CN104400139A - 一种四轴传动式螺旋齿轮加工机构 - Google Patents

Abstract

一种四轴传动式螺旋齿轮加工机构，用于在加工坯件（85）时使用，其包括：基座（3）、可转动内螺纹件（1）、外螺纹件（2）以及圆柱状的工件承载件（8），其中，可转动内螺纹件（1）包括上圆筒部（11）和下腔室部（12），所述下腔室部（12）通过轴承装置（13）与基座（3）周向能转动且轴向固定地连接，外螺纹件（2）为圆筒状，其外圆周面上设置有外螺纹与所述上圆筒部（11）中的内螺纹接合，基座（3）中设置有空腔（31），空腔（31）具有顶部壁（32），在所述空腔（31）中安装有驱动电机（4），驱动电机（4）与电机驱动轴的下端连接。

Description

一种四轴传动式螺旋齿轮加工机构

技术领域

本发明涉及齿轮加工领域，具体为螺旋齿轮的加工。

背景技术

螺旋齿轮具有啮合性好，传动平稳、噪声小的优点。并且，其重合度大，降低了每对齿轮的载荷，提高了齿轮的承载能力。 而且不产生根切的最少齿数少。 因为其啮合面由小——大——小，啮合平稳，冲击小，噪音小；因此具有大的承载能力，能够提高齿轮寿命和平稳性；并且体积小。螺旋齿轮传动是由两个螺旋齿轮相啮合组成的。用途是传递空间两相错轴之间的运动。但是，螺旋齿轮的制造麻烦，而且难以保障加工的齿槽形位精度。

尤其地，在一些具体应用领域，例如软性材料（如塑料）加工，传统的金属加工方式将难以满足降低成本以及提高加工速度和精度的要求。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种螺旋齿轮的加工方式，其具有加工设备单一简洁、加工的齿槽精度高的优点。并且，能够满足一些软性材料中对于加工成本尤其是加工设备成本降低的要求。

根据本发明的方面，一种四轴传动式螺旋齿轮加工机构，用于在加工坯件时使用，其包括：基座、可转动内螺纹件、外螺纹件以及圆柱状的工件承载件，其中，可转动内螺纹件包括上圆筒部和下腔室部，所述下腔室部通过轴承装置与基座周向能转动且轴向固定地连接，外螺纹件为圆筒状，其外圆周面上设置有外螺纹与所述上圆筒部中的内螺纹接合，基座中设置有空腔，空腔具有顶部壁，在所述空腔中安装有驱动电机，驱动电机与电机驱动轴的下端连接，电机驱动轴穿过设置于所述顶部壁中的通孔，并且与该通孔之间存在环形间隙，所述电机驱动轴的上端与电机齿轮固定连接，在所述下腔室部的内侧圆周面上固定设置有内齿圈，所述电机齿轮的左侧与所述内齿圈啮合，所述顶部壁上在所述通孔的右侧与第一轴的下端连接，并且第一轴与所述顶部壁之间为能相对转动且轴向固定的连接；所述第一轴从下至上依次固定地安装有第一大齿轮和第一小齿轮，第一大齿轮与所述电机齿轮的右侧啮合，由此，驱动电机转动时能够驱动所述内齿圈进而驱动所述可转动内螺纹件相对于基座转动，同时还能驱动所述第一大齿轮转动；所述外螺纹件的底部端面左侧部位处固定地设置有向下延伸的左圆柱状伸出部，第一轴的上部插入到所述圆柱状伸出部中，并且与所述圆柱状伸出部能转动地配合；

所述圆柱状的工件承载件与外螺纹件以及所述上圆筒部的轴心线均重合，其上端设置有坯件装夹结构，下端中间部位固定地设置有向下延伸的中间圆柱状伸出部，所述圆柱状的工件承载件的下部通过下轴承与外螺纹件连接，上部通过上轴承与环状封盖连接，所述环状封盖与外螺纹件固定，由此，所述圆柱状的工件承载件能够相对于所述外螺纹件转动；所述顶部壁的中间部位轴向固定地安装有第二轴，所述第二轴的下端与所述顶部壁连接，上部插入到所述中间圆柱状伸出部中，并且所述第二轴的轴心线与所述圆柱状的工件承载件的轴心线重合，所述第二轴与所述顶部壁以及所述中间圆柱状伸出部均能转动地配合；所述第二轴上从下至上依次固定安装有第二大齿轮和第二小齿轮，第二大齿轮与第一小齿轮啮合；

所述顶部壁在所述第二轴的右侧还轴向固定地安装有第三轴，所述第三轴的下端与所述顶部壁连接，上部插入到位于所述外螺纹件的右侧壁中的盲孔中，使得所述第三轴与所述顶部壁以及所述盲孔均能转动地配合；所述第三轴上从下至上依次固定安装有第三大齿轮以及第三小齿轮，第三大齿轮与第二小齿轮啮合；第三小齿轮为圆筒状；所述中间圆柱状伸出部的外圆周面上固定安装有第四大齿轮，第四大齿轮与所述第三小齿轮啮合；

所述电机驱动轴、第一轴、第二轴和第三轴组成所述四轴传动；

由此，所述外螺纹件在所述第一轴和所述第三轴的同时定位下而不可旋转，当所述驱动电机转动时，所述上圆筒部驱动外螺纹件能够上下运动，从而带动所述圆柱状的工件承载件以及坯件相对于基座上下运动；同时，驱动电机还能够通过所述齿轮驱动所述圆柱状的工件承载件以及坯件相对于基座转动；进而，在刀具的切削作用下，能够在坯件上加工出螺旋齿槽；在所述圆柱状的工件承载件以及坯件上升至最高位置时，所述第一轴的上部与所述左圆柱状伸出部之间、所述第二轴的上部与所述中间圆柱状伸出部之间、所述第三轴的上部与所述盲孔之间均依然保持能转动地配合，所述第四大齿轮与圆筒状的所述第三小齿轮依然保持啮合。

通过上述方案，由于采用了固定齿数的各级齿轮的传动，在螺纹螺距一定的情况下，能够保证转动角速度与上升线速度之间的比例关系恒定，因此，这保证了在加工螺旋齿槽过程中齿槽形状的精度；而且，通过特定的结构设置，能够实现周向角速度的旋转尽量放慢，即相对于上升的线速度，旋转速度尽量慢，从而满足螺旋齿轮的形状要求。同时，利用传动轴对外螺纹套筒进行转动上的固定，因此能够保证其不跟随内螺纹套筒旋转；而且，中间的传动轴与旋转的其他部件的中心轴线重合，这保证了传动轴的旋转能够与承载台的旋转无关，从而能够独立地旋转。利用独特的伸出结构以及盲孔结构，能够在上升的同时保证基本的固定结构不变，从而不会影响传动轴的传动以及对于螺纹套筒的转动上固定。上升系统紧紧使用一个驱动电机，就能够实现对齿轮加工的旋转上升的两种运动进行驱动，同时保证了两种运动之间的比例精度，因此，能够满足制造设备成本控制的要求，同时能够满足对于特定加工材料的切削力的对抗要求，而且能够满足齿轮齿槽的形状精度要求，其不受加工环境混乱的影响，对于加工设备的维护、加工过程的流程管理均具有加高的耐受程度。

附图说明

图1是本发明的加工机构在未上升状态时候的结构示意图；

图2是本发明的加工机构在上升后的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图1-2，对本发明进行详细说明。

一种四轴传动式螺旋齿轮加工机构，用于在加工坯件85时使用，其包括：基座3、可转动内螺纹件1、外螺纹件2以及圆柱状的工件承载件8，其中，可转动内螺纹件1包括上圆筒部11和下腔室部12，所述下腔室部12通过轴承装置13与基座3周向能转动且轴向固定地连接，外螺纹件2为圆筒状，其外圆周面上设置有外螺纹与所述上圆筒部11中的内螺纹接合，基座3中设置有空腔31，空腔31具有顶部壁32，在所述空腔31中安装有驱动电机4，驱动电机4与电机驱动轴的下端连接，电机驱动轴穿过设置于所述顶部壁32中的通孔，并且与该通孔之间存在环形间隙，所述电机驱动轴的上端与电机齿轮固定连接，在所述下腔室部12的内侧圆周面上固定设置有内齿圈139，所述电机齿轮的左侧与所述内齿圈139啮合，所述顶部壁32上在所述通孔的右侧与第一轴5的下端连接，并且第一轴5与所述顶部壁32之间为能相对转动且轴向固定的连接；所述第一轴5从下至上依次固定地安装有第一大齿轮51和第一小齿轮52，第一大齿轮51与所述电机齿轮的右侧啮合，由此，驱动电机4转动时能够驱动所述内齿圈139进而驱动所述可转动内螺纹件1相对于基座3转动，同时还能驱动所述第一大齿轮51转动；所述外螺纹件2的底部端面左侧部位处固定地设置有向下延伸的左圆柱状伸出部21，第一轴5的上部插入到所述圆柱状伸出部21中，并且与所述圆柱状伸出部21能转动地配合；

所述圆柱状的工件承载件8与外螺纹件2以及所述上圆筒部11的轴心线均重合，其上端设置有坯件装夹结构，下端中间部位固定地设置有向下延伸的中间圆柱状伸出部81，所述圆柱状的工件承载件8的下部通过下轴承83与外螺纹件2连接，上部通过上轴承86与环状封盖84连接，所述环状封盖84与外螺纹件2固定，由此，所述圆柱状的工件承载件8能够相对于所述外螺纹件2转动；所述顶部壁32的中间部位轴向固定地安装有第二轴6，所述第二轴6的下端与所述顶部壁32连接，上部插入到所述中间圆柱状伸出部81中，并且所述第二轴6的轴心线与所述圆柱状的工件承载件8的轴心线重合，所述第二轴6与所述顶部壁32以及所述中间圆柱状伸出部81均能转动地配合；所述第二轴6上从下至上依次固定安装有第二大齿轮61和第二小齿轮62，第二大齿轮61与第一小齿轮52啮合；

所述顶部壁32在所述第二轴6的右侧还轴向固定地安装有第三轴7，所述第三轴7的下端与所述顶部壁32连接，上部插入到位于所述外螺纹件2的右侧壁中的盲孔中，使得所述第三轴7与所述顶部壁32以及所述盲孔均能转动地配合；所述第三轴7上从下至上依次固定安装有第三大齿轮71以及第三小齿轮72，第三大齿轮71与第二小齿轮62啮合；第三小齿轮72为圆筒状；所述中间圆柱状伸出部81的外圆周面上固定安装有第四大齿轮82，第四大齿轮82与所述第三小齿轮72啮合；

所述电机驱动轴、第一轴5、第二轴6和第三轴7组成所述四轴传动；

由此，所述外螺纹件2在所述第一轴5和所述第三轴7的同时定位下而不可旋转，当所述驱动电机4转动时，所述上圆筒部11驱动外螺纹件2能够上下运动，从而带动所述圆柱状的工件承载件8以及坯件85相对于基座3上下运动；同时，驱动电机4还能够通过所述齿轮51、52、61、62、71、72、82驱动所述圆柱状的工件承载件8以及坯件85相对于基座3转动；进而，在刀具的切削作用下，能够在坯件85上加工出螺旋齿槽；在所述圆柱状的工件承载件8以及坯件85上升至最高位置时，所述第一轴5的上部与所述左圆柱状伸出部21之间、所述第二轴6的上部与所述中间圆柱状伸出部81之间、所述第三轴7的上部与所述盲孔之间均依然保持能转动地配合，所述第四大齿轮82与圆筒状的所述第三小齿轮72依然保持啮合。

Claims (1)

1. 一种四轴传动式螺旋齿轮加工机构，用于在加工坯件（85）时使用，其包括：基座（3）、可转动内螺纹件（1）、外螺纹件（2）以及圆柱状的工件承载件（8），其中，可转动内螺纹件（1）包括上圆筒部（11）和下腔室部（12），所述下腔室部（12）通过轴承装置（13）与基座（3）周向能转动且轴向固定地连接，外螺纹件（2）为圆筒状，其外圆周面上设置有外螺纹与所述上圆筒部（11）中的内螺纹接合，基座（3）中设置有空腔（31），空腔（31）具有顶部壁（32），在所述空腔（31）中安装有驱动电机（4），驱动电机（4）与电机驱动轴的下端连接，电机驱动轴穿过设置于所述顶部壁（32）中的通孔，并且与该通孔之间存在环形间隙，所述电机驱动轴的上端与电机齿轮固定连接，在所述下腔室部（12）的内侧圆周面上固定设置有内齿圈（139），所述电机齿轮的左侧与所述内齿圈（139）啮合，所述顶部壁（32）上在所述通孔的右侧与第一轴（5）的下端连接，并且第一轴（5）与所述顶部壁（32）之间为能相对转动且轴向固定的连接；所述第一轴（5）从下至上依次固定地安装有第一大齿轮（51）和第一小齿轮（52），第一大齿轮（51）与所述电机齿轮的右侧啮合，由此，驱动电机（4）转动时能够驱动所述内齿圈（139）进而驱动所述可转动内螺纹件（1）相对于基座（3）转动，同时还能驱动所述第一大齿轮（51）转动；所述外螺纹件（2）的底部端面左侧部位处固定地设置有向下延伸的左圆柱状伸出部（21），第一轴（5）的上部插入到所述圆柱状伸出部（21）中，并且与所述圆柱状伸出部（21）能转动地配合；

所述圆柱状的工件承载件（8）与外螺纹件（2）以及所述上圆筒部（11）的轴心线均重合，其上端设置有坯件装夹结构，下端中间部位固定地设置有向下延伸的中间圆柱状伸出部（81），所述圆柱状的工件承载件（8）的下部通过下轴承（83）与外螺纹件（2）连接，上部通过上轴承（86）与环状封盖（84）连接，所述环状封盖（84）与外螺纹件（2）固定，由此，所述圆柱状的工件承载件（8）能够相对于所述外螺纹件（2）转动；所述顶部壁（32）的中间部位轴向固定地安装有第二轴（6），所述第二轴（6）的下端与所述顶部壁（32）连接，上部插入到所述中间圆柱状伸出部（81）中，并且所述第二轴（6）的轴心线与所述圆柱状的工件承载件（8）的轴心线重合，所述第二轴（6）与所述顶部壁（32）以及所述中间圆柱状伸出部（81）均能转动地配合；所述第二轴（6）上从下至上依次固定安装有第二大齿轮（61）和第二小齿轮（62），第二大齿轮（61）与第一小齿轮（52）啮合；

所述顶部壁（32）在所述第二轴（6）的右侧还轴向固定地安装有第三轴（7），所述第三轴（7）的下端与所述顶部壁（32）连接，上部插入到位于所述外螺纹件（2）的右侧壁中的盲孔中，使得所述第三轴（7）与所述顶部壁（32）以及所述盲孔均能转动地配合；所述第三轴（7）上从下至上依次固定安装有第三大齿轮（71）以及第三小齿轮（72），第三大齿轮（71）与第二小齿轮（62）啮合；第三小齿轮（72）为圆筒状；所述中间圆柱状伸出部（81）的外圆周面上固定安装有第四大齿轮（82），第四大齿轮（82）与所述第三小齿轮（72）啮合；

所述电机驱动轴、第一轴（5）、第二轴（6）和第三轴（7）组成所述四轴传动；

由此，所述外螺纹件（2）在所述第一轴（5）和所述第三轴（7）的同时定位下而不可旋转，当所述驱动电机（4）转动时，所述上圆筒部（11）驱动外螺纹件（2）能够上下运动，从而带动所述圆柱状的工件承载件（8）以及坯件（85）相对于基座（3）上下运动；同时，驱动电机（4）还能够通过所述齿轮（51、52、61、62、71、72、82）驱动所述圆柱状的工件承载件（8）以及坯件（85）相对于基座（3）转动；进而，在刀具的切削作用下，能够在坯件（85）上加工出螺旋齿槽；在所述圆柱状的工件承载件（8）以及坯件（85）上升至最高位置时，所述第一轴（5）的上部与所述左圆柱状伸出部（21）之间、所述第二轴（6）的上部与所述中间圆柱状伸出部（81）之间、所述第三轴（7）的上部与所述盲孔之间均依然保持能转动地配合，所述第四大齿轮（82）与圆筒状的所述第三小齿轮（72）依然保持啮合。