CN219549498U - 高精密超大载荷自动预紧传动机构及直线驱动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高精密超大载荷自动预紧传动机构及直线驱动装置，由于第二中间轴上的第一主动斜齿轮和第二主动斜齿轮的螺旋线旋向相反，当在第二中间轴上施加轴向力时，会使第一主动斜齿轮和第二主动斜齿轮产生微量的轴向移动，此时，第一输出轴和第二输出轴便以相反的方向转过微小的角度，从而使第一输出齿轮和第二输出齿轮分别从相反的方向贴紧齿条的齿槽，进而消除了齿轮和齿条之间的间隙，实现自动预紧的功能，使直线驱动装置在控制激光切割头平移时非常稳定，避免激光切割头发生微小的晃动，提高了激光切割的加工精度，从而使激光切割能够达到更高的应用水平。

Description

高精密超大载荷自动预紧传动机构及直线驱动装置

技术领域

本实用新型涉及激光加工中心零部件技术领域，具体涉及一种高精密超大载荷自动预紧传动机构及直线驱动装置。

背景技术

激光加工是目前最先进的加工技术，主要采用高能激光来雕刻切割材料。随着高端制造业的快速发展，激光切割已广泛应用于航空航天、汽车轮船、机械制造、电梯制造、广告制作、家用电器制造、医疗器械、五金、装饰、金属对外加工服务等各种制造行业。

直线驱动装置是激光加工中心的核心零部件之一，其直接关系到激光切割的精度。由于每个维度的直线调节距离较大，现有的激光加工中心普遍采用基于齿轮齿条的电动直线模组作为直线驱动装置。但是，由于齿轮齿条配合的先天不足，导致齿轮和齿条啮合时始终存在一定的间隙，使安装激光切割头的滑架在运行时会有微小的晃动，导致激光切割的精度始终不够理想，无法达到更高的应用水平。

解决以上问题成为当务之急。

实用新型内容

为解决以上的技术问题，本实用新型提供了一种高精密超大载荷自动预紧传动机构及直线驱动装置。

其技术方案如下：

一种高精密超大载荷自动预紧传动机构，包括相互平行的输入轴、第一输出轴和第二输出轴，所述第一输出轴上同步转动地套装有第一输出齿轮，所述第二输出轴上同步转动地套装有第二输出齿轮，所述第一输出齿轮和第二输出齿轮并排设置，且第一输出齿轮和第二输出齿轮的直径和齿数均相同，所述输入轴通过传动组件将动力传递给第一输出轴和第二输出轴，所述传动组件包括与输入轴平行的第一中间轴和第二中间轴，所述第一中间轴上同步转动地套装有与一体成型在输入轴上的一级主动齿啮合的一级从动齿轮，所述第二中间轴上同步转动地套装有与一体成型在第一中间轴上的二级主动齿啮合的二级从动齿轮，该第二中间轴上一体成型有旋向相反的第一主动斜齿轮和第二主动斜齿轮，所述第一主动斜齿轮和第二主动斜齿轮的直径和齿数均相同，所述第一输出轴上同步转动地套装有与第一主动斜齿轮啮合的第一从动斜齿轮，所述第二输出轴上同步转动地套装有与第二主动斜齿轮啮合的第二从动斜齿轮，所述第一从动斜齿轮和第二从动斜齿轮的直径和齿数均相同。

一种直线驱动装置，包括驱动电机、呈长条形结构的梁柱、与梁柱滑动配合的滑架、沿长度方向安装在梁柱上的齿条以及上述的高精密超大载荷自动预紧传动机构，所述高精密超大载荷自动预紧传动机构还包括传动机构壳体，所述传动组件安装在传动机构壳体的内部，所述驱动电机安装在传动机构壳体上，该驱动电机的电机轴插入传动机构壳体中后通过花键套带动输入轴同步转动，所述第一输出轴向外穿出传动机构壳体后同步转动地套装有所述第一输出齿轮，所述第二输出轴向外穿出传动机构壳体后同步转动地套装有所述第二输出齿轮，所述第一输出齿轮和第二输出齿轮均与齿条啮合。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

采用以上技术方案的高精密超大载荷自动预紧传动机构及直线驱动装置，由于第二中间轴上的第一主动斜齿轮和第二主动斜齿轮的螺旋线旋向相反，当在第二中间轴上施加轴向力时，会使第一主动斜齿轮和第二主动斜齿轮产生微量的轴向移动，此时，第一输出轴和第二输出轴便以相反的方向转过微小的角度，从而使第一输出齿轮和第二输出齿轮分别从相反的方向贴紧齿条的齿槽，进而消除了齿轮和齿条之间的间隙，实现自动预紧的功能，使直线驱动装置在控制激光切割头平移时非常稳定，避免激光切割头发生微小的晃动，提高了激光切割的加工精度，从而使激光切割能够达到更高的应用水平。

附图说明

图1为高精密超大载荷自动预紧传动机构的结构示意图；

图2为直线驱动装置的结构示意图。

具体实施方式

以下结合实施例和附图对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，一种高精密超大载荷自动预紧传动机构，其主要包括相互平行的输入轴1、第一输出轴2和第二输出轴3，第一输出轴2上同步转动地套装有第一输出齿轮4，第二输出轴3上同步转动地套装有第二输出齿轮5，第一输出齿轮4和第二输出齿轮5并排设置，并且，第一输出齿轮4和第二输出齿轮5的直径和齿数均相同，第一输出齿轮4和第二输出齿轮5均用于与齿条14配合，因此，第一输出齿轮4和第二输出齿轮5同向转动。输入轴1通过传动组件将动力传递给第一输出轴2和第二输出轴3。

具体地说，传动组件包括与输入轴1平行的第一中间轴6和第二中间轴7，即：输入轴1、第一输出轴2、第二输出轴3、第一中间轴6和第二中间轴7在空间上是相互平行的。

输入轴1上一体成型有一级主动齿1a，第一中间轴6上同步转动地套装有与一级主动齿1a啮合的一级从动齿轮8，第一中间轴6上一体成型有二级主动齿6a，第二中间轴7上同步转动地套装有与二级主动齿6a啮合的二级从动齿轮9。

第二中间轴7上同步转动套装有旋向相反的第一主动斜齿轮7a和第二主动斜齿轮7b，即：第一主动斜齿轮7a和第二主动斜齿轮7b上斜齿的螺旋线的旋向相反。并且，第一主动斜齿轮7a和第二主动斜齿轮7b的直径和齿数均相同。第一输出轴2上同步转动地套装有与第一主动斜齿轮7a啮合的第一从动斜齿轮10，第二输出轴3上同步转动地套装有与第二主动斜齿轮7b啮合的第二从动斜齿轮11，相应的，第一从动斜齿轮10和第二从动斜齿轮11上斜齿的螺旋线的旋向相反，第一从动斜齿轮10和第二从动斜齿轮11的直径和齿数均相同。

输入轴1通过一级主动齿1a带动一级从动齿轮8转动，一级从动齿轮8与第一中间轴6花键配合，从而带动第一中间轴6同步转动，第一中间轴6通过二级主动齿6a带动二级从动齿轮9转动，二级从动齿轮9带动第二中间轴7同步转动，第二中间轴7带动第一主动斜齿轮7a和第二主动斜齿轮7b同步转动；其中，第一主动斜齿轮7a带动第一从动斜齿轮10转动，第一从动斜齿轮10带动第一输出轴2同步转动，第一输出轴2带动第一输出齿轮4同步转动；第二主动斜齿轮7b带动第二从动斜齿轮11转动，第二从动斜齿轮11带动第二输出轴3同步转动，第二输出轴3带动第二输出齿轮5同步转动。

进一步地，第一输出轴2和第二输出轴3为旋向相反的斜齿轮，进一步提升了与齿条14啮合的稳定性和可靠性。

本实施例中，输入轴1和第二中间轴7同轴设置，第一中间轴6和第一输出轴2同轴设置，从而能够使高精密超大载荷自动预紧传动机构的整体结构更加紧凑。

并且，一级主动齿1a的直径小于一级从动齿轮8的直径，二级主动齿6a的直径小于二级从动齿轮9的直径，实现减速增扭的效果，从而使高精密超大载荷自动预紧传动机构具有更大的载荷。

请参见图1和图2，一种直线驱动装置，包括驱动电机15、呈长条形结构的梁柱12、与梁柱12滑动配合的滑架13、沿长度方向安装在梁柱12上的齿条14以及上述的高精密超大载荷自动预紧传动机构，高精密超大载荷自动预紧传动机构还包括传动机构壳体16，传动组件安装在传动机构壳体16的内部，驱动电机15安装在传动机构壳体16上，该驱动电机15的电机轴15a插入传动机构壳体16中后通过花键套17带动输入轴1同步转动，第一输出轴2向外穿出传动机构壳体16后同步转动地套装有第一输出齿轮4，第二输出轴3向外穿出传动机构壳体16后同步转动地套装有第二输出齿轮5，第一输出齿轮4和第二输出齿轮5均与齿条14啮合。

因此，由于第二中间轴7上的第一主动斜齿轮7a和第二主动斜齿轮7b的螺旋线旋向相反，当在第二中间轴7上施加轴向力时，会使第一主动斜齿轮7a和第二主动斜齿轮7b产生微量的轴向移动，此时，第一输出轴2和第二输出轴3便以相反的方向转过微小的角度，从而使第一输出齿轮4和第二输出齿轮5分别从相反的方向贴紧齿条14的齿槽，进而消除了齿轮和齿条14之间的间隙，实现自动预紧的功能，使直线驱动装置在控制激光切割头平移时非常稳定，避免激光切割头21发生微小的晃动，提高了激光切割的加工精度，从而使激光切割能够达到更高的应用水平。

梁柱12上安装有至少一根沿其长度方向延伸的导轨18，滑架13同时固定安装在各导轨18的滑台18a上，稳定可靠，易于装配。本实施例中，共设置有两根导轨18，两根导轨18分别位于齿条14的上下两侧，从而能够进一步提升滑架13平移的稳定性和可靠性。

请参见图2，滑架13上通过Z轴电动升降模组22安装有Z轴套筒19，该Z轴套筒19的下端通过电动转动模组20安装有激光切割头21。高精密超大载荷自动预紧传动机构控制激光切割头21的水平位移，Z轴电动升降模组22控制激光切割头21的垂向位移，电动转动模组20控制激光切割头21的转动。

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”、“顺时针”、“逆时针”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，或一体地连接；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。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之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，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”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

最后需要说明的是，上述描述仅仅为本实用新型的优选实施例，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不违背本实用新型宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种高精密超大载荷自动预紧传动机构，包括相互平行的输入轴(1)、第一输出轴(2)和第二输出轴(3)，所述第一输出轴(2)上同步转动地套装有第一输出齿轮(4)，所述第二输出轴(3)上同步转动地套装有第二输出齿轮(5)，所述第一输出齿轮(4)和第二输出齿轮(5)并排设置，且第一输出齿轮(4)和第二输出齿轮(5)的直径和齿数均相同，所述输入轴(1)通过传动组件将动力传递给第一输出轴(2)和第二输出轴(3)，其特征在于：所述传动组件包括与输入轴(1)平行的第一中间轴(6)和第二中间轴(7)，所述第一中间轴(6)上同步转动地套装有与一体成型在输入轴(1)上的一级主动齿(1a)啮合的一级从动齿轮(8)，所述第二中间轴(7)上同步转动地套装有与一体成型在第一中间轴(6)上的二级主动齿(6a)啮合的二级从动齿轮(9)，该第二中间轴(7)上同步转动套装有旋向相反的第一主动斜齿轮(7a)和第二主动斜齿轮(7b)，所述第一主动斜齿轮(7a)和第二主动斜齿轮(7b)的直径和齿数均相同，所述第一输出轴(2)上同步转动地套装有与第一主动斜齿轮(7a)啮合的第一从动斜齿轮(10)，所述第二输出轴(3)上同步转动地套装有与第二主动斜齿轮(7b)啮合的第二从动斜齿轮(11)，所述第一从动斜齿轮(10)和第二从动斜齿轮(11)的直径和齿数均相同。

2.根据权利要求1所述的高精密超大载荷自动预紧传动机构，其特征在于：所述第一输出轴(2)和第二输出轴(3)为旋向相反的斜齿轮。

3.根据权利要求1所述的高精密超大载荷自动预紧传动机构，其特征在于：所述输入轴(1)和第二中间轴(7)同轴设置，所述第一中间轴(6)和第一输出轴(2)同轴设置。

4.根据权利要求1所述的高精密超大载荷自动预紧传动机构，其特征在于：所述一级主动齿(1a)的直径小于一级从动齿轮(8)的直径，所述二级主动齿(6a)的直径小于二级从动齿轮(9)的直径。

5.一种直线驱动装置，其特征在于：包括驱动电机(15)、呈长条形结构的梁柱(12)、与梁柱(12)滑动配合的滑架(13)、沿长度方向安装在梁柱(12)上的齿条(14)以及权利要求1-4中任一项所述的高精密超大载荷自动预紧传动机构，所述高精密超大载荷自动预紧传动机构还包括传动机构壳体(16)，所述传动组件安装在传动机构壳体(16)的内部，所述驱动电机(15)安装在传动机构壳体(16)上，该驱动电机(15)的电机轴(15a)插入传动机构壳体(16)中后通过花键套(17)带动输入轴(1)同步转动，所述第一输出轴(2)向外穿出传动机构壳体(16)后同步转动地套装有所述第一输出齿轮(4)，所述第二输出轴(3)向外穿出传动机构壳体(16)后同步转动地套装有所述第二输出齿轮(5)，所述第一输出齿轮(4)和第二输出齿轮(5)均与齿条(14)啮合。

6.根据权利要求5所述的直线驱动装置，其特征在于：所述梁柱(12)上安装有至少一根沿其长度方向延伸的导轨(18)，所述滑架(13)同时固定安装在各导轨(18)的滑台(18a)上。