CN205342482U - 传动装置以及采用该传动装置的驱动系统和回转工作台 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种用于回转工作台的传动装置，所述工作台具有齿圈，包括：壳体；设置于所述壳体上的齿轮轴，所述齿轮轴包括齿轮部和轴部，所述齿轮部与所述齿圈匹配；固定地设置于所述齿轮轴的轴部上的蜗轮；设置于所述壳体内的蜗杆，所述蜗杆能够沿其轴向运动，且所述蜗杆具有多个厚度不同的齿，至少一个所述齿与所述蜗轮匹配。另外，本申请还提供了一种采用该传动装置的驱动系统和回转工作台。本申请提供的传动装置以及采用该传动装置的驱动系统和回转工作台在蜗杆上设置了不同厚度的齿。通过移动蜗杆，使得蜗杆上具有最佳厚度的齿与蜗轮相啮合，实现蜗杆和蜗轮的零间隙传动，其结构简单，易于加工制造，显著的提高了传动精度。

Description

传动装置以及采用该传动装置的驱动系统和回转工作台

技术领域

本实用新型涉及机械加工中的传动领域，特别涉及一种用于数控机床的回转工作台的传动装置以及采用该传动装置的驱动装置。

背景技术

目前，数控机床的回转工作台必须采用封闭设置，因此，对于回转工作台的机械传动装置提出了更高的要求。如果回转工作台的整个传动装置的精度不高或者齿轮间存在背隙，那么将很难保证回转工作台在工作时的精度和可靠性。每当需要调整回转工作台的传动装置的精度时，都需要将封闭回转工作台的外部壳体拆除，操作不便，费时费力。

对于承重在5吨以下的小型回转工作台，驱动方式主要包括力矩电机直接驱动、大蜗轮和蜗杆减速驱动、齿轮减速箱驱动等。力矩电机直接驱动的成本较高，适用于高端机床，不便于普及。大蜗轮和蜗杆减速驱动的涡轮直径较大，不便于加工制造，且制造蜗轮的材料价格较高，蜗轮磨损严重。齿轮减速箱驱动采用的齿轮减速箱结构复杂，不利于应用在小型回转工作台上。

实用新型内容

鉴于现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种用于回转工作台的传动装置，所述工作台具有齿圈，包括：壳体；设置于所述壳体上的齿轮轴，所述齿轮轴包括齿轮部和轴部，所述齿轮部与所述齿圈匹配；固定地设置于所述齿轮轴的轴部上的蜗轮；设置于所述壳体内的蜗杆，所述蜗杆能够沿其轴向运动，且所述蜗杆具有多个厚度不同的齿，至少一个所述齿与所述蜗轮匹配。

在本实用新型的一些实施方式中，所述多个齿沿所述蜗杆的轴向排列，且所述多个齿的厚度由一端向另一端逐渐增厚或者减薄。

这种设置方式较为简单。多个依次排列的齿的厚度逐渐增厚或者减薄比较易于加工，降低制造成本。另外，当蜗杆在壳体内部沿自身的轴向运动时，也更容易使得蜗轮选择到与之相匹配的设置于蜗杆上的齿，从而完成无间隙啮合。

在本实用新型的一些实施方式中，所述壳体的内壁形成有腔室；所述蜗杆的第一端设置于所述腔室内，所述蜗杆的第二端固定地设置有定位套，所述定位套通过紧固元件与所述壳体的内壁连接；所述蜗杆和所述壳体配置成：当旋转所述紧固元件时，所述蜗杆能够在所述壳体内沿其轴向运动。

为了不改变蜗杆的形状和结构，在一些实施方式中可以在蜗杆上设置定位套，且采用紧固元件将定位套固定于壳体的内壁，以使得调整紧固元件时，定位套带动蜗杆沿其轴向运动。

在本实用新型的一些实施方式中，所述定位套与所述蜗杆的第二端之间形成密封空间；所述密封空间内设置有多组轴承，以避免蜗杆转动时与定位套主体发生摩擦。

在本实用新型的一些实施方式中，所述的回转工作台的传动装置包括固定地设置于所述齿轮轴的轴部末端的盖板；设置于所述蜗轮和所述壳体内壁之间的调整垫圈。

在本实用新型的一些实施方式中，所述的回转工作台的传动装置包括设置于所述蜗轮和所述轴部之间的胀紧元件。

除了选择适当的蜗杆的齿和蜗轮相啮合之外，影响传动精度的另一个重要因素是蜗轮在壳体内的高低位置以及蜗轮的中心平面与蜗杆的中心轴的垂直度。本领域技术人员应当能够理解，蜗轮在壳体内的合适位置使得蜗轮的中心平面与蜗杆的中心轴垂直时，将会使蜗轮能够和蜗杆上的齿啮合的更为紧密，从而达到更高的传动精度。

本实用新型还提供了一种用于回转工作台的驱动系统，包括：

如上所述的任一种传动装置；以及驱动装置，所述驱动装置具有用于与所述蜗杆连接的输出轴。

在本实用新型的一些实施方式中，所述蜗杆的第二端具有能够容纳所述输出轴的孔；所述输出轴和所述孔之间设置有胀紧元件。

另外，本实用新型还提供了一种回转工作台，其特征在于，包括：

用于承载工作台的座体；以及固定于所述座体的上所述的任一种传动装置；或任一种驱动系统。

在本实用新型的一些实施方式中，设置于所述座体上的截面大致呈“┒”形的挡块，所述挡块和所述座体之间形成容纳空间；中部与所述壳体固定连接的条状的安装板，所述安装板固定端固定于所述座体上，所述安装板的自由端位于所述容纳空间内；设置于所述挡块上的用于挤压所述安装板自由端的弹性挤压元件，所述弹性挤压元件能够通过控制安装板自由端的位置，以使所述齿圈和所述齿轮始终保持啮合。

在本实用新型的一些实施方式中，所述安装板的自由端上设置第一通孔；所述挡块的竖直端上设置相互连通的螺纹孔和第二通孔，所述第二通孔的直径大于所述第一通孔的直径和所述螺纹孔的直径；所述挤压元件具有与所述第一通孔匹配的端部以及与所述螺纹孔匹配的尾部；还可以包括设置于所述挤压元件的端部且位于所述第二通孔内的蝶形弹簧片，所述蝶形弹簧片的直径与所述第二通孔的直径相当。

本实施方式中，挤压元件可以选用阶梯状的螺钉，当旋挤压元件时，挤压元件的阶梯面挤压蝶形弹簧片使其形变，蝶形弹簧片推动安装板向着座体的方向运动。因此，齿轮和齿圈能够始终保持良好的啮合。

优选地，为了使安装板能够产生更大的变形，即使得安装板的自由端在容纳空间内能够更大限度的摆动，还可以在安装板的中部开设切口，以使得安装板的自由端能够以此切口处为支撑点进行摆动。

本实用新型提供的传动装置以及采用该传动装置的驱动系统和回转工作台在蜗杆上设置了不同厚度的齿。通过移动蜗杆，使得蜗杆上具有最佳厚度的齿与蜗轮相啮合，实现蜗杆和蜗轮的零间隙传动。本实用新型提供的传动装置以及采用该传动装置的驱动系统和回转工作台的结构简单，易于加工制造，显著的提高了传动精度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面简要说明实施例或现有技术描述中使用的附图。

图1示意性地显示了本实用新型一实施方式的回转工作台结构；

图2为图1的俯视图；

图3为齿轮和齿圈的配合示意图；

图4为图2中C部分的局部放大图；

图5为沿图2中的A-A剖面线的结构示意图；

图6为沿图5中的B-B剖面线的结构示意图；

图7为蜗杆的齿的示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。在此说明，显然，附图所示仅是本实用新型的一些实施例，目的是使本领域技术人员能够理解本实用新型的实质特征。本领域普通技术人员可以根据所公开的附图及其说明，做出修改或其他等同的变型或替代方案。因此，本实用新型的范围并不受这些附图和说明的限制。

参照图1，本实用新型提供了一种回转工作台，包括工作台(图中未示出)，座体1、齿圈2以及驱动系统3。齿圈2固定于工作台的下表面。为了方便观察和描述，图1中省略了工作台，仅显示了座体1、齿圈2以及驱动系统3。驱动系统3固定地设置于座体1的侧方。

在本实施方式中，驱动系统3的壳体31通过安装板4与座体1连接。驱动系统3具有伸出其壳体31的齿轮32。齿轮32与上述齿圈2具有相匹配的齿，因此齿轮32转动时，其能够带动齿圈2一起转动。驱动系统3的具体结构将在下文予以阐述。

参见图1、图2和图4，安装板4大致呈长条状，其中部具有水平延伸出的的弧形部41。安装板4通过水平延伸的弧形部41与驱动系统3的壳体31通过螺钉固定连接。安装板4的一端固定地安装于座体1上，另一端不受约束地成为自由端。安装板4的自由端上开设一通孔42。座体1上安装有挡块11，其截面形状大致呈“┒”形，挡块11和座体1之间形成容纳空间7。安装板4的自由端位于所述容纳空间7内。参照图4，在该挡块11的竖直部分上开设相互连通的通孔111和螺纹孔112。通孔111的直径大于螺纹孔112的直径和通孔42的直径。

螺钉5具有阶梯结构，其包括直径较小的端部51和直径较大的尾部52，所述端部51能够经由通孔111后进入安装板4的通孔42之内，所述尾部52能够与挡块11的螺纹孔112螺纹连接。

螺钉5的端部51套设碟形弹簧片6，且蝶形弹簧片6位于通孔111内。

按照上述设置，操作者可以通过正向或反向旋转螺钉5，从而调整碟形弹簧片6的压缩量，进而调整碟形弹簧片6的弹簧力。当齿圈2或者齿轮32的齿厚比理论值小时，碟形弹簧片6释放(安装板4的自由端向左运动)，以推动齿轮32向齿圈2靠近。当齿圈2或者齿轮32的齿厚比理论值大时，碟形弹簧片6被压缩(安装板4的自由端向右运动)，仍然能够保持齿轮32靠近齿圈2。因此，齿轮32的齿始终能够自动地与齿圈2的齿紧密啮合。进而控制齿圈2和驱动系统3的齿轮32的啮合度。如图3所示，齿轮32的齿的两侧面始终与齿圈2的齿相贴合，以消除制造、安装误差带来的齿轮侧隙，实现间隙自动补偿，完成无间隙传动。

在本实用新型的一个实施例中，安装板4的中部具有切口D。设置切口D可以局部的减小安装板4的刚性，以使得安装板4的自由端能够沿着如图2中所示的左右方向更大摆动地幅度。

本领域技术人员应当能够理解，安装板4并非必需。当驱动系统3的壳体31的形状具有和安装板4类似的形状时，即壳体31能够满足安装定位需要，则可以将壳体31直接通过上述方式安装于回转工作台座体1之上，以达到省略安装板4的目的。此外，挡块11也非必要，可以通过各种常规的加工手段，使得座体1自身具有向外延伸的弯折部分，以起到和挡块11相同的作用。

参照图5和图6，驱动系统3包括壳体31、齿轮32、蜗轮33、蜗杆34、驱动装置35。如上所述，除了齿轮32设置于壳体31的外部，蜗轮33、蜗杆34以及驱动装置35均设置在壳体31内部。

在本实施例中，齿轮32的一个表面延伸以形成轴321，齿轮32的直径大于轴321的直径，实际上齿轮32和轴321组成了齿轮轴。当然，齿轮32和轴321也可以是两个独立的部件。

壳体31上设置有与轴321直径相当的孔。安装时，齿轮32位于壳体31的外部，轴321则通过壳体31上的孔穿入壳体31内。齿轮32与位于回转工作台座体1上的齿圈2啮合。齿轮32的轴321上装有轴承322，固定在安装板4的轴承孔内，安装板的4轴承孔上设有挡肩43。通过轴承322和挡肩43的配合，不但限制了齿轮32的轴向位移，而且减小了轴承322旋转时的摩擦力。

蜗轮33固定地套设于轴321，且能够和设置在壳体31内部的蜗杆34配合。蜗轮33可以将蜗杆34的转动传导至齿轮32。蜗轮33的直径大于壳体31上的孔直径。

定位机构38将蜗轮33固定于轴321，且通过调节定位机构38可以改变蜗轮33在壳体31内的高度。具体而言，定位机构38包括盖板381、螺钉382、胀紧套383、调整垫圈384和挡肩385。盖板381与轴321通过螺钉382固定连接，盖板381将蜗轮33预压在轴321上，并且在蜗轮33和轴321之间设置胀紧套383。轴321上设置了挡肩385，挡肩385和蜗轮33之间设置调整垫圈384。

因此，只要改变调整垫圈384的厚度，便可改变蜗轮33的高低位置，进而调整蜗轮33的中心平面与蜗杆2的中心轴垂直度。调整垫圈384的厚度通过配磨的方式调整，调整完毕后，旋转螺钉382，以使盖板381压紧蜗轮34，最后再胀紧胀紧套383，从而将蜗轮33固定于齿轮32上。按照上述方式设置，蜗轮33的中心平面与蜗杆2的中心轴始终保持垂直，以使得二者之间能够更好的啮合。

在本实用新型的一些实施方式中，如果壳体31的内壁能够形成与挡肩385相同的形状，则挡肩385是可以省略的。

进一步参照图6，壳体31的具有一腔室311，该腔室311内固定地设置有轴承312。蜗杆34的第一端设置于该腔室311内，且轴承312能够套设于蜗杆34的第一端上。如图6所示，通常情况下，蜗杆34的第一端不与形成腔室311的外壳31的内壁抵触，而是留有一定的移动空间，以使得蜗杆34能够沿自身的轴向运动。应当能够理解，按照这样设置，蜗杆34可以转动，也可以沿着如图6所示的上下方向运动。

蜗杆34的第二端固定地设置有定位套36。定位套36通过紧固元件37与壳体31的内壁固定连接。紧固元件37可以包括螺钉371和螺钉372。当紧固螺钉371、松弛螺钉372时，定位套36推动蜗杆34向上方移动，蜗杆34的第一端将更深的进入腔室311内。当松弛螺钉371、紧固螺钉372时，定位套36带动蜗杆34向下方移动，蜗杆34的第一端将恢复至位于腔室311内较浅的位置。

在本实用新型的一个实施例中，所述定位套36包括定位套主体361、压盖362、轴承363和锁紧螺母364。定位套主体361与所述蜗杆34的第二端之间形成密封空间，在该密封空间内填装轴承363，轴承363的外圈通过压盖362压紧，并将压盖362与定位套主体1固定链接。轴承363的内圈通过锁紧螺母364锁紧。这样蜗杆34与定位套36便构成了一个整体，改变定位套36的轴向位移，蜗杆34便随之轴向移动，且有利减小蜗杆34转动时产生的摩擦力。

实际上，壳体31、齿轮32、蜗轮33和蜗杆34构成了传动装置。

蜗杆34的第二端与驱动装置35的输出轴连接，所述输出轴和所述孔之间设置胀紧元件。驱动装置35的输出轴转动时，蜗杆34被带动。壳体31、齿轮32、蜗轮33、蜗杆34和驱动装置35构成了驱动系统3。

参照图7所示，蜗杆34具有多个沿其轴向排列的齿341，其多个齿341的厚度不同，其由一端向另一端逐渐变厚或减薄。图7中的实线表示变导程渐厚齿形，虚线表示标准齿形。t为公称轴向节距，t₁为右侧轴向节距，t₂为左侧轴向节距，Δt为左侧轴向节距、右侧轴向节距与公称轴向节距的差值，则t₁＝t+Δt，t₂＝t-Δt，因此，t_1＞t₂(右侧轴向节距大于左侧轴向节距)，即轴向节距由左向右逐渐增大。

由此可以看出，以中间某一个齿的厚度t/2为标准值，则位于该齿的左侧的齿的厚度依次递减，位于该齿的右侧的齿的厚度依次递增，形成一种渐变的齿厚。

当蜗杆34发生移动时，能够调整蜗杆34上的齿341相对于齿轮2的位置，以使得最佳厚度的齿能够与齿轮2啮合，以消除间隙。

综上所述，本实用新型一实施方式提供的传动装置、采用该传动装置的驱动系统和回转工作台可以通过调整安装板4和座体1的距离(齿轮32和齿圈2在水平方向上的相对位置)、蜗轮33在壳体31内的位置(蜗轮33的中心平面和蜗杆34中心轴的垂直度)以及蜗轮33和蜗杆34上的齿的啮合位置以消除间隙，达到提高可靠性、精准传动的目的。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (11)

1.用于回转工作台的传动装置，所述工作台具有齿圈，其特征在于，包括：

壳体；

设置于所述壳体上的齿轮轴，所述齿轮轴包括齿轮部和轴部，所述齿轮部与所述齿圈匹配；

固定地设置于所述齿轮轴的轴部上的蜗轮；

设置于所述壳体内的蜗杆，所述蜗杆能够沿其轴向运动，且所述蜗杆具有多个厚度不同的齿，至少一个所述齿与所述蜗轮匹配。

2.根据权利要求1所述的用于回转工作台的传动装置，其特征在于：

所述多个齿沿所述蜗杆的轴向排列，且所述多个齿的厚度由一端向另一端逐渐增厚或者减薄。

3.根据权利要求2所述的用于回转工作台的传动装置，其特征在于：

所述壳体的内壁形成有腔室；

所述蜗杆的第一端设置于所述腔室内，所述蜗杆的第二端固定地设置有定位套，所述定位套通过紧固元件与所述壳体的内壁连接；

所述蜗杆和所述壳体配置成：

当旋转所述紧固元件时，所述蜗杆能够在所述壳体内沿其轴向运动。

4.根据权利要求3所述的回转工作台的传动装置，其特征在于：

所述定位套与所述蜗杆的第二端之间形成密封空间；

所述密封空间内设置有多组轴承。

5.根据权利要求1或3所述的回转工作台的传动装置，其特征在于，包括：

固定地设置于所述齿轮轴的轴部末端的盖板；

设置于所述蜗轮和所述壳体内壁之间的调整垫圈。

6.根据权利要求5所述的回转工作台的传动装置，其特征在于，包括：

设置于所述蜗轮和所述轴部之间的胀紧元件。

7.用于回转工作台的驱动系统，其特征在于，包括：

如权利要求1～6中任一项所述的传动装置；以及

驱动装置，所述驱动装置具有用于与所述蜗杆连接的输出轴。

8.根据权利要求7所述的用于回转工作台的驱动系统，其特征在于：

所述蜗杆的第二端具有能够容纳所述输出轴的孔；

所述输出轴和所述孔之间设置有胀紧元件。

9.回转工作台，其特征在于，包括：

用于承载工作台的座体；以及

固定于所述座体的如权利要求1～6中任一项所述传动装置；或

如权利要求7或权利要求8所述的驱动系统。

10.根据权利要求9所述的回转工作台，其特征在于，包括：

设置于所述座体上的截面大致呈“┒”形的挡块，所述挡块和所述座体之间形成容纳空间；

中部与所述壳体固定连接的条状的安装板，所述安装板固定端固定于所述座体上，所述安装板的自由端位于所述容纳空间内；

设置于所述挡块上的用于挤压所述安装板自由端的弹性挤压元件，所述弹性挤压元件能够通过控制安装板自由端的位置，以使所述齿圈和所述齿轮始终保持啮合。

11.根据权利要求10所述的回转工作台，其特征在于:

所述安装板的自由端上设置第一通孔；

所述挡块的竖直端上设置相互连通的螺纹孔和第二通孔，所述第二通孔的直径大于所述第一通孔的直径和所述螺纹孔的直径；

所述挤压元件具有与所述第一通孔匹配的端部以及与所述螺纹孔匹配的尾部；

还包括：

设置于所述挤压元件的端部且位于所述第二通孔内的蝶形弹簧片，所述蝶形弹簧片的直径与所述第二通孔的直径相当。