TWI511817B - A B-axis device that automatically adjusts the backlash - Google Patents

Description

臥搪工具機之可自動調整齒隙的B軸裝置

本發明是有關於一種加工機械，特別是指一種臥搪工具機之可自動調整齒隙的B軸裝置。

參閱圖1與圖2，習知一種臥搪工具機通常做為粗加工大型工件的重型工業機器，並包含一機頭座7，及一加工件座8。該加工件座8包括一可繞一B軸轉動之B軸裝置81。該B軸裝置81具有一工作台811、一B軸齒輪812、一主動機構813、一傳動機構814，及一用以驅動該主動機構813之動力單元815。該B軸齒輪812可帶動該工作台811繞該B軸轉動。該主動機構813具有一第一主動軸816、一與該第一主動軸816同軸地設置之第二主動軸817，及一連接該第一主動軸816及該第二主動軸817之剛性聯軸器818。該傳動機構814具有一連接該第一主動軸816與該B軸齒輪812之第一傳動單元819，及一連接該第二主動軸817與該B軸齒輪812之第二傳動單元820。藉由該動力單元815驅動該主動機構813進而帶動該傳動機構814，且連動該B軸齒輪812繞該B軸轉動。然而，該B軸齒輪812與該等傳動單元819、820之間存有磨耗問題， 當運轉一段時間後，該B軸齒輪812與該等傳動單元819、820之間的齒隙會逐漸變大，且該等傳動單元819、820分別與該B軸齒輪812之間的齒隙大小通常會不相同，而造成帶動該B軸齒輪812轉動的該傳動機構814只剩下其中一傳動單元819、820實質上有作用。此時，作業人員必須將該B軸裝置81之工作台811拆解，以進行內部的該等傳動單元819、820與該B軸齒輪812之間的齒隙之維修調整，除了耗時費工，亦無法將齒隙調整的相當精準。

因此，本發明之目的，即在提供一種臥搪工具機之可自動調整齒隙的B軸裝置。

於是，本發明臥搪工具機之可自動調整齒隙的B軸裝置，包含一工作台、一B軸齒輪、一主動機構、一傳動機構、一動力單元，及一自動調整單元。該B軸齒輪設置於該工作台內，且轉動中心軸為一B軸，並可帶動該工作台繞該B軸轉動。該主動機構設置於該工作台，並包括一第一主動軸、一與該第一主動軸同軸地設置之第二主動軸，及一連接該第一主動軸及該第二主動軸之撓性聯軸器。該等主動軸分別具有一主動齒區。該撓性聯軸器使該第二主動軸可相對該第一主動軸沿軸向移動。該傳動機構設置於該工作台，並包括一連接該第一主動軸之主動齒區與該B軸齒輪之第一傳動單元，及一連接該第二主動軸之主動齒區與該B軸齒輪之第二傳動單元。該等傳動單元分別具有一嚙合各別之主動齒區的從動齒部，及一與該從動齒部同 軸地設置並同步轉動且嚙合該B軸齒輪之傳動齒輪。該動力單元連接該第一主動軸，並可驅動該等主動軸同軸地同步轉動，進而帶動該等傳動單元分別沿一傳動方向轉動且連動該B軸齒輪繞該B軸轉動。該自動調整單元包括複數分別連接該第二主動軸及該工作台之彈簧。該等彈簧使該第二主動軸具有使該第二傳動單元沿該傳動方向轉動的勢能，進而使該第二傳動單元之傳動齒輪與該B軸齒輪緊密靠抵且嚙合。

本發明之功效是藉由該撓性聯軸器及該自動調整單元相配合使該第二主動軸可沿軸向移動，且具有使該第二傳動單元沿該傳動方向轉動的勢能，故一旦有齒隙發生，該自動調整單元可將該等傳動單元分別與該B軸齒輪之間的齒隙進行補償，故可達成自動調整齒隙之功效。

1‧‧‧工作台

2‧‧‧B軸齒輪

3‧‧‧主動機構

31‧‧‧第一主動軸

311‧‧‧蝸桿部

312‧‧‧主動齒區

32‧‧‧第二主動軸

321‧‧‧蝸桿部

322‧‧‧主動齒區

33‧‧‧撓性聯軸器

4‧‧‧傳動機構

41‧‧‧第一傳動單元

411‧‧‧蝸輪

412‧‧‧傳動齒輪

413‧‧‧從動齒部

42‧‧‧第二傳動單元

421‧‧‧蝸輪

422‧‧‧傳動齒輪

423‧‧‧從動齒部

5‧‧‧動力單元

6‧‧‧自動調整單元

61‧‧‧本體

611‧‧‧靠抵面

612‧‧‧凹槽

62‧‧‧彈簧

63‧‧‧等高螺絲

A‧‧‧傳動方向

B‧‧‧B軸

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一平面組合圖，說明習知一種臥搪工具機；圖2是該習知臥搪工具機之一B軸裝置的一俯視組合圖；圖3是一俯視組合圖，說明本發明一種臥搪工具機之可自動調整齒隙的B軸裝置之一較佳實施例；圖4是該較佳實施例之一局部放大剖視圖，說明一自動調整單元之構造；圖5是沿著圖4中線V-V所截取之一剖視圖，說明該 自動調整單元之構造；及圖6是該較佳實施例之一局部放大剖視圖，說明該自動調整單元調整齒隙之作動方式。

參閱圖3、圖4與圖5，本發明臥搪工具機之可自動調整齒隙的B軸裝置之較佳實施例包含一工作台1、一B軸齒輪2、一主動機構3、一傳動機構4、一動力單元5，及一自動調整單元6。

該B軸齒輪2設置於該工作台1內，且轉動中心軸為一B軸，並可帶動該工作台1繞該B軸轉動。

該主動機構3設置於該工作台1，並包括一第一主動軸31、一與該第一主動軸31同軸地設置之第二主動軸32，及一連接該第一主動軸31及該第二主動軸32之撓性聯軸器33。該等主動軸31、32分別具有一具有一主動齒區312、322之蝸桿部311、321。該撓性聯軸器33使該等主動軸31、32可同步地轉動，且使該第二主動軸32可相對該第一主動軸31沿軸向移動，需要說明的是，該撓性聯軸器33可使該第二主動軸32沿軸向移動之距離有限。由於該撓性聯軸器33使該第二主動軸32可相對該第一主動軸31沿軸向移動的手段為熟悉此項技術領域之人士所易於瞭解，且其並非本發明之特點所在，故在此不贅述其詳細結構及運作。

該傳動機構4設置於該工作台1，並包括一連接該第一主動軸31之主動齒區312與該B軸齒輪2之第一傳 動單元41，及一連接該第二主動軸32之主動齒區322與該B軸齒輪2之第二傳動單元42。該等傳動單元41、42分別具有一嚙合各別之主動齒區312、322的蝸輪411、421，及一同軸地固定設置於該蝸輪411、421並同步轉動且嚙合該B軸齒輪2之傳動齒輪412、422。每一蝸輪411、421具有一嚙合各別之主動齒區312、322的從動齒部413、423。

該動力單元5連接該第一主動軸31，並可驅動該等主動軸31、32同軸地同步轉動，進而帶動該等傳動單元41、42分別沿一傳動方向A轉動且連動該B軸齒輪2繞該B軸轉動。在本實施例中，該等傳動單元41、42被帶動之該傳動方向A為順時針方向，且連動該B軸齒輪2繞該B軸沿逆時針方向轉動，亦即該工作台1繞該B軸沿逆時針方向轉動。

該自動調整單元6包括一固定地連接該第二主動軸32之本體61、複數彈簧62，及複數分別沿該第二主動軸32之軸向穿設過該本體61且固鎖於該工作台1之等高螺絲63。該本體61具有一沿該第二主動軸32之軸向靠抵於該工作台1的靠抵面611，及複數分別形成於該靠抵面611且分別用以容置該等彈簧62之凹槽612。該等彈簧62分別透過該本體61連接該第二主動軸32與該工作台1，且分別推抵該本體61及該第二主動軸32沿軸向移動，並使該第二主動軸32具有使該第二傳動單元42沿該傳動方向A轉動的勢能，進而使該第二傳動單元42之傳動齒輪422與該B軸齒輪2緊密靠抵且嚙合。該本體61沿該第二主動軸 32之軸向的移動受到該等等高螺絲63之限位，需要說明的是，該本體61及該第二主動軸32受到限位後可沿軸向移動之距離的設計值不可超過該撓性聯軸器33可使該第二主動軸32沿軸向移動之距離。在本實施例中，該等彈簧62分別推抵該本體61及該第二主動軸32沿遠離該第一主動軸31之方向移動，並使該第二主動軸32具有使該第二傳動單元42沿順時針方向轉動的勢能。

當該B軸裝置經過一段時間的運轉後，該B軸齒輪2與該等傳動單元41、42之間出現嚴重磨耗，使得該B軸齒輪2與該等傳動單元41、42之間產生齒隙。以下要說明的是，該自動調整單元6同時調整該B軸齒輪2與該等傳動單元41、42之間的齒隙之作動原理。

在運轉過程中，因該等彈簧62分別推抵該本體61及該第二主動軸32沿遠離該第一主動軸31之方向移動，並使該第二主動軸32具有使該第二傳動單元42沿順時針方向轉動的勢能，故該第二傳動單元42與該B軸齒輪2之間的齒隙會持續受到該自動調整單元6之補償。

參閱圖6，然而，該第一傳動單元41與該B軸齒輪2之間的齒隙無法受到該自動調整單元6之直接補償，故當該第一傳動單元41與該B軸齒輪2出現齒隙後，該傳動機構4僅剩該第二傳動單元42在帶動該B軸齒輪2繞該B軸(見圖3)轉動。此時，由於該撓性聯軸器33(見圖3)及該自動調整單元6之彈性設計，使得帶動該第二傳動單元42之該第二主動軸32為一可沿軸向自由移動的構件，故單 靠該第二傳動單元42無法有效推動該B軸齒輪2，反而被該B軸齒輪2施予一反作用力。該反作用力透過該第二傳動單元42傳遞至該第二主動軸32而使得該自動調整單元6之本體61及自轉中的該第二主動軸32沿靠近該第一主動軸31的方向移動，同時，該第二傳動單元42與該B軸齒輪2停止轉動。在該B軸齒輪2停止轉動的同時，該第一主動軸31仍持續受該動力單元5(見圖3)之驅動而帶動該第一傳動單元41沿順時針方向轉動，進而逐漸補償該第一傳動單元41與該B軸齒輪2之間的齒隙。最後，當該等傳動單元41、42與該B軸齒輪2之間皆不再存有齒隙後，該等傳動單元41、42可一起帶動該B軸齒輪2繞該B軸逆時針轉動，如此即完成齒隙調整且可持續地循環運轉。

可以說明的是，該自動調整單元6可調整之齒隙大小亦有所極限，當該第二傳動單元42與該B軸齒輪2之間的齒隙大小超過該本體61及該第二主動軸32受到該等等高螺絲63限位後可沿軸向移動之距離時，該自動調整單元6即失去自動調整齒隙之功用，此時仍需費時費力地拆解該工作台1，以進行手動齒隙調整。

值得一提的是，若該動力單元5驅動該等傳動單元41、42之該傳動方向A為逆時針方向，且連動該B軸齒輪2繞該B軸沿順時針方向轉動，亦即該工作台1繞該B軸沿順時針方向轉動時，該自動調整單元6之該等彈簧62亦可設計成分別推抵該本體61及該第二主動軸32沿靠近該第一主動軸31之方向移動，並使該第二主動軸32具 有使該第二傳動單元42沿逆時針方向轉動的勢能(圖未示)。

綜上所述，本發明臥搪工具機之可自動調整齒隙的B軸裝置是藉由該撓性聯軸器33及該自動調整單元6相配合使該第二主動軸32可沿軸向移動，且具有使該第二傳動單元42沿該傳動方向A轉動的勢能，故一旦有齒隙發生，該自動調整單元6可將該等傳動單元41、42與該B軸齒輪2之間的齒隙進行補償，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

1‧‧‧工作台

2‧‧‧B軸齒輪

3‧‧‧主動機構

31‧‧‧第一主動軸

311‧‧‧蝸桿部

312‧‧‧主動齒區

32‧‧‧第二主動軸

321‧‧‧蝸桿部

322‧‧‧主動齒區

33‧‧‧撓性聯軸器

4‧‧‧傳動機構

41‧‧‧第一傳動單元

411‧‧‧蝸輪

412‧‧‧傳動齒輪

413‧‧‧從動齒部

42‧‧‧第二傳動單元

421‧‧‧蝸輪

422‧‧‧傳動齒輪

423‧‧‧從動齒部

5‧‧‧動力單元

6‧‧‧自動調整單元

61‧‧‧本體

63‧‧‧等高螺絲

A‧‧‧傳動方向

B‧‧‧B軸

Claims (4)

1. 一種臥搪工具機之可自動調整齒隙的B軸裝置，包含：一工作台；一B軸齒輪，設置於該工作台內，且轉動中心軸為一B軸，並可帶動該工作台繞該B軸轉動；一主動機構，設置於該工作台，並包括一第一主動軸、一與該第一主動軸同軸地設置之第二主動軸，及一連接該第一主動軸及該第二主動軸之撓性聯軸器，該等主動軸分別具有一主動齒區，該撓性聯軸器使該第二主動軸可相對該第一主動軸沿軸向移動；一傳動機構，設置於該工作台，並包括一連接該第一主動軸之主動齒區與該B軸齒輪之第一傳動單元，及一連接該第二主動軸之主動齒區與該B軸齒輪之第二傳動單元，該等傳動單元分別具有一嚙合各別之主動齒區的從動齒部，及一與該從動齒部同軸地設置並同步轉動且嚙合該B軸齒輪之傳動齒輪；一動力單元，連接該第一主動軸，並可驅動該等主動軸同軸地同步轉動，進而帶動該等傳動單元分別沿一傳動方向轉動且連動該B軸齒輪繞該B軸轉動；及一自動調整單元，包括複數分別連接該第二主動軸及該工作台之彈簧，該等彈簧使該第二主動軸具有使該第二傳動單元沿該傳動方向轉動的勢能，進而使該第二傳動單元之傳動齒輪與該B軸齒輪緊密靠抵且嚙合。
2. 如請求項1所述的臥搪工具機之可自動調整齒隙的B軸 裝置，其中，該自動調整單元還包括一固定地連接該第二主動軸之本體，該本體具有一沿該第二主動軸之軸向靠抵於該工作台的靠抵面，及複數分別形成於該靠抵面且分別用以容置該等彈簧之凹槽，該等彈簧分別透過該本體連接該第二主動軸與該工作台，且分別推抵該本體及該第二主動軸沿軸向移動，並使該第二主動軸具有使該第二傳動單元沿該傳動方向轉動的勢能。
3. 如請求項2所述的臥搪工具機之可自動調整齒隙的B軸裝置，其中，該自動調整單元還包括複數分別沿該第二主動軸之軸向穿設過該本體且固鎖於該工作台之等高螺絲，該本體沿該第二主動軸之軸向的移動受到該等等高螺絲之限位。
4. 如請求項1所述的臥搪工具機之可自動調整齒隙的B軸裝置，其中，該等主動軸分別具有一具有該主動齒區之蝸桿部，該等傳動單元分別具有一具有該從動齒部之蝸輪，及一同軸地固定設置於該蝸輪並同步轉動且嚙合該B軸齒輪之傳動齒輪。