CN114012458A - 一种组合式无侧隙精密大扭矩回转台 - Google Patents

一种组合式无侧隙精密大扭矩回转台 Download PDF

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陈永洪
豆晨阳
陆彬彬
罗文军
陈兵奎
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    • B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/25—Movable or adjustable work or tool supports
    • B23Q1/44—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms

Abstract

一种组合式无侧隙精密大扭矩回转台，包括底座，底座上固定有箱体外壳、一级箱体、二级箱体以及转台立柱，一级箱体的一侧设有电机，一级箱体内部固定有与电机传动连接并水平设置的一级蜗杆，一级蜗杆转动连接有安装在一级箱体上的变齿厚渐开线蜗轮，变齿厚渐开线蜗轮转动连接有固定在二级箱体上的二级蜗杆，转台立柱上端面固定设有转台轴承，转台轴承上套设有工作台，工作台的下端面沿周向等距间隔设置有滚柱，二级蜗杆的左右包络环面与滚柱单边过盈接触啮合，本发明在保证传动精度的基础上能获得较大传动比，以满足小侧隙、侧隙可调及大负载数控转台的需求，具有承载能力强、传动精度高、零回差、低噪声等优点，适用于精密数控转台领域。

Description

一种组合式无侧隙精密大扭矩回转台
技术领域
本发明涉及工业设备领域，特别是一种组合式无侧隙精密大扭矩回转台。
背景技术
数控转台是数控机床的核心回转类功能部件，广泛应用于数控立式加工中心、数控卧式加工中心、数控镗铣床等数控加工机床。数控转台为数控机床提供分度回转或联动回转运动，与机床的直线轴和摆头等其他回转轴配合实现复杂零件的多自由度、多曲面加工，满足不同类型复杂零件的加工要求，既可以分度,也可以进行连续切削进给,一次装夹可以实现更多地加工内容,进而提高工件的加工效率和精度。
数控转台的典型传动机构主要有：蜗轮蜗杆传动机构、齿轮传动机构、力矩电机直驱机构。蜗轮蜗杆传动机构广泛应用于各种中低速、中高载荷数控转台的设计与制造。由于加工制造误差，蜗轮蜗杆的齿距、齿槽宽、齿厚的实际值和设计值存在偏差；蜗轮蜗杆在安装过程中的安装中心距和设计中心距存在偏差，导致啮合处的齿槽宽、齿厚发生变化，引起齿侧间隙的产生，因此如何解决上述技术问题成为本技术领域人员研究的重点。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种组合式无侧隙精密大扭矩回转台，采用两级组合式蜗轮蜗杆传动方式，一级传动为变齿厚蜗轮包络环面蜗杆传动，二级传动为无侧隙滚柱包络环面蜗杆传动，在保证传动精度的基础上获得较大传动比，以满足小侧隙、侧隙可调及大负载数控转台的需求。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种组合式无侧隙精密大扭矩回转台，包括底座，所述底座上固定有箱体外壳、一级箱体、二级箱体以及转台立柱，所述一级箱体的一侧设有电机，一级箱体内部固定有与所述电机传动连接并水平设置的一级蜗杆，所述一级蜗杆转动连接有安装在一级箱体上的变齿厚渐开线蜗轮，所述变齿厚渐开线蜗轮转动连接有固定在二级箱体上的二级蜗杆，一级蜗杆与变齿厚渐开线蜗轮互相垂直设置，所述转台立柱上端面固定设有转台轴承，所述转台轴承上套设有工作台，所述工作台的下端面沿周向等距间隔设置有滚柱，二级蜗杆的左右包络环面与所述滚柱单边过盈接触啮合并带动工作台沿转台轴承的轴向转动，一级蜗杆和二级蜗杆为包络环面蜗杆。
进一步的，所述一级蜗杆两端装配有轴套和圆锥滚子轴承，一级箱体上通过螺钉固定有蜗杆端盖，所述圆锥滚子轴承通过蜗杆端盖固定在一级箱体上
进一步的，所述一级蜗杆通过第一平键与电机的传动轴固定连接。
进一步的，所述变齿厚渐开线蜗轮的两端装配有蜗轮轴套和蜗轮圆锥滚子轴承，一级箱体上还通过螺钉固定有蜗轮端盖，所述蜗轮圆锥滚子轴承通过蜗轮端盖固定在一级箱体上。
进一步的，所述变齿厚渐开线蜗轮的连接段通过第二平键与所述二级蜗杆的一端固定连接。
进一步的，所述二级蜗杆的两端装配有二级蜗杆轴套和二级蜗杆圆锥滚子轴承，二级箱体上通过螺钉固定有二级蜗杆端盖，所述二级蜗杆圆锥滚子轴承通过二级蜗杆端盖固定在二级箱体上。
进一步的，所述滚柱通过螺纹连接的方式固定在工作台的下端面。
进一步的，所述箱体外壳的上端设有环形凸台，所述工作台下端面设有与所述环形凸台间隙配合的环形凹槽。
进一步的，所述转台轴承的外圈通过螺栓固定在转台立柱上,，工作台套设在转台轴承内圈外。
进一步的，所述转台立柱通过螺钉固定在底座上。
本发明的有益效果是：本发明采用两级组合式蜗轮蜗杆传动方式，一级传动为变齿厚渐开线齿轮与一级包络环面蜗杆传动，二级传动为滚柱与二级包络环面蜗杆传动，由于二级蜗杆的左右包络环面与滚柱单边过盈接触啮合，从而能实现滚柱与二级蜗杆之间无侧隙传动，在保证传动精度的基础上获得较大传动比，以满足小侧隙、侧隙可调及大负载数控转台的需求，使得本发明具有承载能力强、传动精度高、零回差、低噪声等优点。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明另一结构示意图；
图3为本发明的俯视图；
图4为图3的A-A剖视图；
图5为图3的B-B剖视图；
图6为图3的C-C剖视图；
图7为本发明一级蜗杆与变齿厚渐开线蜗轮的传动结构图；
图8为本发明二级蜗杆与工作台的传动结构图；
图9为本发明二级蜗杆与滚柱之间的啮合结构图；
图10为本发明转台轴承的剖视图。
图中，1-电机，2-蜗杆端盖，3-圆锥滚子轴承，4-轴套，5-一级蜗杆，6-变齿厚渐开线蜗轮，7-第一平键，8-第二平键，9-一级箱体，10-一级箱体上端盖，11-底座，12-箱体外壳，13-工作台，14-蜗轮端盖，15-蜗轮圆锥滚子轴承，16-蜗轮轴套，17-二级蜗杆，18-滚柱，19-二级蜗杆轴套，20-二级蜗杆圆锥滚子轴承，21-二级蜗杆端盖，22-二级箱体，23-转台轴承，24-转台立柱，25-电机安装座，26-环形凸台，27-环形凹槽，28-内圈，29-外圈。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
实施例：
一种组合式无侧隙精密大扭矩回转台，包括底座11，所述底座11上固定有箱体外壳12、一级箱体9、二级箱体22以及转台立柱24，所述一级箱体9的一侧设有电机1，一级箱体9内部固定有与所述电机1传动连接并水平设置的一级蜗杆5，所述一级蜗杆5转动连接有安装在一级箱体9的变齿厚渐开线蜗轮6，所述变齿厚渐开线蜗轮6的一端转动连接有固定在二级箱体22上的二级蜗杆17，一级蜗杆5与变齿厚渐开线蜗轮6互相垂直设置，所述转台立柱24上端面固定设有转台轴承23，所述转台轴承23上套设有工作台13，所述工作台13的下端面沿周向等距间隔设置有滚柱18，二级蜗杆17的左右包络环面与所述滚柱18单边过盈接触啮合并带动工作台13沿转台轴承23的轴向转动，一级蜗杆5和二级蜗杆17为包络环面蜗杆。
本发明中，电机1为整个回转台提供动力，电机1通过电机安装座25安装在箱体外壳12外侧，具体的，电机1转动轴带动水平设置的一级蜗杆5转动，一级蜗杆5与变齿厚渐开线蜗轮6互相啮合传动，变齿厚渐开线蜗轮6转动的同时带动二级蜗杆17同轴转动，二级蜗杆17的左右包络环面与滚柱18单边过盈接触啮合并带动工作台13转动。
本发明中，采用两级组合式蜗轮蜗杆传动方式，即：一级传动为变齿厚渐开线齿轮6与一级包络环面蜗杆传动，二级传动为滚柱18与二级包络环面蜗杆传动，在二级传动中，由于二级蜗杆17的左右包络环面与滚柱18单边过盈接触啮合，从而能实现滚柱18与二级蜗杆17之间无侧隙传动，在保证传动精度的基础上获得较大传动比，以满足小侧隙、侧隙可调及大负载数控转台的需求，使得本发明具有承载能力强、传动精度高、零回差、低噪声等优点
上述实施例中，具体请继续参阅附图4所示，一级蜗杆5两端装配有轴套4和圆锥滚子轴承3，一级箱体9上通过螺钉固定有蜗杆端盖2，所述圆锥滚子轴承3通过蜗杆端盖2固定在一级箱体8上，本实施例中，通过固定在一级箱体9上的蜗杆端盖2限制一级蜗杆5轴向自由度，使一级蜗杆5在电机1的带动下在蜗杆端盖2之间沿轴向转动，请再参阅附图7所示，一级蜗杆5在沿轴向转动的同时，带动变齿厚渐开线蜗轮6沿轴向转动，作为优选，一级蜗杆5通过第一平键7与电机的传动轴固定连接。
上述实施例中，请继续参阅附图6所示，变齿厚渐开线蜗轮6的两端装配有蜗轮轴套16和蜗轮圆锥滚子轴承15，一级箱体9上还通过螺钉固定有蜗轮端盖14，所述蜗轮圆锥滚子轴承15通过蜗轮端盖14固定在一级箱体9上，变齿厚渐开线蜗轮6的连接段通过第二平键8与二级蜗杆17的一端固定连接，二级蜗杆17的两端装配有二级蜗杆轴套19和二级蜗杆圆锥滚子轴承20，二级箱体22上通过螺钉固定有二级蜗杆端盖21，所述二级蜗杆圆锥滚子轴承20通过二级蜗杆端盖21固定在二级箱体22上，本实施例中，通过固定在一级箱体9上的蜗轮端盖14限制变齿厚渐开线蜗轮6的轴向自由度，通过固定在二级箱体22上的二级蜗杆端盖21限制二级蜗杆17的轴向自由度，二级蜗杆17在变齿厚渐开线蜗轮6的带动下和变齿厚渐开线蜗轮6一起同轴旋转。
上述实施例中，请继续参阅附图5和附图10所示，转台立柱24的上端和下端均具有安装平台，转台立柱24通过螺钉和下端的安装平台固定在底座11上，转台轴承23通过外圈29和螺钉固定在转台立柱24上端的安装平台上，工作台13则套设在转台轴承23的内圈28中，作为优选，滚柱18通过螺纹连接的方式固定在工作台13的下端面，请再参阅附图8和附图9所示，二级蜗杆17在沿轴向转动时，二级蜗杆17的左右包络环面与滚柱18单边过盈接触啮合，进而带动工作台13随转台轴承23一起同轴转动，需要说明的是，转台立柱24在竖直方向上能给转台轴承23提供竖向的支撑力和圆周方向的径向力，使转台轴承23具有较大的抗倾覆力矩能力。
上述实施例中，作为优选，请再参阅附图5所示，箱体外壳12的上端设有环形凸台26，工作台13下端面设有与所述环形凸台26间隙配合的环形凹槽27，在工作台的转动过程中，箱体外壳12上的环形凸台能工作台13起到进一步的限位作用，加强工作台13的运行稳定性。
以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种组合式无侧隙精密大扭矩回转台，其特征在于，包括底座，所述底座上固定有箱体外壳、一级箱体、二级箱体以及转台立柱，所述一级箱体的一侧设有电机，一级箱体内部固定有与所述电机传动连接并水平设置的一级蜗杆，所述一级蜗杆传动连接有安装在一级箱体上的变齿厚渐开线蜗轮，所述变齿厚渐开线蜗轮传动连接有固定在二级箱体上的二级蜗杆，一级蜗杆与变齿厚渐开线蜗轮互相垂直设置，所述转台立柱上端面固定设有转台轴承，所述转台轴承上套设有工作台，所述工作台的下端面沿周向等距间隔设置有滚柱，二级蜗杆的左右包络环面与所述滚柱单边过盈接触啮合并带动工作台沿转台轴承的轴向转动，一级蜗杆和二级蜗杆为包络环面蜗杆。
2.根据权利要求1所述的一种组合式无侧隙精密大扭矩回转台，其特征在于，所述一级蜗杆两端装配有轴套和圆锥滚子轴承，一级箱体上通过螺钉固定有蜗杆端盖，所述圆锥滚子轴承通过蜗杆端盖固定在一级箱体上。
3.根据权利要求2所述的一种组合式无侧隙精密大扭矩回转台，其特征在于，所述一级蜗杆通过第一平键与电机的传动轴固定连接。
4.根据权利要求3所述的一种组合式无侧隙精密大扭矩回转台，其特征在于，所述变齿厚渐开线蜗轮的两端装配有蜗轮轴套和蜗轮圆锥滚子轴承，一级箱体上还通过螺钉固定有蜗轮端盖，所述蜗轮圆锥滚子轴承通过蜗轮端盖固定在一级箱体上。
5.根据权利要求4所述的一种组合式无侧隙精密大扭矩回转台，其特征在于，所述变齿厚渐开线蜗轮的连接段通过第二平键与所述二级蜗杆的一端固定连接。
6.根据权利要求5所述的一种组合式无侧隙精密大扭矩回转台，其特征在于，所述二级蜗杆的两端装配有二级蜗杆轴套和二级蜗杆圆锥滚子轴承，二级箱体上通过螺钉固定有二级蜗杆端盖，所述二级蜗杆圆锥滚子轴承通过二级蜗杆端盖固定在二级箱体上。
7.根据权利要求1所述的一种组合式无侧隙精密大扭矩回转台，其特征在于，所述滚柱通过螺纹连接的方式固定在工作台的下端面。
8.根据权利要求1所述的一种组合式无侧隙精密大扭矩回转台，其特征在于，所述箱体外壳的上端设有环形凸台，所述工作台下端面设有与所述环形凸台间隙配合的环形凹槽。
9.根据权利要求1所述的一种组合式无侧隙精密大扭矩回转台，其特征在于，所述转台轴承的外圈通过螺栓固定在转台立柱上，工作台套设在转台轴承内圈外。
10.根据权利要求1所述的一种组合式无侧隙精密大扭矩回转台，其特征在于，所述转台立柱通过螺钉固定在底座上。
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