CN208634294U - 数控机床及其齿轮箱换挡变速装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种数控机床及其齿轮箱换挡变速装置，其包括齿轮箱体，以及设置在所述齿轮箱体上的：输入齿轮轴，其可绕自身轴线方向转动，所述输入齿轮轴上设置有输入齿轮；换挡芯轴，与所述输入齿轮轴平行配合并可沿自身轴线方向移动，所述换挡芯轴上依次设置有可绕所述换挡芯轴转动、且相固连在一起的换挡大齿轮和换挡小齿轮，所述换挡大齿轮与所述输入齿轮相啮合；主轴，与所述换挡芯轴平行配合并可绕自身轴线方向转动，所述主轴上依次设置有主轴小齿轮和主轴大齿轮；换挡驱动机构，其具有一输出轴，所述输出轴与所述换挡芯轴连接，用于驱动所述换挡芯轴沿其轴线方向移动。本实用新型可以减少齿轮箱高速运转时内部零件的磨损、提高可靠性。
Description
技术领域
本实用新型涉及数控机床设备技术领域，特别涉及一种数控机床及其齿轮箱换挡变速装置。
背景技术
现有的大型精密零件都是采用大型机床进行加工，齿轮箱作为机床的关键组件，其性能优劣对机床加工精密度影响显著。一般的齿轮箱换挡变速 (速比变化)结构为输入齿轮轴与主轴均在轴向固定只做旋转运动，由中间的换挡芯轴通过拨叉上下移动实现换挡。当选择高速档时，输入齿轮与换挡大齿轮啮合，换挡大齿轮与主轴小齿轮啮合；当选择低速档时，换挡大齿轮与主轴小齿轮脱开，换挡小齿轮与主轴大齿轮啮合。换挡大齿轮和换挡小齿轮均通过键传动，且可以轴向滑动。
但是要实现顺利换挡，换挡齿轮的轴孔与芯轴之间的配合不能太紧，键与槽之间的间隙过大势必会影响动平衡，使得齿轮高速传动时产生震动及噪音；而且换挡的驱动机构为拨叉式，作用力方向与换挡齿轮组的重力方向不在一条直线上，存在力臂，使得换挡齿轮的轴孔与芯轴的接触部位磨损加快。
实用新型内容
本实用新型的主要目的是提出一种数控机床及其齿轮箱换挡变速装置，旨在解决齿轮箱高速运转时内部零件磨损情况严重、可靠性不高的问题。
为实现上述目的，本实用新型提出一种齿轮箱换挡变速装置，其包括齿轮箱体，以及设置在所述齿轮箱体上的：
输入齿轮轴，其可绕自身轴线方向转动，所述输入齿轮轴上设置有输入齿轮；
换挡芯轴，与所述输入齿轮轴平行配合并可沿自身轴线方向移动，所述换挡芯轴上依次设置有可绕所述换挡芯轴转动、且相固连在一起的换挡大齿轮和换挡小齿轮，所述换挡大齿轮与所述输入齿轮相啮合；
主轴，与所述换挡芯轴平行配合并可绕自身轴线方向转动，所述主轴上依次设置有主轴小齿轮和主轴大齿轮；
换挡驱动机构，其具有一输出轴，所述输出轴与所述换挡芯轴连接，用于驱动所述换挡芯轴沿其轴线方向移动；其中，
在第一换挡位置时，所述换挡大齿轮还与所述主轴小齿轮相啮合；
在第二换挡位置时，所述换挡小齿轮与所述主轴大齿轮相啮合。
优选地，所述换挡小齿轮包括齿轮部和从所述齿轮部的一端向所述换挡大齿轮延伸的连接部，所述换挡大齿轮套在所述连接部上，并通过第一平键连接固定；所述连接部与所述换挡芯轴之间设有一滚针轴承，所述齿轮部与所述换挡芯轴之间设有一对背对背配置的角接触球轴承。
优选地，所述输入齿轮轴上设有分别位于所述输入齿轮两端侧的深沟球轴承，所述深沟球轴承用于支撑所述输入齿轮轴。
优选地，所述主轴通过第二平键分别与所述主轴小齿轮、主轴大齿轮固连在一起。
优选地，所述换挡驱动机构为换挡油缸，所述换挡油缸的活塞杆与所述换挡芯轴连接。
优选地，所述换挡芯轴上、下两端处各设有一铜套，用于支撑所述换挡芯轴。
优选地，所述换挡芯轴的一端还套设有一导向块，所述导向块与所述换挡芯轴之间通过扁位通孔配合，所述导向块与所述齿轮箱体固定连接。
本实用新型还提出一种数控机床，其包括齿轮箱体，以及设置在所述齿轮箱体上的：
输入齿轮轴，其可绕自身轴线方向转动，所述输入齿轮轴上设置有输入齿轮；
换挡芯轴，与所述输入齿轮轴平行配合并可沿自身轴线方向移动，所述换挡芯轴上依次设置有可绕所述换挡芯轴转动、且相固连在一起的换挡大齿轮和换挡小齿轮，所述换挡大齿轮与所述输入齿轮相啮合；
主轴，与所述换挡芯轴平行配合并可绕自身轴线方向转动，所述主轴上依次设置有主轴小齿轮和主轴大齿轮；
换挡驱动机构，其具有一输出轴，所述输出轴与所述换挡芯轴连接，用于驱动所述换挡芯轴沿其轴线方向移动；其中，
在第一换挡位置时，所述换挡大齿轮还与所述主轴小齿轮相啮合；
在第二换挡位置时，所述换挡小齿轮与所述主轴大齿轮相啮合。
本实用新型通过在齿轮箱内设置输入齿轮轴、换挡芯轴、主轴和换挡驱动机构，在换挡芯轴上设置换挡大齿轮和换挡小齿轮，换挡大齿轮与输入齿轮相啮合，在主轴上设置主轴小齿轮和主轴大齿轮。在第一换挡位置时，换挡大齿轮还与主轴小齿轮相啮合，换挡时，由换挡驱动机构的输出轴直接提拉换挡芯轴到达第二换挡位置，换挡小齿轮与主轴大齿轮相啮合，从而减少了齿轮箱高速运转时内部零件的磨损、提高了可靠性。
附图说明
图1为本实用新型一实施例中数控机床及其齿轮箱换挡变速装置结构示意图。
具体实施方式
下面将详细描述本实用新型的实施例，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，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
为解决上述技术问题，本实用新型提出一种齿轮箱换挡变速装置。参照图1，其包括齿轮箱体100，以及设置在齿轮箱体100上的：
输入齿轮轴200，其可绕自身轴线方向转动，输入齿轮轴200上设置有输入齿轮210；
换挡芯轴300，与输入齿轮轴200平行配合并可沿自身轴线方向移动，换挡芯轴300上依次设置有可绕换挡芯轴300转动、且相固连在一起的换挡大齿轮310和换挡小齿轮320，换挡大齿轮310与输入齿轮210相啮合；
主轴400，与换挡芯轴300平行配合并可绕自身轴线方向转动，主轴400 上依次设置有主轴小齿轮410和主轴大齿轮420；
换挡驱动机构500，其具有一输出轴510，输出轴510与换挡芯轴300连接，用于驱动换挡芯轴300沿其轴线方向移动；其中，
在第一换挡位置时，换挡大齿轮310还与主轴小齿轮410相啮合；
在第二换挡位置时，换挡小齿轮320与主轴大齿轮420相啮合。
本实施例中，上述换挡大齿轮310与换挡小齿轮320通过锁紧螺母330 锁紧轴向定位，该锁紧螺母330可以是圆螺母，与止退圈一起使用，可以锁紧换挡大齿轮310、换挡小齿轮320与换挡芯轴300的轴端。保证了换挡大齿轮310、换挡小齿轮320回转精度高，动平衡好，极大地降低了震动及噪音。输入齿轮轴100始终与换挡大齿轮310啮合。如图1所示为第一换挡位置，输入轴齿轮100由电机驱动旋转，带动换挡大齿轮310旋转，换挡大齿轮310 与主轴小齿轮410啮合带动主轴小齿轮410旋转，主轴小齿轮410带动主轴 400旋转，总输出减速比为1。切换到第二换挡位置的动作为：换挡驱动机构 500的输出轴510上提带动换挡芯轴300连同换挡大齿轮310和换挡小齿轮 320向上滑动到达极限位，此时换挡大齿轮310与主轴小齿轮410啮合脱开，换挡小齿轮320与主轴大齿轮420啮合。由于输入齿轮轴100始终与换挡大齿轮310啮合，输入齿轮轴100转速传递到换挡大齿轮310实现一次减速；又由于换挡小齿轮320与换挡大齿轮310是通过键传递，其转速相同，换挡小齿轮320转速传递到主轴大齿轮420实现二次减速，总输出减速比为0.25。
在一较佳实施例中，换挡小齿轮320包括齿轮部321和从齿轮部321的一端向换挡大齿轮310延伸的连接部322，换挡大齿轮310套在连接部322上，并通过第一平键340连接固定；连接部322与换挡芯轴300之间一滚针轴承 350，齿轮部321与换挡芯轴300之间设有一对背对背配置的角接触球轴承360。本实施例中，换挡大齿轮310与换挡小齿轮320之间通过设置的第一平键340固连，同步旋转，第一平键340安装在换挡小齿轮320外侧上端的键槽内。第一平键340包括第三平键341和第四平键342。换挡大齿轮310与换挡小齿轮320配合，且通过第三平键341和第四平键342联接同步旋转，可以减小对中误差，提高传动精度。同样地，换挡小齿轮320与换挡大齿轮310 之间传递转矩较小，第三平键341和第四平键342可以采用薄型平键。滚针轴承350是由向心滚针轴承和推力轴承部件组合的轴承单元，径向结构紧凑，特别适用于这种换挡小齿轮320与换挡芯轴300间隙较小导致径向安装尺寸受限制的支承结构。滚针轴承350辅助支撑换挡芯轴300，可以减少换挡芯轴 300的磨损。角接触球轴承360包括第一角接触球轴承361和第二角接触球轴承362。之所以采用背靠背配置的第一角接触球轴承361和第二角接触球轴承 362，是因为背靠背安装承受的荷载和承载力矩最大，轴向定位最好；而面对面配置则有一定的轴向游隙，荷载小。
在一较佳实施例中，输入齿轮轴200上设有分别位于输入齿轮210两端侧的深沟球轴承220，深沟球轴承220用于支撑输入齿轮轴200。本实施例中，深沟球轴承220包括第一深沟球轴承221和第二深沟球轴承222，其摩擦阻力小，转速高，适用于承受轴向负荷的输入齿轮轴200。
在一较佳实施例中，主轴400通过第二平键430分别与主轴小齿轮410、主轴大齿轮420固连在一起。本实施例中，主轴小齿轮410、主轴大齿轮420 与主轴400的轴孔配合，通过第二平键430固连在一起。第二平键430包括第五平键431和第六平键432。主轴小齿轮410、主轴大齿轮420与主轴400 之间配合，且通过第五平键431和第六平键432传动。由于主轴小齿轮410、主轴大齿轮420与主轴400之间传递转矩较小，第五平键431和第六平键432 可以采用薄型平键。
在一较佳实施例中，换挡驱动机构500为换挡油缸520，换挡油缸520的活塞杆与换挡芯轴300连接，换挡油缸520直接提拉换挡芯轴300，实现换挡变速(速比变化)，不存在力臂，大大减少了磨损。
在一较佳实施例中，换挡芯轴300上、下两端处各设有一铜套370，用于支撑换挡芯轴300。本实施例中，如图1所示，铜套370包括第一铜套371和第二铜套372，嵌套在换挡芯轴300的外部，第一铜套371和第二铜套372内孔与换挡芯轴300间隙配合，换挡芯轴300在第一铜套371和第二铜套372 的支撑下滑动。由于铜套370质地坚硬，具有一般金属的高强度，又比一般金属易弯曲，韧性好且延展性高，具有优良的抗振、抗冲击性能，能够有效地减少换挡芯轴300的磨损，有利于精度的保持。
在一较佳实施例中，换挡芯轴300的一端还套设有一导向块380，导向块 380与换挡芯轴300之间通过扁位通孔配合，导向块380与齿轮箱体100固定连接。本实施例中，导向块380可以是块状钢质构件，其结构为中部设有与换挡芯轴300配合的扁位通孔，两端设有螺栓孔，通过螺栓固定在齿轮箱体 100上，以限制换挡芯轴300的转动，从而减少换挡芯轴300磨损、保持精度。同时，将位于导向块380的上方、设置在换挡芯轴300与齿轮箱体100 之间的铜套370卡紧，防止其脱落。
本实用新型还提供一种数控机床，其包括前述的齿轮箱体以及设置在齿轮箱体上的输入齿轮轴、换挡芯轴、主轴和换挡驱动机构。本实用新型数控机床技术方案通过设置前述齿轮箱体以及设置在齿轮箱体上的输入齿轮轴、换挡芯轴、主轴和换挡驱动机构，包含了前述齿轮箱体以及设置在齿轮箱体上的输入齿轮轴、换挡芯轴、主轴和换挡驱动机构的所有实施方案，具有前述齿轮箱体以及设置在齿轮箱体上的输入齿轮轴、换挡芯轴、主轴和换挡驱动机构的全部有益效果，在此不作赘述。
以上的仅为本实用新型的部分或优选实施例，无论是文字还是附图都不能因此限制本实用新型保护的范围，凡是在与本实用新型一个整体的构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型保护的范围内。
Claims (8)
1.一种齿轮箱换挡变速装置，其特征在于，包括齿轮箱体，以及设置在所述齿轮箱体上的：
输入齿轮轴，其可绕自身轴线方向转动，所述输入齿轮轴上设置有输入齿轮；
换挡芯轴，与所述输入齿轮轴平行配合并可沿自身轴线方向移动，所述换挡芯轴上依次设置有可绕所述换挡芯轴转动、且相固连在一起的换挡大齿轮和换挡小齿轮，所述换挡大齿轮与所述输入齿轮相啮合；
主轴，与所述换挡芯轴平行配合并可绕自身轴线方向转动，所述主轴上依次设置有主轴小齿轮和主轴大齿轮；
换挡驱动机构，其具有一输出轴，所述输出轴与所述换挡芯轴连接，用于驱动所述换挡芯轴沿其轴线方向移动；其中，
在第一换挡位置时，所述换挡大齿轮还与所述主轴小齿轮相啮合；
在第二换挡位置时，所述换挡小齿轮与所述主轴大齿轮相啮合。
2.如权利要求1所述的齿轮箱换挡变速装置，其特征在于，所述换挡小齿轮包括齿轮部和从所述齿轮部的一端向所述换挡大齿轮延伸的连接部，所述换挡大齿轮套在所述连接部上，并通过第一平键连接固定；所述连接部与所述换挡芯轴之间设有一滚针轴承，所述齿轮部与所述换挡芯轴之间设有一对背对背配置的角接触球轴承。
3.如权利要求1所述的齿轮箱换挡变速装置，其特征在于，所述输入齿轮轴上设有分别位于所述输入齿轮两端侧的深沟球轴承，所述深沟球轴承用于支撑所述输入齿轮轴。
4.如权利要求1所述的齿轮箱换挡变速装置，其特征在于，所述主轴通过第二平键分别与所述主轴小齿轮、主轴大齿轮固连在一起。
5.如权利要求1所述的齿轮箱换挡变速装置，其特征在于，所述换挡驱动机构为换挡油缸，所述换挡油缸的活塞杆与所述换挡芯轴连接。
6.如权利要求1所述的齿轮箱换挡变速装置，其特征在于，所述换挡芯轴上、下两端处各设有一铜套，用于支撑所述换挡芯轴。
7.如权利要求1所述的齿轮箱换挡变速装置，其特征在于，所述换挡芯轴的一端还套设有一导向块，所述导向块与所述换挡芯轴之间通过扁位通孔配合，所述导向块与所述齿轮箱体固定连接。
8.一种数控机床，其特征在于，包括权利要求1至7中任一项所述的齿轮箱换挡变速装置。
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|---|---|---|---|
| CN201820818318.4U CN208634294U (zh) | 2018-05-29 | 2018-05-29 | 数控机床及其齿轮箱换挡变速装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112096806A (zh) * | 2020-09-28 | 2020-12-18 | 佛山佳加机械有限公司 | 一种组合式变速箱 |
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2018
- 2018-05-29 CN CN201820818318.4U patent/CN208634294U/zh active Active
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