CN115388149B - 一种紧凑型立式车床回转台主变速箱 - Google Patents

Abstract

一种紧凑型立式车床回转台主变速箱，包括箱体、电机、齿轮轴、带齿轴、带齿盖和输出齿轮，齿轮轴和带齿轴均设在箱体内，电机通过传动机构带动齿轮轴转动，齿轮轴上设有第三齿，带齿轴设在齿轮轴上方，带齿轴上设有第一齿，带齿轴外侧环向固定有多根转轴，每一转轴上转动连接有行星轮，行星轮外侧设有内齿圈，行星轮内侧与第三齿啮合，外侧与内齿圈啮合，内齿圈外侧固定有至少一个固定块，每一固定块通过一个推动件推动上下移动，带齿轴顶端从第一开口伸出箱体且安装有输出齿轮，带齿盖套设在带齿轴上且与箱体固定，带齿盖上设有第二齿，结构紧凑，刚度高，适用范围广，可用于高扭矩、高分度精度、超高转速的回转台。

Description

一种紧凑型立式车床回转台主变速箱

技术领域

本发明涉及机床传动变速箱技术领域，尤其是一种紧凑型立式车床回转台主变速箱。

背景技术

随着机床工业的发展，机械加工企业对立式车床的工作效率及精度要求越来越高，因此立式车床对回转台的扭矩、转速、精度等性能指标也有了更高的要求。目前，传统的立式车床主传动系统采用皮带或同步带等机构将主电机的动力传导至变速箱，这种传动方式刚度低，不适用于高扭矩、高分度精度、超高转速的回转台。并且，传统的主传动系统占地面积大，主电机必须固定在地基上，不适用于移动式回转台。

发明内容

根据现有技术的不足，本发明的目的是提供一种紧凑型立式车床回转台主变速箱，结构紧凑，刚度高，适用范围广，可用于高扭矩、高分度精度、超高转速的回转台。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种紧凑型立式车床回转台主变速箱，设在立式机床底座上，包括箱体、电机、齿轮轴、带齿轴、带齿盖和输出齿轮，所述齿轮轴和所述带齿轴均设在所述箱体内，所述电机通过传动机构带动所述齿轮轴转动，所述齿轮轴上设有第三齿，所述带齿轴设在所述齿轮轴上方，所述带齿轴上设有第一齿，所述带齿轴外侧环向固定有多根转轴，每一所述转轴上转动连接有行星轮，所述行星轮外侧设有内齿圈，所述行星轮内侧与所述第三齿啮合，外侧与所述内齿圈啮合，所述内齿圈外侧固定有至少一个固定块，每一所述固定块通过一个推动件推动上下移动，所述带齿轴顶端从第一开口伸出所述箱体且安装有所述输出齿轮，所述带齿盖套设在所述带齿轴上且与所述箱体固定，所述带齿轴能够相对于所述带齿盖转动，所述带齿盖上设有第二齿，当所述推动件推动所述固定块上移时，所述内齿圈能够与所述第二齿啮合，使得所述内齿圈固定，所述第三齿和所述行星轮啮合转动，所述带齿轴和所述输出齿轮相对于所述齿轮轴转速降低，当所述推动件推动所述固定块下移时，所述内齿圈能够与所述第一齿啮合，所述内齿圈、所述第三齿和所述行星轮无相对转动，所述带齿轴和所述输出齿轮与所述齿轮轴转速一致。

进一步地，令内齿圈的齿数为z1，第三齿的齿数为z2，当所述推动件推动所述固定块上移时，传动比的计算公式为：i=(z1÷z2)+1。

进一步地，所述传动机构包括第一皮带轮、第二皮带轮和皮带，所述第一皮带轮安装在所述电机的输出轴上，所述电机竖直方向设置，所述第二皮带轮套设在所述箱体外侧且能够相对于所述箱体转动，所述齿轮轴底端固定有第一法兰，所述第一法兰与所述第二皮带轮固定，所述皮带套设在所述第一皮带轮和所述第二皮带轮上。

进一步地，所述传动机构包括传动套、大伞齿轮和小伞齿轮，所述传动套设在箱体内，所述齿轮轴固定在所述传动套顶端，所述大伞齿轮固定在所述传动套上，所述小伞齿轮安装在所述电机的输出轴上，所述电机水平方向设置，所述大伞齿轮与所述小伞齿轮啮合。

进一步地，所述带齿轴设有中空内腔，所述带齿轴的中空内腔顶部设有密封盖，所述密封盖上设有润滑油孔，所述润滑油孔与润滑油管连接。

进一步地，所述带齿轴的底端套设在所述齿轮轴的顶端，所述带齿轴内壁与所述齿轮轴外壁间隔一段距离。

进一步地，所述行星轮通过第七轴承与所述带齿轴转动连接。

进一步地，所述推动件为液压杆，所述液压杆包括缸体、第一给油腔、第二给油腔和活塞，所述活塞设在缸体内，所述第一给油腔设在所述活塞和所述缸体之间且设在所述活塞顶部，所述第二给油腔设在所述活塞和所述缸体之间且设在所述活塞底部，通过给所述第一给油腔给油，能够使所述固定块带动所述内齿圈下移，通过给所述第二给油腔给油，能够使所述固定块带动所述内齿圈上移。

进一步地，每个所述推动件旁设置一组位移传感器，每组所述位移传感器包括第一位移传感器和第二位移传感器，当所述第一位移传感器和所述第二位移传感器均能够检测到所述推动件时，说明所述固定块和内齿圈上移，当所述第一位移传感器和所述第二位移传感器均不能检测到所述推动件时，所述固定块和内齿圈下移。

进一步地，设有多个推动件，多个所述推动件长度不同，相应的，不同组所述位移传感器的高度不同。

与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：

本发明提供的一种紧凑型立式车床回转台主变速箱，传动方式刚度高，适用于高扭矩、高分度精度、超高转速的回转台，且占地面积小，适合适用于移动式回转台；且本发明提供的紧凑型立式车床回转台主变速箱通过齿轮轴、带齿轴、带齿盖、行星轮、内齿圈之间的啮合运动，能提供两挡转速，工作时可以根据实际需要选择合适的挡位，对工件进行加工；另外，本发明中在箱体内依次设置竖直方向内的齿轮轴、带齿轴和带齿盖，不仅方便安装，也节省空间，能够形成紧凑型立式车床回转台主变速箱。

附图说明

图1为紧凑型立式车床回转台主变速箱安装位置示意图。

图2为紧凑型立式车床回转台主变速箱第一个实施例的结构示意图。

图3为紧凑型立式车床回转台主变速箱第二个实施例的结构示意图。

图4为紧凑型立式车床回转台主变速箱I挡示意图。

图5为紧凑型立式车床回转台主变速箱II挡示意图。

图6为紧凑型立式车床回转台主变速箱行星轮机构示意图。

其中：1、箱体；101、第一腔体；102、第二腔体；103、第三腔体；104、第四腔体；105、第五腔体；2、电机；3、齿轮轴；301、第三齿；4、带齿轴；401、第一齿；402、转轴；403、行星轮；404、中空内腔；5、带齿盖；501、第二齿；502、第一通孔；6、输出齿轮；7、内齿圈；8、固定块；9、推动件；901、第一给油腔；902、第二给油腔；10、传动机构；1001、第一皮带轮；1002、第二皮带轮；1003、皮带；1004、大伞齿轮；1005、小伞齿轮；1006、传动套；11、第一法兰；13、第一轴承；14、轴端挡圈；15、第二螺钉；16、第二轴承；17、第三轴承；18、第三螺钉；19、密封盖；191、润滑油孔；20、润滑油管；21、第二法兰；22、第四轴承；23、第三法兰；24、第五轴承；25、压盖；26、第六轴承；27、第七轴承；28、位移传感器；281、第一位移传感器；282、第二位移传感器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

一种紧凑型立式车床回转台主变速箱，如图1-图6所示，设在立式机床底座上，包括箱体1、电机2、齿轮轴3、带齿轴4、带齿盖5和输出齿轮6，齿轮轴3和带齿轴4均设在箱体1内，电机2通过传动机构10带动齿轮轴3转动，齿轮轴3上设有第三齿301，带齿轴4套设在齿轮轴3上端且与齿轮轴3间隔一定距离，带齿轴4上设有第一齿401，带齿轴4外侧环向固定有多根转轴402，每一转轴402上转动连接有行星轮403，行星轮403外侧设有内齿圈7，行星轮403内侧与第三齿301啮合，外侧与内齿圈7啮合，内齿圈7外侧固定有至少一个固定块8，每一固定块8通过一个推动件9推动上下移动，带齿轴4顶端从第一开口伸出箱体1且安装有输出齿轮6，带齿盖5套设在带齿轴4上且与箱体1固定，带齿轴4能够相对于带齿盖5转动，带齿盖5上设有第二齿501，当推动件9推动固定块8上移时，内齿圈7能够与第二齿501啮合，使得内齿圈7固定，第三齿301和行星轮啮合转动，带齿轴4和输出齿轮6相对于齿轮轴3转速降低，当推动件9推动固定块8下移时，内齿圈7与能够第一齿401啮合，内齿圈7、第三齿301和行星轮无相对转动，带齿轴4和输出齿轮6与齿轮轴3转速一致。

本发明提供一种紧凑型立式车床回转台主变速箱，能够实现变速箱两挡调节，I挡时，内齿圈7和带齿盖5上的第二齿501啮合，此时内齿圈7是静止不动的，内齿圈7、行星轮403及齿轮轴3组成行星轮403机构，总传动具有一定的传动比，传动比和内齿圈7、行星轮403及齿轮轴3的参数有关。

具体地，内齿圈7固定，齿轮轴3上的第三齿301输入，带齿轴4输出。

令内齿圈7的齿数为z1，第三齿301的齿数为z2，传动比为：(z1÷z2)+1。

II挡时，内齿圈7和带齿轴4上的第一齿401啮合，此时内齿圈7、行星轮403、齿轮轴3上的第三齿301及带齿轴4是刚性连接，总传动的传动比为1。

本发明提供的一种紧凑型立式车床回转台主变速箱，结构紧凑，传动方式刚度高，适用范围广，可用于高扭矩、高分度精度、超高转速的回转台，且本发明提供的紧凑型立式车床回转台主变速箱通过齿轮轴3、带齿轴4、带齿盖5、行星轮、内齿圈7之间的啮合运动，能提供两挡转速，工作时可以根据实际需要选择合适的挡位，对工件进行加工。

且本发明中在箱体1内依次设置竖直方向内的齿轮轴3、带齿轴4和带齿盖5，不仅方便安装，也节省空间，能够形成紧凑型立式车床回转台主变速箱。

本发明的第一个实施例中，如图1和图2所示，传动机构10包括第一皮带轮1001、第二皮带轮1002和皮带1003，第一皮带轮1001安装在电机2的输出轴上，电机2竖直方向设置，第二皮带轮1002套设在箱体1外侧且能够相对于箱体1转动，齿轮轴3底端固定有第一法兰11，第一法兰11与第二皮带轮1002固定，皮带1003套设在第一皮带轮1001和第二皮带轮1002上。在工作过程中，通过电机2带动第一皮带轮1001转动，进而带动皮带1003和第二皮带轮1002转动，从而带动第一法兰11和齿轮轴3转动。

皮带传动具有传动平稳、过载保护、安装便捷等特点，齿轮减速箱又具有可靠性强、扭矩高、调速方便等特点。因此，将皮带传动和齿轮减速箱有效地组合起来，安装位置可以更多选择，通过调节皮带1003长度即可，适用于某些空间受限的特殊结构；装配要求更低；电机2和箱体1分开，避免电机2发热、振动影响箱体1内部结构。

具体地，如图1所示，电机2向下固定在电机支座上，第一皮带轮1001固定在电机2输出轴上，第二皮带轮1002通过第一轴承13与箱体1相连，第一法兰11通过环向分布的第一螺钉与第二皮带轮1002固定。

皮带1003传动具有传动平稳、过载保护、安装便捷等特点，齿轮减速箱又具有可靠性强、扭矩高、调速方便等特点。因此，在本发明的第一个实施例中，将皮带1003传动和齿轮减速箱有效地组合起来，传动平顺，调速性能高。

在本发明的第一个实施例中，如图1和图2所示，箱体1包括自上而下设置的第一腔体101和第二腔体102，第一腔体101和第二腔体102均为圆筒形且上下贯通，第一腔体101的直径大于第二腔体102的直径，第二皮带轮1002设在第二腔体102外侧壁，第二皮带轮1002通过通过第一轴承13与第二腔体102的外侧转动连接，第一法兰11设在第二腔体102的底端，第一法兰11通过环向分布的第一螺钉与第二皮带轮1002固定，第一法兰11与齿轮轴3通过第一花键连接。

如图1和图2所示，为了方便装配第一法兰11以及使第一法兰11与齿轮轴3通过第一花键相连，第一法兰11上设有T型孔，为了防止齿轮轴3通过T型孔上下移动，T型孔上设置有轴端挡圈14，轴端挡圈14设在齿轮轴3底端且与第一法兰11通过第二螺钉15连接。

如图1和图2所示，齿轮轴3顶端从第二腔体102伸向第一腔体101，带齿轴4套设在齿轮轴3顶端，带齿轴4底端从第一腔体101伸向第二腔体102，带齿轴4和第二腔体102内侧壁通过第二轴承16转动连接，转轴402固定在带齿轴4上，行星轮403通过第七轴承27与带齿轴4可转动的连接。

如图1和图2所示，带齿轴4设有中空内腔404，方便润滑油进入，带齿轴4内壁与齿轮轴3外壁间隔一段距离，带齿轴4的中空内腔404顶部设有密封盖19，密封盖19上设有润滑油孔191，润滑油孔191与润滑油管20连接，方便润滑油进入。

如图1和图2所示，带齿轴4中部与带齿盖5通过第三轴承17转动连接，带齿盖5通过第三螺钉18固定在箱体1上，带齿盖5周向设有多个第一通孔502，推动件9穿设第一通孔502与固定块8固定，通过推动件9带动固定块8上下移动。

如图1和图2所示，转轴402、行星轮、内齿圈7、固定块8、第一齿401和第二齿501均设在第一腔体101内，使得整个装置结构紧凑，占地面积小，便于移动使用。

本发明的第二个实施例中，如图3所示，传动机构10包括传动套1006、大伞齿轮1004和小伞齿轮1005，传动套1006设在箱体1内，齿轮轴3固定在传动套1006顶端，大伞齿轮1004通过键安装在传动套1006上，小伞齿轮1005安装在电机2的输出轴上，电机2水平方向设置，大伞齿轮1004与小伞齿轮1005进行啮合。

具体地，如图3所示，传动套1006底端设有固定在箱体1上的第二法兰21，第二法兰21通过第四轴承22与传动套1006转动连接，齿轮轴3与传动套1006通过第二花键固定连接。

传统的主传动系统占地面积大，电机2必须固定在地基上，不适用于移动式回转台，在本发明的第二个实施例中，不需要把电机2固定在地基上，适用于移动式回转台。

在本发明的第二个实施例中，如图3所示，箱体1包括自上而下设置的第三腔体103、第四腔体104和第五腔体105，第三腔体103、第四腔体104和第五腔体105均为圆筒形且上下贯通，传动套1006设在第五腔体105内，传动套1006底端和顶端分别套设第二法兰21和第三法兰23，第二法兰21和第三法兰23通过螺钉与箱体1固定，传动套1006底端通过第四轴承22与第二法兰21转动连接，传动套1006顶端通过第五轴承24与第三法兰23转动连接，第大伞齿轮1004通过第二花键固定在传动套1006上，传动套1006通过第四轴承22与第六腔体转动连接，为了限制传动套1006的上下移动，传动套1006底部设有压盖25，压盖25通过第四螺钉与箱体1固定。

如图3所示，第四腔体104和第五腔体105侧面设有开口，小伞齿轮1005设在开口内且与大伞齿轮1004啮合。

如图3所示，齿轮轴3套设在传动套1006顶端且设在第四腔体104和第五腔体105内，齿轮轴3与第四腔体104通过第六轴承26转动连接。

如图3所示，带齿轴4套设在齿轮轴3顶端且设在第三腔体103内，转轴402固定在带齿轴4上，行星轮403通过第七轴承27与带齿轴4转动连接。

如图3所示，带齿轴4设有中空内腔404，方便润滑油进入，带齿轴4内壁与齿轮轴3外壁间隔一段距离，带齿轴4的中空内腔404顶部设有密封盖19，密封盖19上设有润滑油孔191，润滑油孔191与润滑油管20连接，通过润滑油管20使润滑油进入。

如图3所示，带齿轴4中部与带齿盖5通过第三轴承17转动连接，带齿盖5通过第三螺钉18固定在箱体1上，带齿盖5周向设有多个第一通孔502，推动件9穿设第一通孔502与固定块8固定，通过推动件9带动固定块8上下移动，转轴402、行星轮、内齿圈7、固定块8、第一齿401和第二齿501均设在第一腔体101内，使得整个装置结构紧凑，占地面积小，便于移动使用。

本发明中，如图4和图5所示，推动件9为液压杆，液压杆包括缸体、第一给油腔901、第二给油腔902和活塞，活塞设在缸体内，第一给油腔901设在活塞和缸体之间且设在活塞顶部，第二给油腔902设在活塞和缸体之间且设在活塞底部，通过给第一给油腔901给油，能够使固定块8带动内齿圈7下移，实现II挡调速，通过给第二给油腔902给油，能够使固定块8带动内齿圈7上移，实现I挡调速。

本发明中，如图4和图5所示，为了方便获取内齿圈7的移动状态，还设有位移传感器28，位移传感器28能够检测推动件9的位移状况，进而反馈挡位信号给操作系统，每个推动件9旁设置一组位移传感器28，每组位移传感器28包括第一位移传感器281和第二位移传感器282，分别检验推动件9的上移状态和下移状态，进而获取固定块8和内齿圈7上移状态或固定块8和内齿圈7下移状态。

具体地，如图4和图5所示，当第一位移传感器281和第二位移传感器282能够检测到推动件9时，固定块8和内齿圈7上移，内齿圈7与第二齿501啮合，实现I挡调速，此时内齿圈7是静止不动的，内齿圈7、行星轮403及齿轮轴3组成行星轮403机构，总传动具有一定的传动比，传动比和内齿圈7、行星轮403及齿轮轴3上第三齿的参数有关；当第一位移传感器281和第二位移传感器282均不能检测到推动件9时，固定块8和内齿圈7下移，内齿圈7与第一齿401啮合，实现II挡调速，内齿圈7和带齿轴4上的第一齿401啮合，此时内齿圈7、行星轮403、齿轮轴3及带齿轴4是刚性连接，总传动的传动比为1。

本发明中，如图4和图5所示，为了方便分别获取多个推动件9的上移状态和下移状态，防止发生干涉，且方便检修，多个推动件9长度不同，相应的，不同组位移传感器的高度不同。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种紧凑型立式车床回转台主变速箱，设在立式机床底座上，其特征在于：包括箱体、电机、齿轮轴、带齿轴、带齿盖和输出齿轮，所述齿轮轴和所述带齿轴均设在所述箱体内，所述电机通过传动机构带动所述齿轮轴转动，所述齿轮轴上设有第三齿，所述带齿轴设在所述齿轮轴上方，所述带齿轴上设有第一齿，所述带齿轴外侧环向固定有多根转轴，每一所述转轴上转动连接有行星轮，所述行星轮外侧设有内齿圈，所述行星轮内侧与所述第三齿啮合，外侧与所述内齿圈啮合，所述内齿圈外侧固定有至少一个固定块，每一所述固定块通过一个推动件推动上下移动，所述带齿轴顶端从第一开口伸出所述箱体且安装有所述输出齿轮，所述带齿盖套设在所述带齿轴上且与所述箱体固定，所述带齿轴能够相对于所述带齿盖转动，所述带齿盖上设有第二齿，当所述推动件推动所述固定块上移时，所述内齿圈能够与所述第二齿啮合，使得所述内齿圈固定，所述第三齿和所述行星轮啮合转动，所述带齿轴和所述输出齿轮相对于所述齿轮轴转速降低，当所述推动件推动所述固定块下移时，所述内齿圈能够与所述第一齿啮合，所述内齿圈、所述第三齿和所述行星轮无相对转动，所述带齿轴和所述输出齿轮与所述齿轮轴转速一致；

所述推动件为液压杆，所述液压杆包括缸体、第一给油腔、第二给油腔和活塞，所述活塞设在缸体内，所述第一给油腔设在所述活塞和所述缸体之间且设在所述活塞顶部，所述第二给油腔设在所述活塞和所述缸体之间且设在所述活塞底部，通过给所述第一给油腔给油，能够使所述固定块带动所述内齿圈下移，通过给所述第二给油腔给油，能够使所述固定块带动所述内齿圈上移，每个所述推动件旁设置一组位移传感器，每组所述位移传感器包括第一位移传感器和第二位移传感器，当所述第一位移传感器和所述第二位移传感器均能够检测到所述推动件时，说明所述固定块和内齿圈上移，当所述第一位移传感器和所述第二位移传感器均不能检测到所述推动件时，所述固定块和内齿圈下移，多个所述推动件长度不同，相应的，不同组所述位移传感器的高度不同。

2.根据权利要求1所述的紧凑型立式车床回转台主变速箱，其特征在于：令内齿圈的齿数为z1，第三齿的齿数为z2，当所述推动件推动所述固定块上移时，传动比的计算公式为：i=(z1÷z2)+1。

3.根据权利要求1所述的紧凑型立式车床回转台主变速箱，其特征在于：所述传动机构包括第一皮带轮、第二皮带轮和皮带，所述第一皮带轮安装在所述电机的输出轴上，所述电机竖直方向设置，所述第二皮带轮套设在所述箱体外侧且能够相对于所述箱体转动，所述齿轮轴底端固定有第一法兰，所述第一法兰与所述第二皮带轮固定，所述皮带套设在所述第一皮带轮和所述第二皮带轮上。

4.根据权利要求1所述的紧凑型立式车床回转台主变速箱，其特征在于：所述传动机构包括传动套、大伞齿轮和小伞齿轮，所述传动套设在箱体内，所述齿轮轴固定在所述传动套顶端，所述大伞齿轮固定在所述传动套上，所述小伞齿轮安装在所述电机的输出轴上，所述电机水平方向设置，所述大伞齿轮与所述小伞齿轮啮合。

5.根据权利要求1所述的紧凑型立式车床回转台主变速箱，其特征在于：所述带齿轴设有中空内腔，所述带齿轴的中空内腔顶部设有密封盖，所述密封盖上设有润滑油孔，所述润滑油孔与润滑油管连接。

6.根据权利要求5所述的紧凑型立式车床回转台主变速箱，其特征在于：所述带齿轴的底端套设在所述齿轮轴的顶端，所述带齿轴内壁与所述齿轮轴外壁间隔一段距离。

7.根据权利要求1所述的紧凑型立式车床回转台主变速箱，其特征在于：所述行星轮通过第七轴承与所述带齿轴转动连接。

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