CN116025671B - 一种新型高速高精度卧式主轴箱 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型高速高精度卧式主轴箱，属于机械技术领域。它包括主轴箱体、主电机、精密双速减速器、Ⅰ轴组件、主轴组件和编码器组件，所述主轴箱体为双层壁减振箱体结构，并设有主轴孔和Ⅰ轴孔，上层主轴孔中设有主轴组件，下层Ⅰ轴孔中设有Ⅰ轴组件，Ⅰ轴组件左端连接着精密双速减速器，精密双速减速器为电气变档、机械两档，其左侧连接着主电机，主轴组件后端连接着编码器组件。本发明通过采用主电机连接双速减速器与Ⅰ轴组件连接，Ⅰ轴组件通过齿轮副啮合主轴组件，以此来传递功率扭矩，并由编码器反馈监测中空主轴的数据，有效的降低了主轴箱的制造难度，减少了相应的传动环节，实现了主轴箱高精度高转速的目的，降低了制造成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种新型高速高精度卧式主轴箱，属于机械技术领域。
背景技术
目前，机床产品的发展趋势正向着高效、高精化的方向发展，主轴箱是卧式机床的头脑，核心部件，为机床的主运动提供动力，主轴箱的布局结构在机床的可靠性和稳定性方面占据着至关重要的地位。原有主轴箱的结构为主电机—联轴节—带动多级齿轮降速，液压油缸通过拨叉带动齿轮滑移实现机械变档变速，达到合理的转速范围，此种方式对主轴箱体各轴孔精度、齿轮加工精度、装配调整精度均要求很高，且制造困难，维修麻烦，生产成本高，往往给机床制造厂、设备使用方造成了很多困扰。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种新型高速高精度卧式主轴箱，该主轴箱通过采用主电机连接双速减速器与Ⅰ轴组件连接，Ⅰ轴组件通过齿轮副啮合主轴组件，以此来传递功率扭矩，并由编码器反馈监测中空主轴的数据，有效的降低了主轴箱的制造难度，减少了相应的传动环节，实现了主轴箱高精度高转速的目的。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种新型高速高精度卧式主轴箱，包括主轴箱体、主电机、精密双速减速器、Ⅰ轴组件、主轴组件和编码器组件，所述主轴箱体为双层壁减振箱体结构，并设有主轴孔和Ⅰ轴孔，上层主轴孔中设有主轴组件，下层Ⅰ轴孔中设有Ⅰ轴组件，Ⅰ轴组件左端连接着精密双速减速器，精密双速减速器为电气变档、机械两档，其左侧连接着主电机，主轴组件后端连接着编码器组件。
Ⅰ轴组件包括小齿轮轴、小齿轮轴前支撑轴承、小齿轮轴后支撑轴承、Ⅰ轴锁紧螺母和Ⅰ轴卡压法兰盘，小齿轮轴的齿轮部位右侧设有小齿轮轴前支撑轴承；小齿轮轴的齿轮部位左侧设有小齿轮轴后支撑轴承，小齿轮轴后支撑轴承与其左侧的Ⅰ轴卡压法兰盘定位；Ⅰ轴卡压法兰盘穿过小齿轮轴并固定于主轴箱体中，小齿轮轴与位于小齿轮轴后支撑轴承左侧的Ⅰ轴锁紧螺母卡紧定位。
主轴组件包括大齿圈、中空主轴、主轴前支撑轴承、主轴后支撑轴承、推力轴承、齿圈预紧螺母、主轴前轴承预紧螺母和主轴后轴承锁紧螺母，中空主轴上的右侧设有主轴前支撑轴承，在主轴前支撑轴承左侧，中空主轴上设有主轴前轴承预紧螺母，中空主轴上的左侧设有主轴后支撑轴承，在主轴后支撑轴承左侧和主轴箱体外部，中空主轴上设有主轴后轴承预紧螺母，中空主轴中间处设有大齿圈，大齿圈与小齿轮轴齿轮部位啮合连接组成齿轮副，在大齿圈左侧，中空主轴上设有齿圈预紧螺母，中空主轴上的两推力轴承设置于大齿圈与主轴前支撑轴承之间。
编码器组件包括上同步带轮、下同步带轮、同步带轮卡压法兰盘、小支撑轴、编码器和支架，上同步带轮配合连接于中空主轴左端，同步带轮卡压法兰盘配合穿过中空主轴且位于上同步带轮左侧并与其固定，小支撑轴配合穿过下同步带轮并安装于支架中；支架固定于主轴箱体左侧，两同步带轮带传动连接，编码器把合于支架左侧并与小支撑轴定比连接。
主电机通过精密双速减速器驱动小齿轮轴在小齿轮轴前支撑轴承和小齿轮轴后支撑轴承的支撑作用下旋转，由小齿轮轴的齿轮部位通过驱动大齿圈转动，再由大齿圈驱动中空主轴在主轴前支撑轴承、推力轴承和主轴后支撑轴承的支撑作用下旋转，这样，Ⅰ轴组件通过齿轮副啮合主轴组件，以此来达到传递功率扭矩的目的；中空主轴在旋转的过程中驱动上同步带轮转动，上同步带轮通过带传动驱动下同步带轮旋转，下同步带轮驱动小支撑轴带动编码器转动，最终由编码器来反馈监测中空主轴的数据。
本发明的有益效果是：本发明通过采用简化主轴箱齿轮的传递结构，使原本复杂的传动结构变得相对简单，有效的降低了主轴箱的制造难度，减少了相应的传动环节，实现了主轴箱高精度高转速的目的；而且减少了零部件的使用，降低了制造成本，也使得工作效率得到提高，维修简单。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
图1是本发明的结构示意图。
图2是编码器组件的结构示意图。
图中标号：
1、主轴箱体，2、主电机，3、精密双速减速器，4、联轴节，5、小齿轮轴后支撑轴承，6、小齿轮轴，7、小齿轮轴前支撑轴承，8、Ⅰ轴锁紧螺母，9、Ⅰ轴卡压法兰盘，10、大齿圈，11、中空主轴，12、主轴前支撑轴承，13、主轴后支撑轴承，14、推力轴承，15、齿圈预紧螺母，16、主轴前轴承预紧螺母，17、主轴后轴承锁紧螺母，18、上同步带轮，19、涨套，20、同步带轮卡压法兰盘，21、下同步带轮，22、小支撑轴，23、支撑轴承，24、编码器联轴节，25、编码器，26、支架，27、同步带。
具体实施方式
如图1—2所示，一种新型高速高精度卧式主轴箱，包括主轴箱体1、主电机2、精密双速减速器3、Ⅰ轴组件、主轴组件和编码器组件，所述主轴箱体1为双层壁减振箱体结构，主轴箱体1中设置有主轴孔和Ⅰ轴孔，主轴箱体1上层主轴孔处设置有一水平方向的主轴组件，在主轴组件下方，主轴箱体1下层Ⅰ轴孔处设置有一水平方向的Ⅰ轴组件，Ⅰ轴组件的左端通过联轴节4来连接精密双速减速器3，精密双速减速器3为电气变档、机械两档，其左侧连接着主电机2，主轴组件后端连接着编码器组件。
Ⅰ轴组件包括小齿轮轴6、小齿轮轴前支撑轴承7、小齿轮轴后支撑轴承5、Ⅰ轴锁紧螺母8和Ⅰ轴卡压法兰盘9，小齿轮轴6安装于主轴箱体1的Ⅰ轴孔处，水平方向小齿轮轴6上齿轮部位的右侧位置处设置有一小齿轮轴前支撑轴承7，小齿轮轴前支撑轴承7通过轴肩与卡簧定位；小齿轮轴6上齿轮部位的左侧位置处设置有一小齿轮轴后支撑轴承5，小齿轮轴后支撑轴承5通过轴孔台肩与其左侧的Ⅰ轴卡压法兰盘9定位；Ⅰ轴卡压法兰盘9穿过小齿轮轴6并固定于主轴箱体1中，小齿轮轴6通过轴肩与Ⅰ轴锁紧螺母8卡紧定位，保证了Ⅰ轴组件的稳定性，Ⅰ轴锁紧螺母8位于小齿轮轴后支撑轴承5左侧螺纹连接于小齿轮轴6上并位于Ⅰ轴卡压法兰盘9中。
主轴组件包括大齿圈10、中空主轴11、主轴前支撑轴承12、主轴后支撑轴承13、推力轴承14、齿圈预紧螺母15、主轴前轴承预紧螺母16和主轴后轴承锁紧螺母17，中空主轴11安装在主轴箱体1的主轴孔处，中空主轴11上的右侧位置处设置有一主轴前支撑轴承12，在主轴前支撑轴承12左侧，中空主轴11上设置有一主轴前轴承预紧螺母16，主轴前支撑轴承12通过中空主轴11锥面及主轴前轴承预紧螺母16定位；中空主轴11上的左侧位置处设置有一主轴后支撑轴承13，在主轴后支撑轴承13左侧和主轴箱体1的外部，中空主轴11上螺纹连接有一主轴后轴承预紧螺母17，主轴后支撑轴承13通过中空主轴11锥面及主轴后轴承预紧螺母17定位；中空主轴11的中间位置处设置有一大齿圈10，大齿圈10与小齿轮轴6的齿轮部位啮合连接组成齿轮副，在大齿圈10左侧，中空主轴11上螺纹连接有一齿圈预紧螺母15，大齿圈10通过中空主轴11锥面及齿圈预紧螺母15定位；中空主轴11上的两间隔的推力轴承14设置于大齿圈10与主轴前支撑轴承12之间，承受工件的顶紧力；这样，Ⅰ轴组件通过齿轮副啮合主轴组件，以此来达到传递功率扭矩的目的。
编码器组件包括上同步带轮18、下同步带轮21、同步带轮卡压法兰盘20、小支撑轴22、编码器25和支架26，上同步带轮18通过涨套19配合连接于中空主轴11的左侧末端，位于主轴箱体1外部，同步带轮卡压法兰盘20配合穿过中空主轴11且位于上同步带轮18左侧并与其固定，将上同步带轮18锁紧；小支撑轴22配合穿过下同步带轮21，在下同步带轮21两侧，小支撑轴22上设置有支撑轴承23，下同步带轮21通过支撑轴承23、小支撑轴22安装于支架26中；支架26固定于主轴箱体1左侧，两同步带轮通过同步带27相连接，编码器25把合于支架26左侧并通过编码器联轴节24与小支撑轴22定比连接。
在使用过程中，主电机2的输出端通过精密双速减速器3及联轴节4驱动小齿轮轴6在小齿轮轴前支撑轴承7和小齿轮轴后支撑轴承5的支撑作用下旋转，由小齿轮轴6的齿轮部位驱动大齿圈10转动，再由大齿圈10驱动中空主轴11在主轴前支撑轴承12、推力轴承14和主轴后支撑轴承13的支撑作用下旋转；中空主轴11在旋转的过程中驱动上同步带轮18转动，上同步带轮18通过同步带27驱动下同步带轮21旋转，下同步带轮21驱动小支撑轴22带动编码器25在两端支撑轴承23的支撑作用下转动，最终由编码器25来反馈监测中空主轴11的数据。
Claims (3)
1.一种新型高速高精度卧式主轴箱，其特征在于：包括主轴箱体（1）、主电机（2）、精密双速减速器（3）、Ⅰ轴组件、主轴组件和编码器组件，所述主轴箱体（1）为双层壁减振箱体结构，主轴箱体（1）的上层主轴孔处设有水平方向的主轴组件，在主轴组件下方，主轴箱体（1）的下层Ⅰ轴孔处设有水平方向的Ⅰ轴组件，Ⅰ轴组件左端连接着精密双速减速器（3）及主电机（2），主轴组件左侧连接着编码器组件；
Ⅰ轴组件包括小齿轮轴（6）、小齿轮轴前支撑轴承（7）、小齿轮轴后支撑轴承（5）、Ⅰ轴锁紧螺母（8）和Ⅰ轴卡压法兰盘（9），小齿轮轴（6）安装在主轴箱体（1）的Ⅰ轴孔处，小齿轮轴（6）上齿轮部位的右侧设有小齿轮轴前支撑轴承（7）；小齿轮轴（6）上齿轮部位的左侧设有小齿轮轴后支撑轴承（5），小齿轮轴后支撑轴承（5）通过轴孔台肩与其左侧的Ⅰ轴卡压法兰盘（9）定位；Ⅰ轴卡压法兰盘（9）穿过小齿轮轴（6）并固定于主轴箱体（1）中，小齿轮轴（6）通过轴肩与Ⅰ轴锁紧螺母（8）卡紧定位，Ⅰ轴锁紧螺母（8）位于小齿轮轴后支撑轴承（5）左侧螺纹连接于小齿轮轴（6）上并位于Ⅰ轴卡压法兰盘（9）中；
主轴组件包括大齿圈（10）、中空主轴（11）、主轴前支撑轴承（12）、主轴后支撑轴承（13）、推力轴承（14）、齿圈预紧螺母（15）、主轴前轴承预紧螺母（16）和主轴后轴承锁紧螺母（17），中空主轴（11）安装在主轴箱体（1）的主轴孔处，中空主轴（11）上的右侧设有主轴前支撑轴承（12），在主轴前支撑轴承（12）左侧，中空主轴（11）上设有主轴前轴承预紧螺母（16）；中空主轴（11）上的左侧设有主轴后支撑轴承（13），在主轴后支撑轴承（13）左侧和主轴箱体（1）外部，中空主轴（11）上设有主轴后轴承预紧螺母（17）；中空主轴（11）中间位置处设有大齿圈（10），大齿圈（10）与小齿轮轴（6）的齿轮部位啮合连接，在大齿圈（10）左侧，中空主轴（11）上设有齿圈预紧螺母（15）；中空主轴（11）上的两推力轴承（14）设置于大齿圈（10）与主轴前支撑轴承（12）之间。
2.根据权利要求1所述的一种新型高速高精度卧式主轴箱，其特征在于：所述的编码器组件包括上同步带轮（18）、下同步带轮（21）、同步带轮卡压法兰盘（20）、小支撑轴（22）、编码器（25）和支架（26），上同步带轮（18）配合连接于中空主轴（11）左侧末端，同步带轮卡压法兰盘（20）配合穿过中空主轴（11）且位于上同步带轮（18）左侧并与其固定，小支撑轴（22）配合穿过下同步带轮（21）并安装于支架（26）中，支架（26）固定于主轴箱体（1）左侧，两同步带轮相连接，编码器（25）把合于支架（26）左侧与小支撑轴（22）连接。
3.根据权利要求1所述的一种新型高速高精度卧式主轴箱，其特征在于：所述的精密双速减速器（3）为电气变档、机械两档。
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