CN211387697U - 卧式凸轮交换台升降旋转驱动的凸轮传动机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种卧式凸轮交换台升降旋转驱动的凸轮传动机构，包括中心轴、输出轴、入力轴、两个平板凸轮、两个摇臂和弧面凸轮，输出轴能够相对中心轴上下滑动和旋转，输出轴与入力轴垂直设置，通过在入力轴上同时设置弧面凸轮和两个平板凸轮，由弧面凸轮的驱动弧面与输出轴的若干滚子进行啮合，实现了凸轮滚子传动，由两个平板凸轮的弧形面驱动两个摇臂，再由摇臂带动输出轴，实现了升降传动的功能，因此，本实用新型实现升降及旋转的功能，且升降及旋转可采用分段速度，还不需要设置液压站，大大提高了作业效率。

Description

卧式凸轮交换台升降旋转驱动的凸轮传动机构

技术领域

本实用新型涉及凸轮滚子转台技术领域，具体是涉及一种卧式凸轮交换台升降旋转驱动的凸轮传动机构。

背景技术

数控分度盘，也称为转台，根据传动方式的不同，可以分为蜗轮蜗杆传动式转台和凸轮滚子转台，凸轮滚子转台能够消除转台内部的传动间隙，加工时提高了加工工件精度、转台旋转运动的稳定性；具有低摩擦、无间隙、刚性强等的产品特点。因此，凸轮滚子转台广泛应用于铣床、钻床等加工中心。凸轮滚子转台通常包括箱体、通过旋转输出轴安装于箱体上的分度盘、传动给旋转输出轴的凸轮滚子传动机构和驱动电机等。工作时，凸轮滚子转台需要先在分度盘上装夹工件，然后通过转台的分度功能，实现工件的加工。这样，凸轮滚子转台工作过程中需要不时的停机，以更换装夹工件，导致加工效率较低。因此，如何节约凸轮滚子转台停机装夹工件的时间，提高加工效率，成为迫切需要解决的技术问题。为此，本实用新型申请人创新设计了一种卧式凸轮交换台，主要包括横向设置的预备工装、凸轮滚子转台和升降旋转装置，预备工装用于在凸轮滚子转台加工工件时，在其旋转工作台上预先装夹好工件；升降旋转装置用于同时升降预备工装的旋转工作台和凸轮滚子转台的旋转工作台，并进行旋转交换，从而降低凸轮滚子转台停机的时间，提高加工效率。目前，升降旋转装置通常采用液压驱动的方式，需要配套设置液压站，且液压升降驱动升降及旋转时速度比较慢，限制了作业效率的提高。因此，进一步提高升降旋转装置的作业效率成为迫切需要解决的技术问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提出一种卧式凸轮交换台升降旋转驱动的凸轮传动机构，用于卧式凸轮交换台的升降旋转装置上，实现了升降及旋转的功能，且升降及旋转可采用分段速度，还不需要设置液压站，大大提高了作业效率。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种卧式凸轮交换台升降旋转驱动的凸轮传动机构，包括中心轴、输出轴、入力轴、两个平板凸轮、两个摇臂和弧面凸轮，所述中心轴固定设置，所述输出轴套设在所述中心轴上，且所述输出轴能够相对所述中心轴上下滑动和旋转，所述输出轴与所述入力轴垂直设置，所述输出轴上靠近底端位置沿周向安装有若干滚子，所述输出轴中部形成有环形导槽，所述弧面凸轮套固于所述入力轴上，所述弧面凸轮上形成有与所述滚子啮合的驱动弧面，所述弧面凸轮通过所述驱动弧面与所述滚子之间的啮合间歇驱动给所述输出轴旋转；两个所述平板凸轮套固于所述入力轴上，并夹持于所述弧面凸轮的两侧；所述摇臂的内侧面靠近前端的位置安装有第一滚针轴承，所述摇臂的中部安装有第二滚针轴承，所述摇臂的后端为转动支点，所述摇臂的中部活动套在所述入力轴外，且两个所述摇臂夹持定位于两个所述平板凸轮的外侧，使所述第一滚针轴承插置于所述环形导槽内，并使所述第二滚针轴承接触所述平板凸轮；所述平板凸轮的外周面为由顶升面、圆弧面和下降面组成的弧形面，在所述入力轴由外部动力驱动进行旋转的过程中，所述平板凸轮通过顶升面驱动所述第二滚针轴承并带动所述摇臂、所述第一滚针轴承及所述输出轴上行，所述平板凸轮通过圆弧面保持所述第二滚针轴承、所述摇臂、所述第一滚针轴承及所述输出轴的高度不变，所述平板凸轮通过下降面引导所述第二滚针轴承、所述摇臂、所述第一滚针轴承及所述输出轴下行。

进一步的，所述弧面凸轮、两个所述平板凸轮与所述入力轴一体成型。

进一步的，还包括箱体，所述箱体上形成有横向设置的第一安装孔和竖向设置的第二安装孔，所述中心轴、所述输出轴、所述入力轴、所述平板凸轮、所述摇臂、所述弧面凸轮、所述滚子、第一滚针轴承和第二滚针轴承均设置于所述箱体内；所述入力轴沿横向设置，所述入力轴的一端通过轴承转动安装于所述箱体的内壁上，所述入力轴的另一端从所述第一安装孔内穿出并通过轴承进行转动安装；所述第二安装孔处安装有导向座，所述中心轴及所述输出轴沿竖向设置，所述中心轴的底端固定安装于所述箱体的内壁上，所述中心轴的顶端从所述导向座的通孔内穿出，所述输出轴套设于所述中心轴上，且所述输出轴的顶端从所述导向座的通孔内穿出；所述摇臂的后端通过轴承转动安装于所述箱体的内壁上。

进一步的，还包括驱动机构，所述驱动机构包括齿轮箱、驱动电机、主动齿轮和被动齿轮，所述齿轮箱设置于所述箱体的一侧，所述第一安装孔连通所述箱体和所述齿轮箱，所述入力轴的另一端伸入到所述齿轮箱内；所述驱动电机安装于所述齿轮箱上，所述驱动电机的动力输出轴伸入到所述齿轮箱内，所述主动齿轮安装于所述动力输出轴上，所述被动齿轮安装于所述入力轴上，所述主动齿轮与所述被动齿轮之间啮合传动。

进一步的，所述齿轮箱上对应所述凸轮入轴的位置形成有第三安装孔，所述第三安装孔处安装有轴盖，所述入力轴的另一端从轴盖的通孔内穿出，所述入力轴穿出的部分上安装有第一感应轮和第二感应轮，所述第一感应轮上形成有第一近接弧形块，所述第二感应轮上形成有第二近接弧形块，所述齿轮箱上安装有用于探测所述第一近接弧形块的第一近接开关和用于探测所述第二近接弧形块的第二近接开关。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提出一种卧式凸轮交换台升降旋转驱动的凸轮传动机构，通过在入力轴上同时设置弧面凸轮和两个平板凸轮，由弧面凸轮的驱动弧面与输出轴上的若干滚子进行啮合，实现了凸轮滚子传动，本实用新型为了满足旋转180度交换的需要，将驱动弧面设置为间歇驱动的形式，这样，在旋转180度后，驱动弧面将不在驱动输出轴旋转，在此期间，输出轴可以进行上升或下降的动作。由两个平板凸轮的弧形面（顶升面、圆弧面和下降面）驱动两个摇臂，再由摇臂带动输出轴，本实用新型实现了升降传动的功能，其中，入力轴旋转使平板凸轮的顶升面与摇臂的第二滚针轴承接触时，将开始向上顶升摇臂，根据杠杆原理，摇臂的前端会上行，进而可以由插置于输出轴上的环形导槽内的第一滚针轴承驱动输出轴上行。这里，第一滚针轴承与环形导槽之间的连接方式，不会影响输出轴旋转的动作。输出轴上行至最高点时，平板凸轮的顶升面将过渡到圆弧面，由于圆弧面与轴心距离相同，因此，在入力轴带动平板凸轮旋转在整个圆弧面的过程中，输出轴不会再继续上行，此时，弧面凸轮的驱动弧面刚好开始驱动输出轴进行旋转动作，这样，就实现了升降旋转的功能。同样的道理，在旋转后需要下降时，平板凸轮的圆弧面过渡到下降面，由于下降面与轴心距离的距离越来越近，因此，可以释放支撑两个摇臂的力，使输出轴在重力的作用下自然下行。同样，在下行的过程中，弧面凸轮的驱动弧面不驱动输出轴旋转。本实用新型通过平板凸轮的弧形面实现了升降功能，通过弧面凸轮的驱动弧面实现驱动旋转的功能，相对于现有技术通过液压驱动升降旋转的方式，本实用新型能够实现升降及旋转的分段速度，不需要设置液压站，大大提高了作业效率。

附图说明

图1为本实用新型卧式凸轮交换台升降旋转驱动的凸轮传动机构的整体图；

图2为本实用新型卧式凸轮交换台升降旋转驱动的凸轮传动机构的内部结构一视角的示意图；

图3为本实用新型卧式凸轮交换台升降旋转驱动的凸轮传动机构的内部结构另一视角的示意图；

图4为本实用新型中弧面凸轮、平板凸轮与入力轴相互配合的一视角的示意图；

图5为本实用新型中弧面凸轮、平板凸轮与入力轴相互配合的另一视角的示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的技术内容，特举以下实施例详细说明，其目的仅在于更好理解本实用新型的内容而非限制本实用新型的保护范围。实施例附图的结构中各组成部分未按正常比例缩放，故不代表实施例中各结构的实际相对大小。其中所说的结构或面的上面或上侧，包含中间还有其他层的情况。

如图1、图2、图3、图4和图5所示，一种卧式凸轮交换台升降旋转驱动的凸轮传动机构，包括中心轴1、输出轴2、入力轴3、两个平板凸轮4、两个摇臂5和弧面凸轮6，所述中心轴固定设置，所述输出轴套设在所述中心轴上，且所述输出轴能够相对所述中心轴上下滑动和旋转，所述输出轴与所述入力轴垂直设置，所述输出轴上靠近底端位置沿周向安装有若干滚子7，所述输出轴中部形成有环形导槽201，所述弧面凸轮套固于所述入力轴上，所述弧面凸轮上形成有与所述滚子啮合的驱动弧面601，所述弧面凸轮通过所述驱动弧面与所述滚子之间的啮合间歇驱动给所述输出轴旋转；两个所述平板凸轮套固于所述入力轴上，并夹持于所述弧面凸轮的两侧；所述摇臂的内侧面靠近前端的位置安装有第一滚针轴承8，所述摇臂的中部安装有第二滚针轴承9，所述摇臂的后端为转动支点，所述摇臂的中部活动套在所述入力轴外，比如在摇臂的中部设置腰孔，可以避让入力轴，且可以进行升降，且两个所述摇臂夹持定位于两个所述平板凸轮的外侧，使所述第一滚针轴承插置于所述环形导槽内，并使所述第二滚针轴承接触所述平板凸轮；所述平板凸轮的外周面为由顶升面401、圆弧面402和下降面403组成的弧形面，在所述入力轴由外部动力驱动进行旋转的过程中，所述平板凸轮通过顶升面驱动所述第二滚针轴承并带动所述摇臂、所述第一滚针轴承及所述输出轴上行，所述平板凸轮通过圆弧面保持所述第二滚针轴承、所述摇臂、所述第一滚针轴承及所述输出轴的高度不变，所述平板凸轮通过下降面引导所述第二滚针轴承、所述摇臂、所述第一滚针轴承及所述输出轴下行。

上述结构中，通过在入力轴上同时设置弧面凸轮和两个平板凸轮，由弧面凸轮的驱动弧面与输出轴的若干滚子进行啮合，实现了凸轮滚子传动，本实用新型为了满足旋转180度交换的需要，将驱动弧面设置为间歇驱动的形式，这样，在旋转180度后，驱动弧面将不在驱动输出轴旋转，在此期间，输出轴可以进行上升或下降的动作。也就是说，驱动弧面的形状可以根据旋转的角度进行设置，比如，需要旋转180度时，驱动弧面可以包括沿周向设置环形槽6011和沿高度方向设置的四个螺旋槽6012，其中两边的两个螺旋槽与环形槽的两端连通，这样，滚子在环形槽内运动时，驱动弧面不驱动滚子，滚子经环形槽进入到一边上的螺旋槽内时，由于螺旋槽的斜度，可以驱动当前的滚子沿周向运动，接着中间的螺旋槽与下一个滚子啮合并驱动该滚子沿周向转动，当另一边的螺旋槽驱动对应的滚子时，该滚子经螺旋槽进入到环形槽内，此时，驱动弧面将不再驱动滚子，即输出轴停止转动；由两个平板凸轮的弧形面（顶升面401、圆弧面402和下降面403）驱动两个摇臂，再由摇臂带动输出轴，实现了升降传动的功能，其中，入力轴旋转使平板凸轮的顶升面与摇臂的第二滚针轴承接触时，将开始向上顶升摇臂，根据杠杆原理，摇臂的前端会上行，进而可以由插置于输出轴上的环形导槽内的第一滚针轴承驱动输出轴上行。这里第一滚针轴承与环形导槽之间的连接，不会影响输出轴旋转的动作。输出轴上行至最高点时，平板凸轮的顶升面过渡到圆弧面，由于圆弧面与轴心距离相同，因此，在入力轴带动平板凸轮旋转的整个圆弧面的过程中，输出轴不会再继续上行，此时，弧面凸轮的驱动弧面刚好开始驱动输出轴进行旋转动作，这样，就实现了升降旋转的功能。同样的道理，在旋转后需要下降时，平板凸轮的圆弧面过渡到下降面，由于下降面与轴心距离的距离越来越近，因此，可以释放支撑两个摇臂的力，使输出轴在重力的作用下自然下行。同样，在下行的过程中，弧面凸轮的驱动弧面不驱动输出轴旋转。本实用新型通过平板凸轮的弧形面实现了升降功能，通过弧面凸轮的驱动弧面实现驱动旋转的功能，相对于现有技术通过液压驱动升降旋转的方式，本实用新型能够实现升降及旋转的分段速度，不需要设置液压站，大大提高了作业效率。

优选的，所述弧面凸轮、两个所述平板凸轮与所述入力轴一体成型。这样，可以减少弧面凸轮与入力轴，以及平板凸轮与入力轴之间的装配。

优选的，参见图1，还包括箱体100，所述箱体上形成有横向设置的第一安装孔和竖向设置的第二安装孔，所述中心轴、所述输出轴、所述入力轴、所述平板凸轮、所述摇臂、所述弧面凸轮、所述滚子、第一滚针轴承和第二滚针轴承均设置于所述箱体内；所述入力轴沿横向设置，所述入力轴的一端通过轴承转动安装于所述箱体的内壁上，所述入力轴的另一端从所述第一安装孔内穿出并通过轴承进行转动安装；所述第二安装孔处安装有导向座110，所述中心轴及所述输出轴沿竖向设置，所述中心轴的底端固定安装于所述箱体的内壁上，所述中心轴的顶端从所述导向座的通孔内穿出，所述输出轴套设于所述中心轴上，且所述输出轴的顶端从所述导向座的通孔内穿出；所述摇臂的后端通过轴承转动安装于所述箱体的内壁上。由于各组成部件之间需要润滑，因此，需要将各部件设置在一个密闭的箱体内，并在箱体内注入润滑油，以提高传动的顺畅性。且箱体为入力轴、中心轴、输出轴及支撑摇臂提供安装支撑。

优选的，参见图1和图3，还包括驱动机构200，所述驱动机构包括齿轮箱210、驱动电机220、主动齿轮230和被动齿轮240，所述齿轮箱设置于所述箱体的一侧，所述第一安装孔连通所述箱体和所述齿轮箱，所述入力轴的另一端伸入到所述齿轮箱内；所述驱动电机安装于所述齿轮箱上，所述驱动电机的动力输出轴伸入到所述齿轮箱内，所述主动齿轮安装于所述动力输出轴上，所述被动齿轮安装于所述入力轴上，所述主动齿轮与所述被动齿轮之间啮合传动。这样，通过驱动电机驱动主动齿轮再带动被动齿轮，可以为入力轴提供动力。将主动齿轮、被动齿轮等传动部件设置在齿轮箱内，使其与箱体分离开，主要是为了减少润滑油的使用，因为，箱体中油位需要保持较高的水平，而齿轮传动则不需要。因此，可以达到减少润滑油使用量的目的。但不限于此，可以根据需要采用其他传动方式，比如带轮传动等。

优选的，参见图1，所述齿轮箱上对应所述凸轮入轴的位置形成有第三安装孔，所述第三安装孔处安装有轴盖250，所述入力轴的另一端从轴盖的通孔内穿出，所述入力轴穿出的部分上安装有第一感应轮260和第二感应轮270，所述第一感应轮上形成有第一近接弧形块261，所述第二感应轮上形成有第二近接弧形块271，所述齿轮箱上安装有用于探测所述第一近接弧形块的第一近接开关280和用于探测所述第二近接弧形块的第二近接开关290。这样，第一近接弧形块可用于对应升降过程中入力轴转过的角度，通过第一近接开关检测第一感应轮的第一近接弧形块，并将检测信号传输给控制器，可以获知入力轴是否已经完成了升降。第二近接弧形块可用于对应旋转过程中入力轴转过的角度，通过第二近接开关检测第二感应轮的第二近接弧形块，并将检测信号传输给控制器，可以获知入力轴是否已经完成了旋转。这样，控制器可以根据检测信号，控制驱动电机的转速，比如在旋转时是快速，在升降时是慢速，从而实现升降旋转的分段速度。

以上实施例是参照附图，对本实用新型的优选实施例进行详细说明。本领域的技术人员通过对上述实施例进行各种形式上的修改或变更，但不背离本实用新型的实质的情况下，都落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种卧式凸轮交换台升降旋转驱动的凸轮传动机构，其特征在于：包括中心轴（1）、输出轴（2）、入力轴（3）、两个平板凸轮（4）、两个摇臂（5）和弧面凸轮（6），所述中心轴固定设置，所述输出轴套设在所述中心轴上，且所述输出轴能够相对所述中心轴上下滑动和旋转，所述输出轴与所述入力轴垂直设置，所述输出轴上靠近底端位置沿周向安装有若干滚子（7），所述输出轴中部形成有环形导槽（201），所述弧面凸轮套固于所述入力轴上，所述弧面凸轮上形成有与所述滚子啮合的驱动弧面（610），所述弧面凸轮通过所述驱动弧面与所述滚子之间的啮合间歇驱动给所述输出轴旋转；两个所述平板凸轮套固于所述入力轴上，并夹持于所述弧面凸轮的两侧；所述摇臂的内侧面靠近前端的位置安装有第一滚针轴承（8），所述摇臂的中部安装有第二滚针轴承（9），所述摇臂的后端为转动支点，所述摇臂的中部活动套在所述入力轴外，且两个所述摇臂夹持定位于两个所述平板凸轮的外侧，使所述第一滚针轴承插置于所述环形导槽内，并使所述第二滚针轴承接触所述平板凸轮；所述平板凸轮的外周面为由顶升面（401）、圆弧面（402）和下降面（403）组成的弧形面，在所述入力轴由外部动力驱动进行旋转的过程中，所述平板凸轮通过顶升面驱动所述第二滚针轴承并带动所述摇臂、所述第一滚针轴承及所述输出轴上行，所述平板凸轮通过圆弧面保持所述第二滚针轴承、所述摇臂、所述第一滚针轴承及所述输出轴的高度不变，所述平板凸轮通过下降面引导所述第二滚针轴承、所述摇臂、所述第一滚针轴承及所述输出轴下行。

2.根据权利要求1所述的卧式凸轮交换台升降旋转驱动的凸轮传动机构，其特征在于：所述弧面凸轮、两个所述平板凸轮与所述入力轴一体成型。

3.根据权利要求1所述的卧式凸轮交换台升降旋转驱动的凸轮传动机构，其特征在于：还包括箱体（100），所述箱体上形成有横向设置的第一安装孔和竖向设置的第二安装孔，所述中心轴、所述输出轴、所述入力轴、所述平板凸轮、所述摇臂、所述弧面凸轮、所述滚子、第一滚针轴承和第二滚针轴承均设置于所述箱体内；所述入力轴沿横向设置，所述入力轴的一端通过轴承转动安装于所述箱体的内壁上，所述入力轴的另一端从所述第一安装孔内穿出并通过轴承进行转动安装；所述第二安装孔处安装有导向座（110），所述中心轴及所述输出轴沿竖向设置，所述中心轴的底端固定安装于所述箱体的内壁上，所述中心轴的顶端从所述导向座的通孔内穿出，所述输出轴套设于所述中心轴上，且所述输出轴的顶端从所述导向座的通孔内穿出；所述摇臂的后端通过轴承转动安装于所述箱体的内壁上。

4.根据权利要求3所述的卧式凸轮交换台升降旋转驱动的凸轮传动机构，其特征在于：还包括驱动机构（200），所述驱动机构包括齿轮箱（210）、驱动电机（220）、主动齿轮（230）和被动齿轮（240），所述齿轮箱设置于所述箱体的一侧，所述第一安装孔连通所述箱体和所述齿轮箱，所述入力轴的另一端伸入到所述齿轮箱内；所述驱动电机安装于所述齿轮箱上，所述驱动电机的动力输出轴伸入到所述齿轮箱内，所述主动齿轮安装于所述动力输出轴上，所述被动齿轮安装于所述入力轴上，所述主动齿轮与所述被动齿轮之间啮合传动。

5.根据权利要求4所述的卧式凸轮交换台升降旋转驱动的凸轮传动机构，其特征在于：所述齿轮箱上对应所述凸轮入轴的位置形成有第三安装孔，所述第三安装孔处安装有轴盖（250），所述入力轴的另一端从轴盖的通孔内穿出，所述入力轴穿出的部分上安装有第一感应轮（260）和第二感应轮（270），所述第一感应轮上形成有第一近接弧形块（261），所述第二感应轮上形成有第二近接弧形块（271），所述齿轮箱上安装有用于探测所述第一近接弧形块的第一近接开关（280）和用于探测所述第二近接弧形块的第二近接开关（290）。

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