CN203726235U - 一种能无级轴向进给、分度和螺旋运动的同轴线机构 - Google Patents

Abstract

一种能无级轴向进给、分度和螺旋运动的同轴线机构，由滚珠螺母（6）和内花键套（13）分别经两组轴承将同轴线机构安装在箱体（20）上，其特征在于：所述的同轴线机构的工件主轴（3）轴向进给传动路线：工件主轴（3）的移动进给、退回，不影响工件主轴（3）的分度、回转运动。本实用新型，设计巧妙，结构紧凑，工作可靠，尤其能满足某些（如设备技术改造，或受空间限制场合）设计要求。

Description

一种能无级轴向进给、分度和螺旋运动的同轴线机构

技术领域

实用新型涉及机械运动，是关于一种能无级轴向进给、分度和螺旋运动的同轴线机构。

背景技术

常见的无级轴向进给、分度和螺旋运动的机构不在同一轴线上，一般分为为上下两层，两层间利用直线导轨结构作相对直线传动。该结构相对需要一个较大的安装空间，传动刚性、精度较差，更不能满足某些（如设备技术改造，或受空间限制场合）设计要求。

发明内容

针对以上不足，本实用新型的目的在于提供一种能无级轴向进给、分度和螺旋运动的同轴线机构，是除了满足常见的无级轴向进给、分度和螺旋运动的要求外，还能使工件主轴（夹持工件的从动零件）的轴向进给、分度和螺旋运动在同一轴线，保证足够的传动刚性和精度。

本实用新型的技术方案是通过以下方式实现的：一种能无级轴向进给、分度和螺旋运动的同轴线机构，由滚珠螺母和内花键套分别经两组轴承将同轴线机构安装在箱体上；左、右伺服电机分别经左、右电机座也固定在箱体上，并由松紧调节螺栓和皮带松紧调节螺栓调节同步带的松紧，同轴线机构的轴向进给、分度和螺旋运动处于同一轴线上；其特征在于：所述的同轴线机构的工件主轴轴向进给传动路线是：由左伺服电机——左同步小皮带轮——左同步带——左同步大皮带轮——左平键Ⅱ——滚珠螺母——滚珠——滚珠丝杆——平键Ⅰ——工件主轴；工件主轴的移动进给、退回，不影响工件主轴的分度、回转运动；工件主轴轴向移动Lmm,左伺服电机旋转 n=z2/z1×L/P圈, 右伺服电机不旋转,其中:z2：左、右同步大皮带轮齿数、z1：左、右同步小皮带轮齿数、P：滚珠丝杆导程。

所述的同轴线机构的工件主轴分度和螺旋运动传动路线是右伺服电机——右同步小皮带轮——右同步带——右同步大皮带轮——右平键Ⅱ——内花键套——工件主轴；此时工件主轴的分度或回转运动，都会直接影响工件主轴3的轴向进给运动，即：工件主轴回转1周，工件主轴3会同时向左或向右移动1个导程P，由相应的工件主轴轴向进给给予补偿，其补偿函数关系：

（1）、工件主轴分度（等分度）, 右伺服电机8旋转 n=z2/z1×1/N（N：等分度数），同时，左伺服电机顺时针或逆时针补偿旋转n=z2/z1×1/N；

（2）、工件主轴3螺旋运动，伺服电机8（右）转z2/z1周，同时左伺服电机转z2/z1×〔〔πd/（Ptgβ）〕－1〕周、顺时针或逆时针（d为工件直径、β为工件螺旋槽螺旋角、P为滚珠丝杆4导程）补偿（含进给）旋转，保证工件主轴符合预想的螺旋运动轨迹。

本实用新型，设计巧妙，结构紧凑，工作可靠，尤其能满足某些（如设备技术改造，或受空间限制场合）设计要求。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是图1的A-A剖视图。

图3是图1的B-B剖视图。

图4是图1的C-C剖视图。

图5是图1的D-D剖视图。

图中：1平键Ⅰ、2左、右平键Ⅱ、3工件主轴、4滚珠丝杆、5滚珠、6滚珠螺母、7左、右电机座、8左、右伺服电机、9轴承隔圈Ⅰ、10松紧锁紧螺栓、11皮带松紧调节螺栓、12轴承、13内花键套、14轴承隔圈Ⅱ、15左、右同步小皮带轮、16左、右同步带、17左、右同步大皮带轮、18端盖、19锁紧螺母和20箱体。

具体实施方式

由图1知，一种能无级轴向进给、分度和螺旋运动的同轴线机构，由平键Ⅰ1、左、右平键Ⅱ2、工件主轴3、滚珠丝杆4、滚珠5、滚珠螺母6、左、右电机座7、左、右伺服电机8、轴承隔圈Ⅰ9、松紧调节螺栓10、皮带松紧调节螺栓11、轴承12、内花键套13、轴承隔圈Ⅱ14、左、右同步皮带小轮15、左、右同步带16、左、右同步大皮带轮17、端盖18、锁紧螺母19和箱体20组成。由滚珠螺母6和内花键套13分别经两组轴承将同轴线机构安装在箱体上；左、右伺服电机8分别经左、右电机座7也固定在箱体20上，并有皮带松紧调节螺栓11、松紧调节螺栓10使同步带16松紧和锁紧。工件主轴3为空心轴，左段由平键Ⅰ1连接滚珠丝杆4——滚珠5、——滚珠螺母6后，再由左平键Ⅱ2连接左同步皮带大轮17——左同步步带16——左同步皮带小轮14——左伺服电机8；右段由外花键结构连接内花键套13——再由右平键Ⅱ2连接右同步皮带大轮17——右同步步带16——右同步皮带小轮14——右伺服电机8。同轴线机构的轴向进给、分度和螺旋运动的机构处于同一轴线上。                    

1、实现工件主轴3轴向进给的传动路线：左伺服电机8—同步左皮带轮15——左同步带16——左同步皮带轮17——左平键Ⅱ2——滚珠螺母6——滚珠5——滚珠丝杆4——平键Ⅰ1——工件主轴3。此时工件主轴3的移动进给、退回，不影响工件主轴3的分度、回转运动。即：要使工件主轴3轴向进给Lmm,只需左伺服电机8旋转 n（左）=z2/z1×L/P。此时，右伺服电机8不需要旋转。

举例：当z2=90、z1=30，P=8（mm），若要使工件主轴3轴向进给100（mm），则：只需左伺服电机8旋转 n（左）=z2/z1×L/P。=37.5(周)。

2、工件主轴3的分度和螺旋运动的传动路线：右伺服电机8——右同步皮带轮15——右同步带16——右同步皮带轮17——右平键Ⅱ2——内花键套13——工件主轴3。此时工件主轴3的分度或回转运动，都会直接影响工件主轴3的轴向进给运动，即：工件主轴3回转1周，工件主轴3会同时向左（或向右）移动1个导程P，这就必须由相应的工件主轴3轴向进给给予补偿。即存在以下相应的补偿（或含进给）函数关系：

1）、要使工件主轴3分度（等分度）,需右伺服电机8旋转 n=z2/z1×1/N（N：等分度数），同时，需左伺服电机8（顺时针或逆时针）补偿旋转n=z2/z1×1/N，才能符合工件主轴3在原始的轴向位置不变和预想的等分度要求。

举例：当z2=90、z1=30，若要使工件主轴3二分度（N=2）。则：需右伺服电机8旋转 n=z2/z1×1/N=3/2（周），同时，需左伺服电机8（顺时针或逆时针）补偿旋转n=z2/z1×1/N=3/2（周），才能符合工件主轴3在原始的轴向位置不变和预想的等分度要求。

2）、要使工件主轴3螺旋运动，需符合右伺服电机8转z2/z1周，同时左伺服电机8需转z2/z1×〔〔πd/（Ptgβ）〕－1〕周（顺时针或逆时针）（d为工件直径、β为工件螺旋槽螺旋角、P为滚珠丝杆4导程）补偿（含进给）旋转，才能保证工件主轴3符合预想的螺旋运动轨迹。

 举例：当z2=90、z1=30，P=8（mm）、若要加工直径20（mm）（d=20）、螺旋槽螺旋角30°（β=30°）的工件。则需符合右伺服电机8转3周（此时，工件主轴3实际转了1周），同时左伺服电机8需转z2/z1×〔〔πd/（Ptgβ）〕－1〕=37.79周（顺时针或逆时针，此时，工件主轴3实际转了〔（37.79/3）+1）〕周，轴向移动了〔（37.79/3）+1）〕*8（mm））进给和补偿旋转，才能保证工件主轴3符合预想的螺旋运动轨迹。

由图2知，是图1的A-A剖视图。工件主轴3与滚珠丝杆4由平键Ⅰ1连接；平键Ⅱ2用于固定同步皮带大轮17与滚珠螺母6。

由图3知，是图1的B-B剖视图。工件主轴3左段用平键Ⅰ1连接滚珠丝杆4。工件主轴3螺旋1周，工件主轴3会同时向左或向右移动1个导程P。滚珠螺母6经滚珠4传动滚珠丝杆4。

由图4知，是图1的C-C剖视图。工件主轴3右段为外花键连接内花键套13。

由图5知，是图1的D-D剖视图。工件主轴3右段为外花键，连接内花键套13，用右平键Ⅱ2将同右步皮带大轮17连接，右伺服电机8工作，带动工件主轴3回转运动。

Claims (2)

1.一种能无级轴向进给、分度和螺旋运动的同轴线机构，由滚珠螺母（6）和内花键套（13）分别经两组轴承将同轴线机构安装在箱体（20）上，左、右伺服电机（8）分别经左、右电机座（7）也固定在箱体（20）上，并由松紧调节螺栓（10）和皮带松紧调节螺栓（11）调节同步带的松紧，同轴线机构的轴向进给、分度和螺旋运动的机构处于同一轴线上；其特征在于：所述的同轴线机构的工件主轴（3）轴向进给传动路线：由左伺服电机（8）——左同步小皮带轮（15）——左同步带（16）——左同步大皮带轮（17）——左平键Ⅱ（2）——滚珠螺母（6）——滚珠（5）——滚珠丝杆（4）——平键Ⅰ（1）——工件主轴（3）；工件主轴（3）的移动进给、退回，不影响工件主轴（3）的分度、回转运动；工件主轴（3）轴向移动Lmm, 左伺服电机（8）旋转 n=z2/z1×L/P，右伺服电机（8）不旋转，其中:z2：左、右同步大皮带轮齿数、z1：左、右同步小皮带轮齿数、P：滚珠丝杆导程、n：周。

2.根据权利要求1所述的一种能无级轴向进给、分度和螺旋运动的同轴线机构，其特征在于：所述的同轴线机构工件主轴（3）的分度和螺旋运动传动路线是右伺服电机（8）——右同步皮带轮（15）——右同步带（16）——右同步皮带轮（17）——右平键Ⅱ（2）——内花键套（13）——工件主轴（3），此时，由于工件主轴（3）回转，工件主轴（3）同时向左或向右移动，应有由相应的工件主轴（3）轴向进给给予补偿，其补偿函数关系：

（1）、工件主轴分度或等分度, 右伺服电机（8）旋转 n=z2/z1×1/N周，同时，左伺服电机顺时针或逆时针补偿旋转n=z2/z1×1/N周，N：等分度数；

（2）、工件主轴（3）螺旋运动，右伺服电机（8）转z2/z1周，同时左伺服电机（8）转z2/z1×〔〔πd/（Ptgβ）〕－1〕周、顺时针或逆时针旋转补偿旋转，保证工件主轴符合预想的螺旋运动轨迹，其中：d为工件直径、β为工件螺旋槽螺旋角、P为滚珠丝杆导程。