CN108972329A - 一种双端支撑双端驱动摆线针轮壳内齿磨削装置 - Google Patents

一种双端支撑双端驱动摆线针轮壳内齿磨削装置 Download PDF

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Abstract

一种双端支撑双端驱动摆线针轮壳内齿磨削装置，包括磨头体，磨头体远离砂轮的一端上安装有电主轴，磨头体上安装有中间砂轮轴，中间砂轮轴夹设在电主轴和砂轮轴之间且三者相互平行，电主轴的输出端通过第一同步轮装置驱动中间砂轮轴转动，中间砂轮轴通过第二同步轮装置驱动砂轮轴转动，本申请通过对称设置在第一同步轮装置两侧的第二同步轮装置，缩短了驱动轴的轴向尺寸，同时本申请的第二同步轮装置通过两个对称设置在砂轮两侧的同步带结构，实现对砂轮的双端进行驱动。

Description

一种双端支撑双端驱动摆线针轮壳内齿磨削装置
技术领域
本发明涉及一种内齿磨削装置，尤其是涉及一种双端支撑双端驱动摆线针轮壳内齿磨削装置。
背景技术
摆线针轮壳是机器人用摆线针轮减速器的重要零件，要求加工精度极高，摆线针轮壳的内齿精加工一般采用磨齿，传统的内齿磨削装置的加工精度已经无法满足需要。另外，较小规格的摆线针轮减速器的摆线针轮壳内径很小，（本申请中的小直径是指直径不大于100mm），传统的内齿磨削装置由于自身尺寸过大，磨头无法伸入摆线针轮壳体内部完成内齿磨削加工。现有内齿磨削装置中，砂轮悬伸布置、单端驱动的偏置式磨削机构比较多见，但是由于其单边支撑，砂轮轴向结构尺寸较大且支承件都分布于砂轮的一侧，很难小型化。加之这种偏置式设计由于自身结构的不对称，模型砂轮的回转精度较低，很难满足摆线针轮壳的高精加工要求。另外，摆线针轮壳的磨削线速度通常在45米/秒到120米/秒之间，加之磨削砂轮直径较小，砂轮的转速通常在10000转左右，这种高转速对砂轮轴支撑轴承的润滑、冷却等提出了非常苛刻的要求，尤其是在结构尺寸受限的空间上要实现之，难度较大。
所以，针对摆线针轮壳内齿磨削中的客观难题，设计一种结构对称、尺寸较小、砂轮回转精度高、系统冷却良好的高速磨削装置，是提高摆线针轮壳内齿磨削精度的关键。
发明内容
本发明的目的是为解决上述技术问题中内齿磨削装置由于自身尺寸过大，磨头无法伸入摆线针轮壳体内部完成内齿磨削加工的问题，提供一种双端支撑双端驱动摆线针轮壳内齿磨削装置，该装置通过对称设置在第一同步轮装置两侧的第二同步轮装置，缩短了驱动轴的轴向尺寸。
本发明为解决上述技术问题的不足，所采用的技术方案是：
一种双端支撑双端驱动摆线针轮壳内齿磨削装置，包括磨头体，磨头体侧壁上设置有用于将该磨削装置安装在机床上的磨头连接座，所述磨头体的其中一端上开设有凹槽，凹槽内设置有砂轮，砂轮通过砂轮轴支撑在凹槽内，砂轮的直径大于凹槽的深度以便于砂轮伸出凹槽以磨削摆线针轮壳内齿，磨头体远离砂轮的一端上安装有电主轴，磨头体上安装有中间砂轮轴，中间砂轮轴夹设在电主轴和砂轮轴之间且三者相互平行，电主轴的输出端通过第一同步轮装置驱动中间砂轮轴转动，中间砂轮轴通过第二同步轮装置驱动砂轮轴转动，第一同步轮装置包括安装在电主轴上的第一主动带轮、安装在中间砂轮轴上的第一从动带轮和第一同步带，第一同步带套设在第一主动带轮和第一从动带轮上，第二同步轮装置包括一对第二同步带、一对第二主动带轮和一对第二从动带轮，两个第二从动带轮对称设置在砂轮两侧的砂轮轴上，两个第二主动带轮设置在第一从动带轮两侧的中间砂轮轴上，第二同步带套设在位于砂轮同一侧的第二主动轮和第二从动轮上。
所述的砂轮位于整个磨头体下部的中间位置，砂轮两侧分别装有左砂轮端盖和右砂轮端盖，左砂轮端盖和右砂轮端盖通过螺钉连接并夹持砂轮，砂轮轴通过左砂轮端盖和右砂轮端盖与砂轮安装在一起使砂轮随着砂轮轴一起转动，砂轮轴两端各安装一个轴承内套，轴承内套外径上分别装配一个角接触球轴承，角接触球轴承外圈通过轴承外套装配在磨头体上以便于将砂轮轴转动支撑在磨头体上，两角接触球轴承采用背靠背装配形式，第二从动轮安装在轴承内套上通过第二同步轮装置驱动砂轮轴转动。
所述的第二从动轮通过过盈配合的方式安装在轴承内套上，砂轮轴其中一端设有内六方沉孔，砂轮轴的另一端设有内螺纹孔，砂轮轴靠近内六方沉孔的一端设置有与轴承内圈相互配合的台阶，砂轮轴设有内螺纹孔的一端的轴承内圈上安装有一个拉紧衬套，拉紧衬套通过拧入砂轮轴内螺纹孔中的拉紧螺钉将压设在轴承内圈的台阶上，通过拉紧衬套挤压轴承内圈带动轴承内套挤压轴承内圈和外圈。
所述的电主轴通过电主轴支架安装在磨头体上，磨头体固定有导向平键，电主轴支架通过底部的键槽配合导向平键滑动安装在磨头体上并通过限位螺钉限制电主轴支架的自由滑动，通过电主轴支架的滑动调整电主轴与中间砂轮轴的间距来调整第一同步带的张紧力。
所述的磨头体上角接触球轴承的安装孔设有冷却环形槽，冷却环形槽均设有一个下进油口和一个下出油口，轴承外套与磨头体内孔配合处需涂抹密封胶。
所述的中间带轮轴安装在磨头体的中部，中间带轮轴通过两个角接触球轴承与偏心衬套配合转动支撑在磨头体上，偏心衬套外径与磨头体中部的安装孔配合，偏心衬套转动安装在磨头体上，并通过磨头体端面上的连接螺钉限定偏心衬套的转动，磨头体中部的与偏心衬套配合的安装孔内设有用于冷却的环形槽，环形槽分别设有一个上进油口和一个上出油口，偏心衬套两端各装配有一个O形密封圈，防止冷却油泄漏，所述的两个第二主动轮固定在中间带轮轴上，第一从动轮轮固定在中间带轮轴上且位于两个第二主动轮之间，通过第一同步轮装置驱动中间带轮轴带动第二同步装置工作。
所述的磨头体两侧分别设有冷却分油器，每个冷却分油器上设有若干喷嘴，冷却机油一次通过冷却分油器和喷嘴喷淋在磨头体外侧。
所述的磨头体侧壁上设有便于检测第二同步装置的侧盖。
本发明的有益效果是：本申请通过对称设置在第一同步轮装置两侧的第二同步轮装置，缩短了驱动轴的轴向尺寸，同时本申请的第二同步轮装置通过两个对称设置在砂轮两侧的同步带结构，实现对砂轮的双端进行驱动，同时砂轮轴的两端通过两个轴承支撑在磨头体上实现了砂轮轴的双端支撑，从而实现该磨头在工作过程中受力平衡，从而降低磨削振动，提高磨削精度，同时设置有冷却分油器和喷嘴可以实现砂轮在高速磨削过程中的冷却。
附图说明
图1为本发明整体结构图。
图2为本发明中图1中去除侧盖及连接座的结构图。
图3为本发明整体结构示意图。
图4为本发明图3中的侧视图。
图5为本发明图4的A-A剖视图。
图6为本发明图5对于Ⅰ的局部放大图。
图7为本发明图5对于Ⅱ的局部放大图。
图8为本发明偏心衬套结构图。
图9为本发明图8的侧视图。
图示标：1、下出油孔；2、砂轮； 3、下进油孔； 4、磨头体； 5、上出油孔； 6、上进油孔； 7、冷却分油器； 8、喷嘴； 9、电主轴支架； 10、第一同步带； 11、第一主动带轮； 12、电主轴；13、磨头连接座； 14、侧盖； 15、端盖；16、垫片； 17、导向平键； 18、轴承外套；19、左砂轮端盖； 20、右砂轮端盖； 21、角接触轴承；22、轴承内套； 23、砂轮轴；24、拉紧螺钉；25、角接触轴承； 26、偏心衬套； 27、中间带轮轴；28、O形密封圈； 29、连接螺钉；30、拉紧衬套；31、第一从动带轮； 32、第二主动带轮；33、第二从动带轮；34、第二同步带。
具体实施方式
图中所示，具体实施方式如下：
一种双端支撑双端驱动摆线针轮壳内齿磨削装置，包括磨头体4，磨头体4侧壁上设置有用于将该磨削装置安装在机床上的磨头连接座13，所述磨头体的其中一端上开设有凹槽，如图1中凹槽设置在磨头体底部，凹槽内设置有砂轮2，砂轮2通过砂轮轴23支撑在凹槽内，砂轮2的直接大于凹槽的深度以便于砂轮2伸出凹槽以磨削摆线针轮壳内齿，磨头体4远离砂轮2的一端上安装有电主轴12，磨头体4上安装有中间砂轮轴27，中间砂轮轴27夹设在电主轴12和砂轮轴23之间且三者相互平行，电主轴12的输出端通过第一同步轮装置驱动中间砂轮轴转动，中间砂轮轴通过第二同步轮装置驱动砂轮轴转动，第一同步轮装置包括安装在电主轴上的第一主动带轮11、安装在中间砂轮轴上的第一从动带轮31和第一同步带10，第一同步带10套设在第一主动带轮11和第一从动带轮31上，第二同步轮装置包括一对同步带34、一对第二主动带轮32和一对第二从动带轮33，两个第二从动带轮33对称设置在砂轮2两侧的砂轮轴23上，两个第二主动带轮32设置在第一从动带轮31两侧的中间砂轮轴27上，第二同步带套设在位于砂轮同一侧的第二主动轮和第二从动轮上，第二主动带轮32上还盖设有端盖15。
所述的砂轮2位于整个磨头体下部的中间位置，砂轮两侧分别装有左砂轮端盖19和右砂轮端盖20，左砂轮端盖19和右砂轮端盖20通过螺钉连接并夹持砂轮，砂轮轴通过左砂轮端盖和右砂轮端盖与砂轮安装在一起使砂轮随着砂轮轴一起转动，如图砂轮轴23通过左砂轮端盖19内孔支撑砂轮2，砂轮轴23两端各安装一个轴承内套22，轴承内套22外径上分别装配一个角接触球轴承21，角接触球轴承21外圈通过轴承外套18装配在磨头体上以便于将砂轮轴转动支撑在磨头体上，具体如图轴承外圈分别装配于左右两个轴承外套18的内孔中，两个轴承外套18分别装配于磨头体4下部的左右两边的内孔中。两角接触球轴承采用背靠背装配形式，第二从动轮安装在轴承内套上通过第二同步轮装置驱动砂轮轴转动。
所述的第二从动轮33通过过盈配合的方式安装在轴承内套22上，砂轮轴23其中一端设有内六方沉孔，砂轮轴23的另一端设有内螺纹孔，砂轮轴23靠近内六方沉孔的一端设置有与轴承内圈相互配合的台阶，砂轮轴23设有内螺纹孔的一端的轴承内圈上安装有一个拉紧衬套30，拉紧衬套通过拧入砂轮轴内螺纹孔中的拉紧螺钉将压设在轴承内圈的台阶上，通过拉紧衬套挤压轴承内圈带动轴承内套挤压轴承内圈和外圈，拉紧螺钉24拧紧时，通过砂轮轴23端部凸台以及拉紧衬套30的端部凸台分别挤压左右两轴承内套22的内孔台阶，进而挤压轴承内、外圈。此时两个轴承内套22的内端面压紧左砂轮端盖19的两个端面，对砂轮2左右进行定位。
所述的电主轴12通过电主轴支架9安装在磨头体4上，如图2电主轴通过安装螺栓锁紧在电主轴支架的安装孔内，电主轴支架固定在磨头体4顶部且在电主轴支架安装孔侧壁上还设置有垫片16以便于调整安装螺栓夹紧电主轴的程度，磨头体上固定有导向平键17，电主轴支架通过底部的键槽配合导向平键滑动安装在磨头体上并通过限位螺钉限制电主轴支架的自由滑动，通过电主轴支架的滑动调整电主轴与中间砂轮轴的间距来调整第一同步带的张紧力。
所述的磨头体4上角接触球轴承的安装孔设有冷却环形槽，冷却环形槽均设有一个下进油口3和一个下出油口1，轴承外套与磨头体内孔配合处需涂抹密封胶。
所述的中间带轮轴安装在磨头体的中部，中间带轮轴通过两个角接触球轴承与偏心衬套配合转动支撑在磨头体上，磨头体4的中部设有中间带轮轴27，中间带轮轴27通过两个角接触球轴承25与偏心衬套26装配，偏心衬套26外径与磨头体4中部的孔配合，偏心衬套26相对于磨头体4可以沿其外径中心回转，偏心衬套26与磨头体4需要固定时通过拧紧其端部的连接螺钉29即可。偏心衬套外径与磨头体中部的安装孔配合，偏心衬套转动安装在磨头体上，并通过磨头体端面上的连接螺钉限定偏心衬套的转动，中间砂轮轴27通过偏心衬套26的转动为中间砂轮轴27与砂轮轴23的第二同步带34提供张紧力。磨头体中部的与偏心衬套配合的安装孔内设有用于冷却的环形槽，环形槽分别设有一个上进油口6和一个上出油口5，偏心衬套两端各装配有一个O形密封圈，防止冷却油泄漏，所述的两个第二主动轮固定在中间带轮轴上，第一从动轮轮固定在中间带轮轴上且位于两个第二主动轮之间，通过第一同步轮装置驱动中间带轮轴带动第二同步装置工作。
所述的磨头体两侧分别设有冷却分油器7，每个冷却分油器上设有若干喷嘴8，冷却机油一次通过冷却分油器和喷嘴喷淋在磨头体外侧。
所述的磨头体侧壁上设有便于检测第二同步装置的侧盖14。
本发明所列举的技术方案和实施方式并非是限制，与本发明所列举的技术方案和实施方式等同或者效果相同方案都在本发明所保护的范围内。

Claims (6)

1.一种双端支撑双端驱动摆线针轮壳内齿磨削装置，包括磨头体，磨头体侧壁上设置有用于将该磨削装置安装在机床上的磨头连接座，其特征在于：所述磨头体的其中一端上开设有凹槽，凹槽内设置有砂轮，砂轮通过砂轮轴支撑在凹槽内，砂轮的直径大于凹槽的深度以便于砂轮伸出凹槽以磨削摆线针轮壳内齿，磨头体远离砂轮的一端上安装有电主轴，磨头体上安装有中间砂轮轴，中间砂轮轴夹设在电主轴和砂轮轴之间且三者相互平行，电主轴的输出端通过第一同步轮装置驱动中间砂轮轴转动，中间砂轮轴通过第二同步轮装置驱动砂轮轴转动，第一同步轮装置包括安装在电主轴上的第一主动带轮、安装在中间砂轮轴上的第一从动带轮和第一同步带，第一同步带套设在第一主动带轮和第一从动带轮上，第二同步轮装置包括一对第二同步带、一对第二主动带轮和一对第二从动带轮，两个第二从动带轮对称设置在砂轮两侧的砂轮轴上，两个第二主动带轮设置在第一从动带轮两侧的中间砂轮轴上，第二同步带套设在位于砂轮同一侧的第二主动轮和第二从动轮上,
所述的砂轮位于整个磨头体下部的中间位置，砂轮两侧分别装有左砂轮端盖和右砂轮端盖，左砂轮端盖和右砂轮端盖通过螺钉连接并夹持砂轮，砂轮轴通过左砂轮端盖和右砂轮端盖与砂轮安装在一起使砂轮随着砂轮轴一起转动，砂轮轴两端各安装一个轴承内套，轴承内套外径上分别装配一个角接触球轴承，角接触球轴承外圈通过轴承外套装配在磨头体上以便于将砂轮轴转动支撑在磨头体上，两角接触球轴承采用背靠背装配形式，第二从动轮安装在轴承内套上通过第二同步轮装置驱动砂轮轴转动,
所述的第二从动轮通过过盈配合的方式安装在轴承内套上，砂轮轴其中一端设有内六方沉孔，砂轮轴的另一端设有内螺纹孔，砂轮轴靠近内六方沉孔的一端设置有与轴承内圈相互配合的台阶，砂轮轴设有内螺纹孔的一端的轴承内圈上安装有一个拉紧衬套，拉紧衬套通过拧入砂轮轴内螺纹孔中的拉紧螺钉将压设在轴承内圈的台阶上，通过拉紧衬套挤压轴承内圈带动轴承内套挤压轴承内圈和外圈。
2.根据权利要求1所述的一种双端支撑双端驱动摆线针轮壳内齿磨削装置，其特征在于：所述的电主轴通过电主轴支架安装在磨头体上，磨头体固定有导向平键，电主轴支架通过底部的键槽配合导向平键滑动安装在磨头体上并通过限位螺钉限制电主轴支架的自由滑动，通过电主轴支架的滑动调整电主轴与中间砂轮轴的间距来调整第一同步带的张紧力。
3.根据权利要求1所述的一种双端支撑双端驱动摆线针轮壳内齿磨削装置，其特征在于：所述的磨头体上角接触球轴承的安装孔设有冷却环形槽，冷却环形槽均设有一个下进油口和一个下出油口，轴承外套与磨头体内孔配合处需涂抹密封胶。
4.根据权利要求1所述的一种双端支撑双端驱动摆线针轮壳内齿磨削装置，其特征在于：所述的中间带轮轴安装在磨头体的中部，中间带轮轴通过两个角接触球轴承与偏心衬套配合转动支撑在磨头体上，偏心衬套外径与磨头体中部的安装孔配合，偏心衬套转动安装在磨头体上，并通过磨头体端面上的连接螺钉限定偏心衬套的转动，磨头体中部的与偏心衬套配合的安装孔内设有用于冷却的环形槽，环形槽分别设有一个上进油口和一个上出油口，偏心衬套两端各装配有一个O形密封圈，防止冷却油泄漏，所述的两个第二主动轮固定在中间带轮轴上，第一从动轮轮固定在中间带轮轴上且位于两个第二主动轮之间，通过第一同步轮装置驱动中间带轮轴带动第二同步装置工作。
5.根据权利要求1所述的一种双端支撑双端驱动摆线针轮壳内齿磨削装置，其特征在于：所述的磨头体两侧分别设有冷却分油器，每个冷却分油器上设有若干喷嘴，冷却机油一次通过冷却分油器和喷嘴喷淋在磨头体外侧。
6.根据权利要求1所述的一种双端支撑双端驱动摆线针轮壳内齿磨削装置，其特征在于：所述的磨头体侧壁上设有便于检测第二同步装置的侧盖。
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