CN103921464A - 一种斜齿少齿差行星齿轮传动电动伺服螺旋压力机 - Google Patents

Abstract

一种斜齿少齿差行星齿轮传动电动伺服螺旋压力机，伺服电机上电后，带动主动曲轴转动，使得内齿环板做平面圆周平动，进而使得中心齿轮带动丝杠轴缓慢转动，丝杠轴的转动又使得螺母带动滑块上下移动，模具安装在上模座和下模座上，通过滑块的上下移动对工件进行塑性成形，本发明采用斜齿少齿差行星齿轮传动，传动比可以很大，适合大型金属零件的精密；斜齿设计，改善了输入轴上的偏载；采用多个伺服电机，降低了压力机对单个电机的功率需求，使得设备对电网冲击变小；行星滚柱丝杠比螺杆螺母运动精度更高，配合伺服控制系统，能够实现精密成形。

Description

一种斜齿少齿差行星齿轮传动电动伺服螺旋压力机

技术领域

本发明属于螺旋压力机技术领域，具体涉及一种斜齿少齿差行星齿轮传动电动伺服螺旋压力机。

背景技术

螺旋压力机在金属和非金属材料塑性加工中有十分重要的地位，螺旋压力机凭借良好的力能特性被公认为是针对叶片等零件进行精密锻造的最佳模锻设备，在汽车、航空、国防等工业领域中应用广泛。由于传动方式的不同，陆续出现了摩擦、液压、离合器、电动等多种类型的螺旋压力机。其中电动螺旋压力机具有最短的传动链和较高的效率，在国外发展迅速，但在国内发展缓慢。随着伺服电机的迅速发展，近期出现了一种新型电动螺旋压力机，它通过单个伺服电机直接驱动螺旋压力机，称为电动伺服螺旋压力机。

电动伺服螺旋压力机具有位置反馈传感器，能够精确控制打击力，适用于各种金属精密锻造，同时电力驱动使设备可以应用在各种场合，因此受到广泛的关注。在申请号为201310351649.3的中国专利中公开了一种直驱式伺服螺旋压力机，它通过安装在顶部的直驱电机带动螺杆转动，进而带动滑块进行直线运动。这种直驱式伺服螺旋压力机结构简单，减少了传统螺旋压力机的传动链，但是它对直驱电机的伺服性能和动力性能要求过高，目前几乎没有伺服电机能够满足大型螺旋压力机需求；由于伺服电机与飞轮直接连接，在停机时飞轮的惯性会对电机造成不利影响，使电机寿命下降。因此这种直驱式伺服螺旋压力机目前仅适用于小吨位，非金属材料加工的场合，难以满足螺旋压力机的市场需求。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种斜齿少齿差行星齿轮传动电动伺服螺旋压力机，简单紧凑，承载能力大，控制精度高，能够实现大型锻件的精密模锻。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种斜齿少齿差行星齿轮传动电动伺服螺旋压力机，包括斜齿少齿差行星齿轮传动部分，斜齿少齿差行星齿轮传动部分安装在螺旋压力机的上顶板上，其输入轴通过联轴器直接与两个或两个以上的伺服电机连接，其输出轴为丝杠，通过行星滚柱将旋转运动转化为滑块的上下运动，滑块的上下运动带动安装在上模座的模具对工件进行塑性加工。

所述的斜齿少齿差行星齿轮传动部分包括两个或两个以上的主动曲轴、偶数个内齿环板和中心齿轮，主动曲轴通过伺服电机带动主动转动，进而带动内齿环板做平面圆周平动，通过中心齿轮和内齿环板上的齿的啮合，实现动力传动。

所述的行星滚柱丝杠包括丝杠轴，丝杠轴通过螺纹带动行星滚柱做行星运动，螺母内圈有螺纹，滚柱的运动进而带动螺母上下移动，实现滑块的上下运动。

本发明的优点为：采用斜齿少齿差行星齿轮传动，传动比可以很大，适合大型金属零件的精密；斜齿设计，改善了输入轴上的偏载；采用多个伺服电机，降低了压力机对单个电机的功率需求，使得设备对电网冲击变小；行星滚柱丝杠比螺杆螺母运动更精确，配合伺服控制系统，能够实现精密成形。

附图说明

图1是本发明的总体结构示意图。

图2是本发明斜齿少齿差行星齿轮传动部分结构示意图。

图3是本发明及其附属电气模块连接示意框图。

具体实施方式

下面参照附图和实施例对本发明作详细阐释。

参照图1和图2，一种斜齿少齿差行星齿轮传动电动伺服螺旋压力机，包括机身30，机身30底部和底座29连接，机身30上部和上顶板17连接，两个伺服电机32通过电机座33分别安装在机身30两个侧面，伺服电机32输出轴通过联轴器34与斜齿少齿差行星齿轮传动部分的主动曲轴8连接，主动曲轴8一端通过第一轴承3和第一盖板2支承在减速器外壳1上，减速器外壳1通过螺钉固定在上顶板17上；主动曲轴8另一端通过第二轴承7和第二盖板9支承在减速器上端盖10上，上内齿环板11和下内齿环板4分别通过第二圆锥滚子轴承6和第一圆锥滚子轴承5与主动曲轴8的两个偏心处连接，上端盖10通过螺钉固定在减速器外壳1上；中心齿轮12为上下部分旋向不同的复合斜齿轮，其相应旋向部分分别与上内齿环板11和下内齿环板4偏心啮合，参见图2，齿轮盖板13通过螺钉固定在中心齿轮12上，两侧的中心齿轮12通过齿轮盖板13与丝杠轴14的后端固定；丝杠轴14中间部分为一系列台肩，通过对装的第三圆锥滚子轴承16、第四圆锥滚子轴承18和上轴承盖板15、下轴承盖板19固定在上顶板17中心的开孔处，丝杠轴14仅沿周向转动，其轴向所受的运动反力被第三圆锥滚子轴承16、第四圆锥滚子轴承18、轴承盖板15、下轴承盖板19传递到上顶板17上；当伺服电机32转动时，通过斜齿少齿差行星齿轮传动，带动丝杠轴14转动，丝杠轴14前端的螺纹与一圈行星滚柱22的一端啮合，行星滚柱22通过两个支承环31、两个支承环座23支承在螺母21上，行星滚柱22的另一端与螺母21上的内螺纹啮合；上丝杠盖板20和下丝杠盖板24固定在螺母21两端，将行星滚柱22封装在螺母21内；螺母21与滑块25中心的开孔固定连接，滑块25安装在导轨28中，导轨28安装在机身30上，上模座26安装在滑块25下边，下模座27安装在底座29上，滑块25两边通过两个平衡气缸35来保持运动中的平衡。

本发明的工作原理为：

参照图3，本发明的工作过程为：工控机通过控制器控制伺服驱动器，使两个伺服电机32上电，当伺服电机32上电后，带动主动曲轴8转动，主动曲轴8使得第一内齿环板4、第二内齿环板11做平面圆周平动，进而使得中心齿轮12带动丝杠轴14缓慢转动，丝杠轴14的转动又使得螺母21带动滑块25上下移动；模具安装在上模座26和下模座27上，通过滑块25的上下移动对工件进行塑性成形。

传统行星齿轮传动一般为内齿圈固定，太阳轮绕自身轴线转动做输入，多个行星轮做行星运动带动行星架做输出；所述的斜齿少齿差行星齿轮传动是一种行星轮极限增大的行星齿轮传动，将行星齿轮中的行星轮极限增大（与内齿圈相差很少个齿），同时固定其轴线，将内齿圈的运动设定为原先行星齿轮轴线的运动形式（平面圆周平动），这样通过齿的啮合，让行星轮开始绕自身轴线缓慢转动。在本发明所举的实施例中，上内齿环板11和下内齿环板4是内齿圈，它们通过两侧的轴承6和主动曲轴8连接，当两个主动曲轴8转动时，主动曲轴8和第一内齿环板4、第二内齿环板11构成了平行四边形机构，根据机械原理可知，第一内齿环板4、第二内齿环板11在平面内做圆周运动，因此这可以使其内侧的齿与中心齿轮12的外齿不断啮合，从而带动中心齿轮12绕自身轴线缓慢转动；中心齿轮12是一种广义的行星齿轮，它分为上下两部分，旋向相反，从而使得工作时齿轮的重合度进一步增大，承载能力进一步增大。

Claims (4)

1.一种斜齿少齿差行星齿轮传动电动伺服螺旋压力机，包括斜齿少齿差行星齿轮传动部分，其特征在于：斜齿少齿差行星齿轮传动部分安装在螺旋压力机的上顶板上，其输入轴通过联轴器直接与两个或两个以上的伺服电机连接，其输出轴为丝杠，通过行星滚柱将旋转运动转化为滑块的上下运动，滑块的上下运动带动安装在上模座的模具对工件进行塑性加工。

2.根据权利要求1所述的一种斜齿少齿差行星齿轮传动电动伺服螺旋压力机，其特征在于：所述的斜齿少齿差行星齿轮传动部分包括两个或两个以上的主动曲轴、偶数个内齿环板和中心齿轮，主动曲轴通过伺服电机带动主动转动，进而带动内齿环板做平面圆周平动，通过中心齿轮和内齿环板上的齿的啮合，实现动力传动。

3.根据权利要求2所述的一种斜齿少齿差行星齿轮传动电动伺服螺旋压力机，其特征在于：所述的行星滚柱丝杠包括丝杠轴，丝杠轴通过螺纹带动行星滚柱做行星运动，螺母内圈有螺纹，滚柱的运动进而带动螺母上下移动，实现滑块的上下运动。

4.根据权利要求1或2所述的一种斜齿少齿差行星齿轮传动电动伺服螺旋压力机，其特征在于：包括机身（30），机身（30）底部和底座（29）连接，机身（30）上部和上顶板（17）连接，两个伺服电机（32）通过电机座（33）分别安装在机身（30）两个侧面，伺服电机（32）输出轴通过联轴器（34）与斜齿少齿差行星齿轮传动部分的主动曲轴（8）连接，主动曲轴（8）一端通过第一轴承（3）和第一盖板（2）支承在减速器外壳（1）上，减速器外壳（1）通过螺钉固定在上顶板（17）上；主动曲轴（8）另一端通过第二轴承（7）和第二盖板（9）支承在减速器上端盖（10）上，上内齿环板（11）和下内齿环板（4）分别通过第二圆锥滚子轴承（6）和第一圆锥滚子轴承（5）与主动曲轴（8）的两个偏心处连接，上端盖（10）通过螺钉固定在减速器外壳（1）上；中心齿轮（12）为上下部分旋向不同的复合斜齿轮，其相应旋向部分分别与上内齿环板（11）和下内齿环板（4）偏心啮合，齿轮盖板（13）通过螺钉固定在中心齿轮（12）上，两侧的中心齿轮（12）通过齿轮盖板（13）与丝杠轴（14）的后端固定；丝杠轴（14）中间部分为一系列台肩，通过对装的第三圆锥滚子轴承（16）、第四圆锥滚子轴承（18）和上轴承盖板（15）、下轴承盖板（19）固定在上顶板（17）中心的开孔处，丝杠轴（14）仅沿周向转动，其轴向所受的运动反力被第三圆锥滚子轴承（16）、第四圆锥滚子轴承（18）、轴承盖板（15）、下轴承盖板（19）传递到上顶板（17）上；当伺服电机（32）转动时，通过斜齿少齿差行星齿轮传动，带动丝杠轴（14）转动，丝杠轴（14）前端的螺纹与一圈行星滚柱（22）的一端啮合，行星滚柱（22）通过两个支承环（31）、两个支承环座（23）支承在螺母（21）上，行星滚柱（22）的另一端与螺母（21）上的内螺纹啮合；上丝杠盖板（20）和下丝杠盖板（24）固定在螺母（21）两端，将行星滚柱（22）封装在螺母（21）内；螺母（21）与滑块（25）中心的开孔固定连接，滑块（25）安装在导轨（28）中，导轨（28）安装在机身（30）上，上模座（26）安装在滑块（25）下边，下模座（27）安装在底座（29）上，滑块（25）两边通过两个平衡气缸（35）来保持运动中的平衡。