CN218193937U - 一种行星摩擦轮式主轴刀柄增速器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种行星摩擦轮式主轴刀柄增速器，其特征在于：包括行星架，行星架一端为与数控机床主轴相连接的输入端，行星架的另一端设置有至少两个沿该行星架轴线周向分布的转轴，行星摩擦轮通过其锥面摩擦副分别与太阳摩擦轮和摩擦内圈相连，摩擦内圈外壁固定连接有壳体，壳体外壁通过螺纹连接有紧固外圈，太阳摩擦轮贯穿壳体并与该壳体转动连接，太阳摩擦轮伸出壳体的一端设置有高速铣刀。本实用新型能够使机床主轴刀具转速增大5～10倍，可以利用普通机床实现高速切削，且成本低，结构紧凑，占用空间小，不需要任何其他附加的设施，便于安装与拆卸；尤其是具有主轴与刀具对心精度自动校准的功能。
Description
技术领域
本实用新型属于机加工设备技术领域，特别是涉及一种行星摩擦轮式主轴刀柄增速器。
背景技术
在机械制造产业中，数控加工中心具有加工精度高、加工效率高、自动化程度高等优点，是实现高精度制造与智能制造所必需的设备。随着制造业的发展，对数控加工中心的加工效率、产品的表面粗糙度以及加工精度要求越来越高，提高加工中心生产效率、产品表面粗糙度以及加工精度的有效方法之一就是提高主轴转速。尤其是在使用微型铣刀和钻头加工，或者是进行高速切削加工时，必须要采用超高速的刀具转速以提高表面加工质量，同时也提高加工效率，但如果机床主轴转速达不到要求，就必须通过增速器等设备来提高刀具转速。
从类别上来说，主轴增速器分为齿轮式、超高速气动式和电主轴增速器这三种类型。齿轮式主轴增速器由于运转速度高，对齿轮的加工精度要求高，使得制造难度与制造成本大幅增加，目前主要依赖于进口；超高速气动式齿轮增速器需要额外增加气源以及压力装置；电主轴增速器则需要独立的供电电源。此外，以上三种主轴增速器均存在长时间工作造成一定磨损后其主轴与刀具的对心精度降低导致产品质量严重下降的问题。
实用新型内容
本实用新型主要解决的技术问题是提供一种行星摩擦轮式主轴刀柄增速器。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：
一种行星摩擦轮式主轴刀柄增速器，包括行星架，所述行星架一端为与数控机床主轴相连接的输入端，所述行星架的另一端设置有至少两个沿该行星架轴线周向分布的转轴，所述转轴外周壁转动连接有锥形的行星摩擦轮，所述行星摩擦轮的大头端设置于靠近输入端一侧，所述行星摩擦轮的小头端设置于远离输入端的一侧，所述行星摩擦轮通过其锥面摩擦副分别与太阳摩擦轮和摩擦内圈相连，所述摩擦内圈设置于所述行星摩擦轮的外侧，所述太阳摩擦轮设置于所述摩擦内圈的内部，摩擦内圈外壁固定连接有壳体，所述壳体外壁通过螺纹连接有紧固外圈，所述太阳摩擦轮贯穿所述壳体并与该壳体转动连接，所述太阳摩擦轮伸出所述壳体的一端设置有高速铣刀。
优选的是，所述转轴外周壁通过成对的滚针轴承与行星摩擦轮转动连接。
优选的是，太阳摩擦轮通过一对角接触球轴承支承于壳体。
优选的是，所述摩擦内圈通过花键等结构与壳体固定连接。
优选的是，所述行星架与所述紧固外圈之间开设滚道，主轴驱动行星架转动时，行星架与紧固外圈之间可以相对转动。
优选的是，所述太阳摩擦轮与所述壳体之间开设滚道，内置滚子，承担一部分太阳摩擦轮的轴向力。
优选的是，所述行星架与所述行星摩擦轮之间开设滚道，内置滚子，承担一部分行星摩擦轮的轴向力。
本实用新型的有益技术效果是：
一、本实用新型的行星摩擦轮式主轴刀柄增速器通过带有锥面的摩擦轮结构，具有结构简单、占用空间小等优点，尤其是长时间使用造成一定磨损导致主轴与刀具对心精度下降时，可通过旋紧紧固外圈的方式，通过太阳摩擦轮、行星摩擦轮、摩擦内圈锥面的相互作用，对主轴与刀柄的对心精度进行自动校准。
二、本实用新型的行星摩擦轮式主轴刀柄增速器相比于齿轮式主轴增速器，本实用新型的行星摩擦轮、太阳摩擦轮的加工精度要求相对较低，可有效降低成本，且具有结构紧凑，占用空间小的特点。
三、相比于超高速气动式主轴增速器和电主轴增速器，本实用新型不需要任何其他附加的设施，如电、液、气等，安装时机床不需要作任何改动，便于安装与拆卸。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
附图中各部分标记如下：
1、太阳摩擦轮，2、行星摩擦轮，3、壳体，4、滚针轴承，5、行星架，6、角接触球轴承，7、摩擦内圈，8、紧固外圈，9、滚子、10、高速铣刀。
具体实施方式
为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述，以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“前”、“后”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。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本具体实施例详细公开了一种行星摩擦轮式主轴刀柄增速器，包括行星架5，所述行星架5一端为与数控机床主轴相连接的输入端，所述行星架的另一端设置有至少两个沿该行星架轴线周向分布的转轴，所述转轴外周壁转动连接有锥形的行星摩擦轮2，所述行星摩擦轮的大头端设置于靠近输入端一侧，所述行星摩擦轮的小头端设置于远离输入端的一侧，所述行星摩擦轮通过其锥面摩擦副分别与太阳摩擦轮1和摩擦内圈7相连，所述摩擦内圈设置于所述行星摩擦轮2的外侧，所述太阳摩擦轮1设置于所述摩擦内圈的内部，摩擦内圈外壁固定连接有壳体3，所述壳体外壁通过螺纹连接有紧固外圈8，所述太阳摩擦轮贯穿所述壳体并与该壳体转动连接，所述太阳摩擦轮伸出所述壳体的一端设置有高速铣刀10。
本实用新型能够使机床主轴刀具转速增大5～10倍，可以利用普通机床实现高速切削，且成本低，结构紧凑，占用空间小，不需要任何其他附加的设施，便于安装与拆卸；尤其是具有主轴与刀具对心精度自动校准的功能。
进一步的是，所述转轴外周壁通过成对的滚针轴承4与行星摩擦轮转动连接。
进一步的是，太阳摩擦轮1通过一对角接触球轴承6支承于壳体。
进一步的是，所述摩擦内圈7通过花键等结构与壳体固定连接。
进一步的是，所述行星架5与所述紧固外圈7之间开设滚道，内置滚子9，主轴驱动行星架转动时，行星架与紧固外圈之间可以相对转动。
进一步的是，所述太阳摩擦轮1与所述壳体3之间开设滚道，内置滚子9，承担一部分太阳摩擦轮的轴向力。
进一步的是，所述行星架5与所述行星摩擦轮2之间开设滚道，内置滚子9，承担一部分行星摩擦轮的轴向力。
所述行星摩擦轮式主轴刀柄增速器的传动比可描述为：将上述行星摩擦轮系加上一个公共角速度-ωh以后，其转化轮系传动比i0为
式中，ωh为行星架的转速，ω3为摩擦内圈的转速，ω1为太阳摩擦轮的转速，d1、d3可理解为太阳摩擦轮与摩擦内圈的当量直径，其计算过程可以参考锥齿轮当量齿数的计算过程；
根据上述原理，计算出行星摩擦轮式主轴刀柄增速器的传动比为
本实用新型实现主轴转速增速的原理为：数控机床主轴与行星架5相固联，行星摩擦轮2通过滚针轴承4支承于行星架5，主轴驱动行星架5绕主轴轴线转动，行星架5驱使行星摩擦轮2绕主轴轴线旋转(公转)，同时绕其自身轴线旋转(自转)，行星摩擦轮2通过其锥面摩擦副驱动太阳摩擦轮1转动，太阳摩擦轮1输出增速旋转运动，实现刀具增速旋转切削。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，并不用于限制本实用新型，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种行星摩擦轮式主轴刀柄增速器，其特征在于：包括行星架，所述行星架一端为与数控机床主轴相连接的输入端，所述行星架的另一端设置有至少两个沿该行星架轴线周向分布的转轴，所述转轴外周壁转动连接有锥形的行星摩擦轮，所述行星摩擦轮的大头端设置于靠近输入端一侧，所述行星摩擦轮的小头端设置于远离输入端的一侧，所述行星摩擦轮通过其锥面摩擦副分别与太阳摩擦轮和摩擦内圈相连，所述摩擦内圈设置于所述行星摩擦轮的外侧，所述太阳摩擦轮设置于所述摩擦内圈的内部，摩擦内圈外壁固定连接有壳体，所述壳体外壁通过螺纹连接有紧固外圈，所述太阳摩擦轮贯穿所述壳体并与该壳体转动连接，所述太阳摩擦轮伸出所述壳体的一端设置有高速铣刀。
2.根据权利要求1所述的行星摩擦轮式主轴刀柄增速器，其特征在于：所述转轴外周壁通过成对的滚针轴承与行星摩擦轮转动连接。
3.根据权利要求1所述的行星摩擦轮式主轴刀柄增速器，其特征在于：太阳摩擦轮通过一对角接触球轴承支承于壳体。
4.根据权利要求1所述的行星摩擦轮式主轴刀柄增速器，其特征在于：所述摩擦内圈通过花键结构与壳体固定连接。
5.根据权利要求1所述的行星摩擦轮式主轴刀柄增速器，其特征在于：所述行星架与所述紧固外圈之间开设滚道，主轴驱动行星架转动时，行星架与紧固外圈之间可以相对转动。
6.根据权利要求1所述的行星摩擦轮式主轴刀柄增速器，其特征在于：所述太阳摩擦轮与所述壳体之间开设滚道，内置滚子，承担一部分太阳摩擦轮的轴向力。
7.根据权利要求1所述的行星摩擦轮式主轴刀柄增速器，其特征在于：所述行星架与所述行星摩擦轮之间开设滚道，内置滚子，承担一部分行星摩擦轮的轴向力。
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