CN111604509A - 一种机床的主轴总成及传动系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机床的主轴总成及传动系统，包括传动轴、轴承组件和连接件，所述传动轴通过轴承组件安装在机床的底座上，所述轴承组件包括固定轴承座、回转轴承座、深沟球轴承和精密交叉圆锥滚子轴承，所述固定轴承座安装在所述底座上，所述精密交叉圆锥滚子轴承的内圈和外圈分别与所述固定轴承座、所述回转轴承座抵接，所述连接件用于固定所述内圈与固定轴承座、外圈与回转轴承座，还用于连接所述传动轴与回转轴承座；所述深沟球轴承设置在传动轴的外圆与底座设有的内孔之间。本发明的有益效果是：降低了机床整体高度、简化装配工艺的同时，实现了机床传动轴的高精度、高刚性、高负载的需求，且在传动过程中实现了低噪音、平稳的传动。

Description

一种机床的主轴总成及传动系统

技术领域

本发明涉及机床的传动系统领域，具体是一种机床的主轴总成及传动系统。

背景技术

目前，传统的数控立式车床：

规格在1米以下的，一般是使用配对组合圆锥孔双列圆柱滚子轴承和双向推力角接触球轴承或者背对背安装的角接触球轴承而成的主轴单元，采用皮带传动；这种结构是以牺牲了主轴的轴向尺寸而保证了主轴的刚性、精度，因此主轴单元的总体尺寸会比较长，带来的负面影响就是机床的高度太高，不方便操作；且因为结构原因，加工时的刚性和精度会受主轴大端轴径尺寸的限制。

规格在1米以上的，主轴工作台回转采用开始恒流供油液体静压导轨结构的，采用齿轮传动结构的；静压导轨结构的工作台加工、装配工艺相对比较复杂；且工作台的大承载能力又和静压系统各油腔油膜厚度的一致性以及工作台的综合刚性形成了复杂的矛盾关系，静压计算需要综合考虑油腔静压和工作台工作台结构变形的相互影响。同时齿轮传动会带来噪音、振动等多方面的负面影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种机床的主轴总成及传动系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种机床的主轴总成，包括传动轴、轴承组件和连接件，所述传动轴通过轴承组件安装在机床的底座上，所述轴承组件包括固定轴承座、回转轴承座、深沟球轴承和精密交叉圆锥滚子轴承，所述固定轴承座安装在所述底座上，所述精密交叉圆锥滚子轴承的内圈和外圈分别与所述固定轴承座、所述回转轴承座抵接，所述连接件用于固定所述内圈与固定轴承座、外圈与回转轴承座，还用于连接所述传动轴与所述回转轴承座；所述深沟球轴承设置在所述传动轴的外圆与所述底座设有的内孔之间。

作为本发明进一步的方案：所述连接件包括内压环、外压环和螺钉，所述内压环通过螺钉安装在所述固定轴承座上，用于约束所述精密交叉圆锥滚子轴承的内圈；所述外压环通过螺钉安装在所述回转轴承座上，用于约束所述精密交叉圆锥滚子轴承的外圈。

作为本发明再进一步的方案：还包括隔垫，所述隔垫设置在所述固定轴承座与所述内压环之间。

作为本发明再进一步的方案：所述连接件还包括传动法兰，所述传动法兰安装在所述传动轴远离所述深沟球轴承的一端，所述传动法兰通过螺钉连接所述回转轴承座。

作为本发明再进一步的方案：还包括输出盘面，所述输出盘面安装在所述传动法兰上。

作为本发明再进一步的方案：还包括卡环组件，所述深沟球轴承通过所述卡环组件安装在所述传动轴上。

作为本发明再进一步的方案：还包括安装在所述底座上的密封组件，所述密封组件与所述回转轴承座设有的凹槽楔合形成迷宫密封，用于密封所述精密交叉圆锥滚子轴承。

本发明提供的另一个技术方案：一种传动系统，包括驱动件、传动件和如上任一所述的机床的主轴总成，所述驱动件安装在所述底座上，所述驱动件通过所述传动件连接所述机床的主轴总成。

作为本发明进一步的方案：所述传动件包括主电机带轮、皮带和通过所述皮带连接所述主电机带轮的主轴带轮，所述主电机带轮、主轴带轮分别安装在所述驱动件的输出轴、所述传动轴上。

作为本发明再进一步的方案：所述驱动件是主电机，所述主电机安装在所述底座上，所述主电机通过所述皮带带动所述传动轴转动。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：降低了机床整体高度、简化装配工艺的同时，实现了机床传动轴的高精度、高刚性、高负载的需求，且在传动过程中实现了低噪音、平稳的传动。

附图说明

图1为传动系统的结构示意图。

图2为机床的主轴总成的结构示意图。

图3为图1的局部放大图。

附图中：1-底座、2-主电机、3-主电机带轮、4-皮带、5-主轴带轮、6-传动轴、7-深沟球轴承、8-传动法兰、9-回转轴承座、10-精密交叉圆锥滚子轴承、11-外压环、12-内压环、13-固定轴承座、14-密封环、15-隔垫、16-输出盘面。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实施例公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

请参阅图1-3，本发明实施例中，一种机床的主轴总成，包括传动轴6、轴承组件和连接件，所述传动轴6通过轴承组件安装在机床的底座1上，所述轴承组件包括固定轴承座13、回转轴承座9、深沟球轴承7和精密交叉圆锥滚子轴承10，所述固定轴承座13安装在所述底座1上，所述精密交叉圆锥滚子轴承10的内圈和外圈分别与所述固定轴承座13、所述回转轴承座9抵接，所述连接件用于固定所述内圈与固定轴承座13、外圈与回转轴承座9，还用于连接所述传动轴6与所述回转轴承座9；所述深沟球轴承7设置在所述传动轴6的外圆与所述底座1设有的内孔之间。

具体的，所述所述精密交叉圆锥滚子轴承10的内圈和外圈分别与所述固定轴承座13的外圆、所述回转轴承座9的内圆配合，所述固定轴承座13与所述回转轴承座9通过所述精密交叉圆锥滚子轴承10形成相对回转，减轻所述传动轴6转动时的跳动，增加了传动轴6的传动精度；所述传动轴6转动时，所述固定轴承座13和所述精密交叉圆锥滚子轴承10的内圈被固定不转，所述回转轴承座9和所述精密交叉圆锥滚子轴承10的外圈转动；所述深沟球轴承7抵消所述传动轴6转动时产生的径向力；增强了所述机床的主轴总成的刚性。

请参阅图2，本发明实施例中，所述连接件包括内压环12、外压环11和螺钉，所述内压环12通过螺钉安装在所述固定轴承座13上，用于约束所述精密交叉圆锥滚子轴承的内圈；所述外压环11通过螺钉安装在所述回转轴承座9上，用于约束所述精密交叉圆锥滚子轴承的外圈。

具体的，所述内压环12通过螺钉安装在所述固定轴承座13上，所述精密交叉圆锥滚子轴承的内圈与所述固定轴承座13抵接，所述精密交叉圆锥滚子轴承的顶部与所述内压环12抵接；所述内压环12防止所述传动轴6转动时发生轴向位移；所述外压环11通过螺钉安装在所述回转轴承座9上，所述精密交叉圆锥滚子轴承的外圈与所述回转轴承座9抵接，所述精密交叉圆锥滚子轴承的底部与所述外压环11抵接，用于限位支撑所述精密交叉圆锥滚子轴承10的外圈，防止所述传动轴6在转动时发生轴向位移。

优选的，所述连接件还包括传动法兰8，所述传动法兰8安装在所述传动轴远离所述深沟球轴承的一端，所述传动法兰通过螺钉连接所述回转轴承座。在所述传动轴6转动时，所述回转轴承座9在所述传动法兰8的带动下，同步转动。由于所述精密交叉圆锥滚子轴承10的外圈与所述回转轴承座9固定连接，所述精密交叉圆锥滚子轴承10的内圈与所述固定轴承座13固定连接，因此，所述固定轴承座13与所述回转轴承座9相对回转，限制了所述传动轴6的径向跳动，加上所述外压环11和所述内压环12对所述精密交叉圆锥滚子轴承10的轴向约束，保证其传动精度。

请参阅图1，本发明实施例中，还包括输出盘面16，所述输出盘面16安装在所述传动法兰8上。

具体的，所述输出盘面16用于安装卡爪或工件夹具；所述传动轴6转动时，所述传动法兰8和输出盘面16同步转动，实现工件加工。

请参阅图2，本发明实施例中，还包括隔垫，所述隔垫15设置在所述固定轴承座13与所述内压环12之间。

具体的，通过调节所述隔垫15的厚度来调整所述轴承组件的刚性，保证所述机床的主轴总成的刚性。

请参阅图1、2、3，本发明实施例中，还包括卡环组件，所述深沟球轴承通过所述卡环组件安装在所述传动轴上。

具体的，所述卡环组件包括第一卡环和第二卡环，所述第一卡环和第二卡环分别套装在所述传动轴6设有的卡槽内，用于固定所述深沟球轴承。

请参阅图1、3，本发明实施例中，还包括安装在所述底座上的密封组件，所述密封组件与所述回转轴承座9设有的凹槽楔合形成迷宫密封，用于密封所述精密交叉圆锥滚子轴承10。

具体的，所述密封组件是密封环14，所述回转轴承座9设有的凹槽与所述密封环14楔合形成迷宫密封，用于密封所述精密交叉圆锥滚子轴承10上的润滑油，防止润滑油飞溅，流出，保证传动轴6的稳定运转。

请参阅图1，本发明提供的另一个实施例中，一种传动系统，包括驱动件、传动件和如上任一所述的机床的主轴总成，所述驱动件安装在所述底座1上，所述驱动件通过所述传动件连接所述机床的主轴总成。

具体的，所述驱动件是主电机2，所述主电机2安装在所述底座1上，所述主电机带轮3、主轴带轮5分别安装在所述驱动件的输出轴、所述传动轴6上。所述主电机2通过所述皮带4带动所述传动轴6转动；采用的所述机床的主轴总成具有高精度、高刚性，适用于要求较高的应用场景。

本发明的工作原理是：所述所述精密交叉圆锥滚子轴承10的内圈和外圈分别与所述固定轴承座13的外圆、所述回转轴承座9的内圆配合，所述固定轴承座13与所述回转轴承座9通过所述精密交叉圆锥滚子轴承10形成相对回转，减轻所述传动轴6转动时的跳动，增加了传动轴6的传动精度；所述传动轴6转动时，所述固定轴承座13和所述精密交叉圆锥滚子轴承10的内圈被固定不转，所述回转轴承座9和所述精密交叉圆锥滚子轴承10的外圈转动；所述深沟球轴承7抵消所述传动轴6转动时产生的径向力；增强了所述机床的主轴总成的刚性。

需要说明的是，本发明所采用的主电机为现有技术的应用，本专业技术人员能够根据相关的描述实现所要达到的功能，或通过相似的技术实现所需完成的技术特性，在这里就不再详细描述。

本领域技术人员在考虑说明书及实施例处的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种机床的主轴总成，其特征在于，包括传动轴、轴承组件和连接件，所述传动轴通过轴承组件安装在机床的底座上，所述轴承组件包括固定轴承座、回转轴承座、深沟球轴承和精密交叉圆锥滚子轴承，所述固定轴承座安装在所述底座上，所述精密交叉圆锥滚子轴承的内圈和外圈分别与所述固定轴承座、所述回转轴承座抵接，所述连接件用于固定所述内圈与固定轴承座、外圈与回转轴承座，还用于连接所述传动轴与所述回转轴承座；所述深沟球轴承设置在所述传动轴的外圆与所述底座设有的内孔之间。

2.根据权利要求1所述的一种机床的主轴总成，其特征在于，所述连接件包括内压环、外压环和螺钉，所述内压环通过螺钉安装在所述固定轴承座上；所述外压环通过螺钉安装在所述回转轴承座上。

3.根据权利要求2所述的一种机床的主轴总成，其特征在于，还包括隔垫，所述隔垫设置在所述固定轴承座与所述内压环之间。

4.根据权利要求2所述的一种机床的主轴总成，其特征在于，所述连接件还包括传动法兰，所述传动法兰安装在所述传动轴远离所述深沟球轴承的一端，所述传动法兰通过螺钉连接所述回转轴承座。

5.根据权利要求4所述的一种机床的主轴总成，其特征在于，还包括输出盘面，所述输出盘面安装在所述传动法兰上。

6.根据权利要求1所述的一种机床的主轴总成，其特征在于，还包括卡环组件，所述深沟球轴承通过所述卡环组件安装在所述传动轴上。

7.根据权利要求1所述的一种机床的主轴总成，其特征在于，还包括安装在所述底座上的密封组件，所述密封组件与所述回转轴承座设有的凹槽楔合形成迷宫密封，用于密封所述精密交叉圆锥滚子轴承。

8.一种传动系统，其特征在于，包括驱动件、传动件和如权利要求1-7任一所述的机床的主轴总成，所述驱动件安装在所述底座上，所述驱动件通过所述传动件连接所述机床的主轴总成。

9.根据权利要求8所述的一种传动系统，其特征在于，所述传动件包括主电机带轮、皮带和通过所述皮带连接所述主电机带轮的主轴带轮，所述主电机带轮、主轴带轮分别安装在所述驱动件的输出轴、所述传动轴上。

10.根据权利要求9所述的一种传动系统，其特征在于，所述驱动件是主电机，所述主电机安装在所述底座上，所述主电机通过所述皮带带动所述传动轴转动。

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