅱ传动轴5、Ⅲ传动轴6、Ⅳ传动轴18、Ⅴ传动轴28和Ⅵ传动轴23及其安装于其上的齿轮组成联接于动力马达与立式主轴和卧式主轴之间的变速传动机构，I传动轴 3、Ⅱ传动轴5、Ⅲ传动轴6、Ⅳ传动轴18、Ⅴ传动轴28和Ⅵ传动轴23均通过各自两端的轴承安装在主轴箱2内。置于Ⅱ传动轴5上的三联第三齿轮9通过拨叉可以沿Ⅱ传动轴5进行轴向滑移，通过与固定安装在Ⅲ传动轴6上的第四齿轮11、第五齿轮12和第九齿轮16的啮合与分离，使Ⅲ传动轴6获得3级转速，置于Ⅳ传动轴18上的第十齿轮17、第八齿轮15和第六齿轮13通过螺钉、平键组合成第二三联齿轮，通过花键副可沿Ⅳ传动轴18上下滑移，能够分别与固定安装在Ⅲ传动轴6上的第四齿轮11、第五齿轮12和第九齿轮16进行啮合与分离，使Ⅳ传动轴18获得9级转速，Ⅳ传动轴18上的第三齿轮10、第十第七齿轮7通过螺钉、平键组合成两联齿轮，两联齿轮通过花键副可沿Ⅳ传动轴18上下滑移，分别与固定安装在立式主轴19上的第十三齿轮26、第十五齿轮29啮合、分离，从而使立式主轴19获得18级转速。

在本发明中，获得9级转速的Ⅳ传动轴18上的第三齿轮10、第十第七齿轮7通过花键副与立式主轴19上的第十三齿轮26、第十五齿轮29分离时，第三齿轮10、第十第七齿轮7可以分别与固定安装在Ⅴ传动轴28上的第十四齿轮27、第十六齿轮30分别啮合，使Ⅴ传动轴28获得18级转速，Ⅴ传动轴28通过第十二齿轮25、第十一齿轮24、圆弧齿轮22和卧式主轴圆弧齿轮20将动力传递到卧式主轴21，从而使卧式主轴获得18级转速。

Claims (1)

1.一种立卧一体式主轴箱，包括箱体（2），箱体（2）上固定安装有动力马达（1），箱体（2）内相对旋转安装有I传动轴（3）、立式主轴（19）和卧式主轴（21），I传动轴（3）为齿轮轴结构，I传动轴（3）与动力马达（1）传动相连，I传动轴（3）与立式主轴（19）平行设置，立式主轴（19）与卧式主轴（21）为空间交叉形成90°安装，其特征是：

箱体（2）内还相对旋转安装有Ⅱ传动轴（5）、Ⅲ传动轴（6）和Ⅳ传动轴（18），Ⅱ传动轴（5）、Ⅲ传动轴（6）和Ⅳ传动轴（18）均与立式主轴（19）平行设置，Ⅱ传动轴（5）上传动连接有第一齿轮（4）和第一三联齿轮（9），Ⅱ传动轴（5）通过第一齿轮（4）与I传动轴（3）传动相连，第一三联齿轮（9）与Ⅱ传动轴（5）还为上下滑动连接； 

Ⅲ传动轴（6）上传动连接有第二齿轮（8）、第四齿轮（11）和第五齿轮（12），第一三联齿轮（9）分别与第二齿轮（8）、第四齿轮（11）和第五齿轮（12）相啮合；

Ⅲ传动轴（6）上还传动连接有第七齿轮（14）和第九齿轮（16），Ⅳ传动轴（18）上传动连接有第二三联齿轮，第二三联齿轮与Ⅳ传动轴（18）还为上下滑动连接，第二三联齿轮包括第六齿轮（13）、第八齿轮（15）和第十齿轮（17），第二三联齿轮分别与第五齿轮（12）、第七齿轮（14）和第九齿轮（16）相啮合；

Ⅳ传动轴（18）上还传动连接有两联齿轮，两联齿轮与Ⅳ传动轴（18）还为上下滑动连接，两联齿轮包括第十第七齿轮（7）和第三齿轮（10），立式主轴（19）上传动连接有第十三齿轮（26）和第十五齿轮（29），两联齿轮分别与第十三齿轮（26）和第十五齿轮（29）相啮合；

箱体（2）内还相对旋转安装有Ⅴ传动轴（28）和Ⅵ传动轴（23），Ⅴ传动轴（28）上传动连接有第十四齿轮（27）和第十六齿轮（30），两联齿轮分别与第十四齿轮（27）和第十六齿轮（30）相啮合；

Ⅴ传动轴（28）上还传动连接有第十二齿轮（25），Ⅵ传动轴（23）上传动连接有第十一齿轮（24），第十一齿轮（24）与第十二齿轮（25）相啮合；

Ⅵ传动轴（23）上还传动连接有圆弧齿轮（22），卧式主轴（21）上传动连接有卧轴圆弧齿轮（20），卧轴圆弧齿轮（20）与圆弧齿轮（22）相啮合。

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