CN210553047U - 3d打印机的xyz轴运动传动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种3D打印机的XYZ轴运动传动装置，包括两XY主传动轴连接件、两XY副传动轴连接件、光轴、两电机a、与电机a连接的联轴器、与联轴器连接的方轴、设置在XY主传动轴连接件内的同步轮、转动设置在XY副传动轴连接件内的两惰性轮以及同步带，在所述XY主传动轴连接件、XY副传动轴连接件内螺纹连接有梯形丝杠，在所述梯形丝杠下端部固定连接有同步轮，所述同步轮通过同步带连接有电机b，所述电机b的传动轴上固定有同步轮，且电机b上的所述同步轮的同步带上下错位设置。本实用新型通过对现有热床打印平台固定的3D打印机传动装置进行改进，在不增加成本的情况下实现XY轴运动平台的轻量化和两端重量的平衡，增加精度和机器寿命。

Description

3D打印机的XYZ轴运动传动装置

技术领域

本实用新型涉及传动装置技术领域，尤其涉及一种3D打印机的XYZ轴运动传动装置，适用于热床打印平台固定的3D打印机。

背景技术

3D打印即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用特殊蜡材、或塑料等材料，通过逐层打印的方式来制造三维物体。

目前，热床打印平台固定的3D打印机大都使用CoreXY运动结构，因为该运动结构能够使XY轴的运动惯性更小，使打印速度更快，然而现有装置将步进电机固定在了XY运动结构的平台的一端，使平台两端重量相差较大。长此以往，平台两端的Z轴磨损不一致，使打印机XY轴平台倾斜和精度下降。

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3D打印机的XYZ轴运动传动装置，通过对现有热床打印平台固定的3D打印机传动装置进行改进，在不增加成本的情况下实现XY轴运动平台的轻量化和两端重量的平衡，增加精度和机器寿命。

本实用新型的技术方案如下：

一种3D打印机的XYZ轴运动传动装置，包括两XY主传动轴连接件、两 XY副传动轴连接件、用于打印头移动的光轴、驱动XY向运动的两电机a、与电机a连接的联轴器、与联轴器固定连接的方轴、由方轴驱动并设置在XY主传动轴连接件内的同步轮、转动设置在XY副传动轴连接件内的两惰性轮以及用于连接同步轮和惰性轮的同步带，在所述XY主传动轴连接件、XY副传动轴连接件内螺纹连接有梯形丝杠，在所述梯形丝杠下端部固定连接有同步轮，梯形丝杆上的所述同步轮通过同步带连接有电机b，所述电机b的传动轴上固定有同步轮，且电机b上的所述同步轮的同步带上下错位设置。

优选的，上述同步带是采用常规CoreXY的连接方式通过同步轮和惰性轮连接到打印头。

优选的，所述XY主传动轴连接件包括主传动轴连接件外壳和主传动轴连接件后盖，其内设置有用于其他部件穿过的孔或槽，所述主传动轴连接件外壳和主传动轴连接件后盖采用螺丝固定，在所述XY主传动轴连接件内设置有方轴套，所述方轴套内孔为与方轴匹配的四方形，方轴可在方轴套内上下滑动，且设置在 XY主传动轴连接件内的所述同步轮套设在方轴套上，所述方轴套的两端设有设置在XY主传动轴连接件内的轴承。

优选的，在所述主传动轴连接件外壳内设置有贯通的槽孔，在槽孔内通过螺丝固定有丝杆螺母，所述梯形丝杆与丝杆螺母螺纹连接。

优选的，所述XY副传动轴连接件包括副传动轴连接件外壳，所述副传动轴连接件外壳内开设有贯通的槽孔，在该槽孔内通过螺丝固定有丝杆螺母，所述梯形丝杆与丝杆螺母螺纹连接。

优选的，所述主传动轴连接件外壳和副传动轴连接件外壳均通过螺丝安装有光轴固定块，通过所述光轴固定块将所述光轴对应的固定在XY副传动轴连接件与XY主传动轴连接件内。

本实用新型的有益效果：XY主/副传动轴连接件用于XY轴运动平台的光轴固定点，光轴插入连接件的孔位中用螺丝与固定块锁紧；X、Y主传动轴连接件中除了放入丝杆螺母和梯形丝杆作用以外还比X、Y副传动轴连接件内部多了一个轴套、轴承和同步轮与方轴进行垂直运动和传动作用；联轴器将电机和方轴进行连接起到传递扭矩的作用；同步带仍然是按照CoreXY的连接方式通过主、副轴连接件的同步轮和惰性轮(带齿)并最终连接到打印头，起到带动打印头进行 X方向和Y方向运动的作用；梯形丝杆通过同步轮、同步带与电机b连接，两端丝杆连接一个电机b，保证两端的高度统一，双Z电机力矩输出更大，起到打印头Z轴垂直运动作用；同时整个XY运动平台的支点只是4根梯形丝杆的两端，只要用轴承固定住这8个端点即能确保运动平台的水平度。

主副传动轴连接件是本实用新型改进的关键部件，是可靠的连接件，又是稳定的传动装置。

由于采用上述技术方案，在不增加成本的情况下实现XY轴运动平台的轻量化和两端重量的平衡，增加精度和机器寿命；并且3D打印机工作过程中打印热床打印平台无需运动，为实现自动脱模提供了良好的前提条件。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1为本实用新型提出的3D打印机的XYZ轴运动传动装置(以下简称传动装置)的整体及安装完成后的结构示意图；

图2为本实用新型传动装置中主传动轴的结构示意图；

图3是本实用新型传动装置中主传动轴的爆炸图；

图4是本实用新型传动装置中副传动轴连接件的结构示意图；

图5为CoreXY运动架构的原理图，用于说明同步带的连接方式。

图中；1-XY主传动轴连接件；2-XY副传动轴连接件；31-电机a；32-电机 b；4-梯形丝杆；5-同步带；6-光轴；7-联轴器；8-方轴；9-轴承；10-方轴套；11- 同步轮；12-丝杆螺母；13-主传动轴连接件外壳；14-光轴固定块；15-主传动轴连接件后盖；16-螺丝；17-惰性轮；18-副传动轴连接件外壳；19-打印头。

具体实施方式

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，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

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。

参照图1-4，一种3D打印机的XYZ轴运动传动装置，包括两XY主传动轴连接件1、两XY副传动轴连接件2、用于打印头移动的光轴6、驱动XY向运动的两电机a 31、与电机a31连接的联轴器7、与联轴器7固定连接的方轴8、由方轴8驱动并设置在XY主传动轴连接件1内的同步轮11、转动设置在XY 副传动轴连接件2内的两惰性轮17以及用于连接同步轮11和惰性轮17的同步带5，需要说明的是同步带仍然是按照常规CoreXY的连接方式通过主、副轴连接件的同步轮11和惰性轮17(带齿)最终连接到打印头19，起到带动打印头 19进行X方向和Y方向运动的作用，打印头19的与同步带采用的CoreXY的连接方式为现有技术，采用常规现有安装结构即可，故此不再赘述，连接原理可参考图5(通过两个电机同时控制XY的移动，两个电机a同向的时候，往X轴移动，两个电机反向的时候往Y轴移动)。为了可对运动平台进行Z向的运动，在XY主传动轴连接件1、XY副传动轴连接件2内螺纹连接有梯形丝杠4，在梯形丝杠4下端部固定连接有同步轮11，梯形丝杆4上的同步轮11通过同步带连接有电机b 32，电机b 32的传动轴上固定有同步轮11用以连接同步带，且电机b32上的同步轮11的同步带上下错位设置，可保证同步带动梯形丝杆4进行转动。

进一步的，参照图1、图2和图3，XY主传动轴连接件1包括主传动轴连接件外壳13和主传动轴连接件后盖15，当然其内设置有用于其他部件穿过的孔或槽，主传动轴连接件外壳13和主传动轴连接件后盖15采用螺丝16固定，在 XY主传动轴连接件1内设置有方轴套10，方轴套10内孔为与方轴8匹配的四方形，方轴8可在方轴套10内上下滑动，且设置在XY主传动轴连接件1内的同步轮11套设(固定连接)在方轴套10上，方轴套10的两端设有设置在XY 主传动轴连接件1内的轴承9，通过轴承9可实现方轴套10的转动，进而带动同步轮11转动。

参照图1和图3，在主传动轴连接件外壳13内设置有贯通的槽孔，在槽孔内通过螺丝16固定有丝杆螺母12，梯形丝杆4与丝杆螺母12螺纹连接；

参照图1和图4，XY副传动轴连接件2与XY主传动轴连接件1结构类似，包括副传动轴连接件外壳18，副传动轴连接件外壳18内同样开设有贯通的槽孔，在该槽孔内通过螺丝16固定有丝杆螺母12，梯形丝杆4与丝杆螺母12螺纹连接；通过电机b可带动梯形丝杆4转动，可实现XY主传动轴连接件1的上下移动。

参照图3和图4，主传动轴连接件外壳13和副传动轴连接件外壳18均通过螺丝16安装有光轴固定块14，通过光轴固定块14将光轴6对应的固定在XY 副传动轴连接件2与XY主传动轴连接件1内，打印头19通过滑动机构(现有3D打印机中的滑动机构，内设有与光轴6对应的滑动孔，同时设有两对供同步带连接驱动的同步轮)在光轴6上进行稳定的滑动。

各个部件安装形式(具体连接方式)为：

首先是XY主传动轴连接件1的组装：将方轴套10插入到同步轮11的合适位置(方轴套10外径与同步轮11内径匹配，与同步轮11固定连接，进而可同步转动)，方轴套10内开有与方轴4匹配的四方孔，再将轴承9放置在方轴套 10的两端合适位置(具体位置按照主传动轴连接件外壳13内部孔位)；然后放入主传动轴连接件外壳13内部，再将主传动轴连接件后盖15用螺丝16固定上；最后将丝杆螺母按照如图3所示用螺丝16固定在主传动轴连接件外壳13上，再将方轴8和梯形丝杆4插入对应的孔位(显然，方轴8与方轴套10可上下滑动，且可同步转动，梯形丝杆4与丝杠螺母12螺纹连接)；光轴6插入对应孔位再将光轴固定块14用螺丝16固定。安装完成如图2所示。

然后是XY副传动轴连接件的组装：将丝杆螺母12用螺丝16连接到副传动轴连接件18外壳上，再将惰性轮17用螺丝16连接到副传动轴连接件外壳18 上。最后将光轴6用光轴固定块14固定到副传动轴连接件外壳18上，安装完成如图4所示。

最后是整体的组装：将三根水平设置的光轴6插入X、Y主传动轴连接件1， X、Y副传动轴连接件2对应的孔位内，通过光轴固定块14并用螺丝16固定住，装入各自的梯形丝杆4后，将四根竖直设置的梯形丝杆4两端通过轴承固定在打印机框架上(由于3D打印机样式不同，附图中省略)；然后再将同步轮11装在梯形丝杆4的下端用同步带5与中间的电机b 32上的同步轮11进行动力连接；将方轴8通过联轴器7与后端的电机a 31扭矩连接；最后将同步带5采用CoreXY 运动架构穿过同步轮11和惰性轮17，将打印头19进行连接完成安装，如图1所示。

本实例的工作过程：该3D打印机为热床打印平台固定，打印头19所在的 XY运动平台通过Z轴的梯形丝杆4进行上下运动。方轴8将电机a的扭矩通过联轴器7传递到给整一个Z方向上，使Z方向具备了CoreXY电机的运动扭矩，通过X、Y主传动轴连接件1中的同步轮11带动同步带5用CoreXY运动架构控制打印头在X方向和Y方向的运动。至此完成XYZ三轴的运动。

本申请中，未详细说明的结构及连接关系均为现有技术，其结构及原理已为公知技术，在此不再赘述。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种3D打印机的XYZ轴运动传动装置，其特征在于：包括两XY主传动轴连接件、两XY副传动轴连接件、用于打印头移动的光轴、驱动XY向运动的两电机a、与电机a连接的联轴器、与联轴器固定连接的方轴、由方轴驱动并设置在XY主传动轴连接件内的同步轮、转动设置在XY副传动轴连接件内的两惰性轮以及用于连接同步轮和惰性轮的同步带，在所述XY主传动轴连接件、XY副传动轴连接件内螺纹连接有梯形丝杠，在所述梯形丝杠下端部固定连接有同步轮，梯形丝杆上的所述同步轮通过同步带连接有电机b，所述电机b的传动轴上固定有同步轮，且电机b上的所述同步轮的同步带上下错位设置。

2.根据权利要求1所述的3D打印机的XYZ轴运动传动装置，其特征在于：所述同步带是采用常规CoreXY的连接方式通过同步轮和惰性轮连接到打印头。

3.根据权利要求1或2所述的3D打印机的XYZ轴运动传动装置，其特征在于：所述XY主传动轴连接件包括主传动轴连接件外壳和主传动轴连接件后盖，其内设置有用于其他部件穿过的孔或槽，所述主传动轴连接件外壳和主传动轴连接件后盖采用螺丝固定，在所述XY主传动轴连接件内设置有方轴套，所述方轴套内孔为与方轴匹配的四方形，方轴可在方轴套内上下滑动，且设置在XY主传动轴连接件内的所述同步轮套设在方轴套上，所述方轴套的两端设有设置在XY主传动轴连接件内的轴承。

4.根据权利要求3所述的3D打印机的XYZ轴运动传动装置，其特征在于：在所述主传动轴连接件外壳内设置有贯通的槽孔，在槽孔内通过螺丝固定有丝杆螺母，所述梯形丝杆与丝杆螺母螺纹连接。

5.根据权利要求3所述的3D打印机的XYZ轴运动传动装置，其特征在于：所述XY副传动轴连接件包括副传动轴连接件外壳，所述副传动轴连接件外壳内开设有贯通的槽孔，在该槽孔内通过螺丝固定有丝杆螺母，所述梯形丝杆与丝杆螺母螺纹连接。

6.根据权利要求5所述的3D打印机的XYZ轴运动传动装置，其特征在于：所述主传动轴连接件外壳和副传动轴连接件外壳均通过螺丝安装有光轴固定块，通过所述光轴固定块将所述光轴对应的固定在XY副传动轴连接件与XY主传动轴连接件内。

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