CN207205949U - 数控机床的主轴换挡结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种数控机床的主轴换挡结构，包括：主电机的输出轴上设有第一齿轮；第一轴上设有第二和第三齿轮，其中，第二齿轮与第一齿轮啮合；第二轴上设有与第三齿轮啮合的第四齿轮且第二轴的左端设有联轴器；第三轴的右端与联轴器相连，第三轴上设有左右间隔布置的第五和第六齿轮；花键轴上设有第七齿轮，第七齿轮上具有与第五齿轮相配合第一齿圈以及与第六齿轮相配合的第二齿圈；轴承设在第七齿轮上并位于第一齿圈与第二齿圈之间；拨叉与轴承相连；直线驱动机构与拨叉相连以驱动拨叉做直线往复运动，进而通过轴承以带动第七齿轮做直线往复运动。根据本实用新型的数控机床的主轴换挡结构，稳定性和可靠性较好。

Description

数控机床的主轴换挡结构

技术领域

本实用新型涉及一种数控机床的主轴换挡结构。

背景技术

主轴是机床高速旋转的运动机构，是机床的关键部位，其性能直接影响零件加工质量。在实际加工过程中，对于不同材料为了保证零件表面粗糙度，形位公差及切削力等，需要主轴有不同的转速，而主轴变速箱通过不同的齿轮组合实现几挡不同转速的控制。要适应各种零件加工要求，就要频繁的变换转速适应各种工况，因此换挡结构必须稳定可靠，有些机床采用两个油缸作为执行机构来换挡，但是机械结构和控制比较复杂，故障率高。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本实用新型的一个目的在于提出一种稳定性和可靠性较好的数控机床的主轴换挡结构。

根据本实用新型的数控机床的主轴换挡结构，包括：

主电机，所述主电机的输出轴上设有第一齿轮；

第一轴，所述第一轴上设有第二齿轮和第三齿轮，其中，所述第二齿轮与所述第一齿轮啮合；

第二轴，所述第二轴上设有与所述第三齿轮啮合的第四齿轮且所述第二轴的左端设有联轴器；

第三轴，所述第三轴的右端与所述联轴器相连，所述第三轴上设有左右间隔布置的第五齿轮和第六齿轮；

花键轴，所述花键轴上设有第七齿轮，所述第七齿轮上具有与所述第五齿轮相配合第一齿圈以及与所述第六齿轮相配合的第二齿圈；

轴承，所述轴承设在所述第七齿轮上并位于所述第一齿圈与所述第二齿圈之间；

拨叉，所述拨叉与所述轴承相连；

直线驱动机构，所述直线驱动机构与所述拨叉相连以驱动所述拨叉做直线往复运动，进而通过所述轴承以带动所述第七齿轮做直线往复运动，当所述第一齿圈与所述第五齿轮啮合时，所述第二齿圈与所述第六齿轮脱开，当所述第一齿圈与所述第五齿轮脱开时，所述第二齿圈与所述第六齿轮啮合，当所述第七齿轮位于所述第五齿轮与所述第六齿轮之间，所述第一齿圈与所述第五齿轮脱开且所述第二齿圈与所述第六齿轮脱开。

有利地，所述直线驱动机构为油缸，其中，所述油缸的活塞杆与所述拨叉相连。

有利地，所述的数控机床的主轴换挡结构还包括箱体，所述油缸的缸体设在所述箱体内。

有利地，所述的数控机床的主轴换挡结构还包括导向杆，所述导向杆与所述油缸的活塞杆平行设置且所述导向杆固定在所述箱体上，所述拨叉可直线往复地设在所述导向杆上。

有利地，所述的数控机床的主轴换挡结构还包括接近开关，所述接近开关与所述拨叉相连。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

图1是根据本实用新型一个实施例的数控机床的主轴换挡结构的示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面参考附图来详细描述根据本实用新型的数控机床的主轴换挡结构。

如图1所示，根据本实用新型的数控机床的主轴换挡结构，包括：主电机101，第一轴103，第二轴106，第三轴109，花键轴112，轴承114，拨叉115，直线驱动机构。

具体而言，主电机101的输出轴1011上设有第一齿轮102。

第一轴103上设有第二齿轮104和第三齿轮105，其中，第二齿轮104与第一齿轮102啮合。

第二轴106上设有与第三齿轮105啮合的第四齿轮107且第二轴106的左端设有联轴器108。

第三轴109的右端与联轴器108相连，第三轴109上设有左右间隔布置的第五齿轮110和第六齿轮111。

花键轴112上设有第七齿轮113，第七齿轮113上具有与第五齿轮110相配合第一齿圈1131以及与第六齿轮111相配合的第二齿圈1132。

轴承114设在第七齿轮113上并位于第一齿圈1131与第二齿圈1132之间。

拨叉115与轴承114相连。

所述直线驱动机构与拨叉115相连以驱动拨叉115做直线往复运动，进而通过轴承114以带动第七齿轮113做直线往复运动。当第一齿圈1131与第五齿轮110啮合时，第二齿圈1132与第六齿轮111脱开，当第一齿圈1131与第五齿轮110脱开时，第二齿圈1132与第六齿轮111啮合，当第七齿轮113位于第五齿轮110与第六齿轮111之间，第一齿圈1131与第五齿轮110脱开且第二齿圈1132与第六齿轮111脱开。有利地，所述直线驱动机构为油缸116，其中，油缸116的活塞杆1161与拨叉115相连。

有利地，所述的数控机床的主轴换挡结构还包括箱体117，油缸116的缸体1162设在箱体117内。进一步地，所述的数控机床的主轴换挡结构还包括导向杆118，导向杆118与油缸116的活塞杆1161平行设置且导向杆118固定在箱体117上，拨叉115可直线往复地设在导向杆118上。

有利地，所述的数控机床的主轴换挡结构还包括接近开关119，接近开关119与拨叉115相连。

换言之，主轴的回转运动采用主轴伺服电机，经齿轮副传动至位于滑枕内的主轴上。主轴电机通过第一齿轮联接将动力传输到第一轴103,再通过第一轴103上的齿轮与第二轴106的齿轮啮合，继续传递动力，第二轴106与第三轴109通过联轴器108联接，由第三轴109最终传递到花键轴112，驱动主轴旋转。为了提高主轴低速时的输出转矩，满足主轴低速大转矩的切削要求，在大型数控机床中，有采用2级或3级齿轮换挡传动，图中主轴换挡结构便是由液压油缸116驱动控制的。

以三位油缸作为执行机构来实现3挡位的变换。如图1所示，三位液压油缸116通过活塞杆1161的运行，带动拨叉115推动第七齿轮113移动，其中，导向杆118是拨叉115的导向轴，保证拨叉115运动平稳。第七齿轮113设计为分体结构，可以保证其良好的工艺性。接近开关119检测滑移齿轮到位情况，通过电气系统实现相应的功能。

通过第七齿轮113在不同的位置与相应的齿轮啮合与否，实现高速挡，空挡，低速挡的变换功能。图1的挡位为空挡，当活塞杆1161运行到最左边，带动拨叉115使第七齿轮113的第二齿圈1132与第三轴109上的第六齿轮111啮合，由于动力是由第三轴109传递过来，因此此时主轴为高速挡位。同时，接近开关119检测到高速位置接通，向系统发出信号，完成主轴高速挡切换控制。同理，当活塞杆1161运行到最右边，带动拨叉115使第七齿轮113的第一齿圈1131与第五齿轮110啮合，从而实现主轴低速控制。

根据本实用新型的数控机床的主轴换挡结构，较好的解决了主变速箱需要频繁换挡等问题，从试验和实际使用结果验证了该换挡结构的实用性，提高了主轴系统的稳定性和可靠性。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”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”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，均落入本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种数控机床的主轴换挡结构，其特征在于，包括：

主电机，所述主电机的输出轴上设有第一齿轮；

第一轴，所述第一轴上设有第二齿轮和第三齿轮，其中，所述第二齿轮与所述第一齿轮啮合；

第二轴，所述第二轴上设有与所述第三齿轮啮合的第四齿轮且所述第二轴的左端设有联轴器；

第三轴，所述第三轴的右端与所述联轴器相连，所述第三轴上设有左右间隔布置的第五齿轮和第六齿轮；

花键轴，所述花键轴上设有第七齿轮，所述第七齿轮上具有与所述第五齿轮相配合第一齿圈以及与所述第六齿轮相配合的第二齿圈；

轴承，所述轴承设在所述第七齿轮上并位于所述第一齿圈与所述第二齿圈之间；

拨叉，所述拨叉与所述轴承相连；

直线驱动机构，所述直线驱动机构与所述拨叉相连以驱动所述拨叉做直线往复运动，进而通过所述轴承以带动所述第七齿轮做直线往复运动，当所述第一齿圈与所述第五齿轮啮合时，所述第二齿圈与所述第六齿轮脱开，当所述第一齿圈与所述第五齿轮脱开时，所述第二齿圈与所述第六齿轮啮合，当所述第七齿轮位于所述第五齿轮与所述第六齿轮之间，所述第一齿圈与所述第五齿轮脱开且所述第二齿圈与所述第六齿轮脱开。

2.根据权利要求1所述的数控机床的主轴换挡结构，其特征在于，所述直线驱动机构为油缸，其中，所述油缸的活塞杆与所述拨叉相连。

3.根据权利要求2所述的数控机床的主轴换挡结构，其特征在于，还包括箱体，所述油缸的缸体设在所述箱体内。

4.根据权利要求3所述的数控机床的主轴换挡结构，其特征在于，还包括导向杆，所述导向杆与所述油缸的活塞杆平行设置且所述导向杆固定在所述箱体上，所述拨叉可直线往复地设在所述导向杆上。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的数控机床的主轴换挡结构，其特征在于，还包括接近开关，所述接近开关与所述拨叉相连。