一種用于大型數(shù)控機床的進給機構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種數(shù)控機床進給機構(gòu)，包括、動力源、傳動箱體、第一齒輪、傳動軸、第二齒輪、第三齒輪、絲杠螺母、絲杠。本發(fā)明設(shè)置一傳動箱體作為整體支承使用，將驅(qū)動絲杠螺母動作用的動力源、齒輪組等配置在傳動箱體內(nèi)，在傳動箱體的支承作用下，各個部件連接緊密，不會松動，在工作時可以保持穩(wěn)定，不會產(chǎn)生偏移，從而極大地提高了進給機構(gòu)的工作可靠性，有效提高了產(chǎn)品性能；傳動箱體還可以起到保護的作用，確保各個部件不受外部環(huán)境影響。
【專利說明】一種用于大型數(shù)控機床的進給機構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機床的動力裝置，具體為數(shù)控機床的進給機構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]數(shù)控機床進給系統(tǒng)采用的傳動方式是通過伺服電機驅(qū)動滾珠絲杠傳動副旋轉(zhuǎn)，進而實現(xiàn)運動部件的直線進給。伺服電機和滾珠絲杠傳動副的絲杠螺母之間一般通過傳動軸或若干中間齒輪進行動力傳遞。
[0003]在大型數(shù)控機床的傳動系統(tǒng)中，絲杠傳動副的體積和質(zhì)量都會相應(yīng)較大，目前所采用的進給機構(gòu)在驅(qū)動絲杠傳動副工作時都會存在易抖動、動作不夠精確的問題，嚴重影響加工工件的尺寸精度和表面粗糙度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種動作穩(wěn)定、驅(qū)動效果良好的數(shù)控機床進給機構(gòu)，其能夠滿足大型數(shù)控機床的使用要求。
[0005]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
一種數(shù)控機床進給機構(gòu)，包括:動力源，動力源設(shè)有動力輸出軸；傳動箱體，傳動箱體設(shè)有第一腔體和第二腔體，動力源固定在傳動箱體上，動力輸出軸通過設(shè)于傳動箱體側(cè)壁上的開口延伸至第一腔體內(nèi)；設(shè)于第一腔體內(nèi)的第一齒輪，所述第一齒輪的一側(cè)設(shè)有向外凸伸的軸套，另一側(cè)設(shè)有伸出軸，軸套通過第一脹緊套固定到動力輸出軸上，伸出軸通過一圓柱滾子軸承固定在第一腔體的側(cè)壁上；設(shè)于第一腔體內(nèi)并與第一齒輪的轉(zhuǎn)軸平行的傳動軸，傳動軸的兩端分別通過圓錐滾子軸承固定在第一腔體的側(cè)壁上；第二齒輪，第二齒輪通過第二脹緊套固定到傳動軸上，第二齒輪與第一齒輪嚙合；第三齒輪，所述第二腔體與第三齒輪的形狀匹配，第三齒輪通過軸承以可轉(zhuǎn)動的方式固定在第二腔體內(nèi)，第三齒輪的轉(zhuǎn)軸與第二齒輪以及第一齒輪的轉(zhuǎn)軸平行，第一腔體和第二腔體之間設(shè)有連通口，第三齒輪于該連通口的位置處設(shè)有齒，第三齒輪通過該齒與所述第二齒輪嚙合，第三齒輪內(nèi)設(shè)柱形中空腔體；絲杠螺母，絲杠螺母穿裝于所述第三齒輪的柱形中空腔體內(nèi)；絲杠，絲杠螺接于絲杠螺母內(nèi)，絲杠的兩端從柱形中空腔體的兩側(cè)開口穿出。
[0006]其中，所述動力源包括伺服電機和行星齒輪箱，行星齒輪箱的輸入軸與伺服電機的輸出軸相連，行星齒輪箱的輸出軸作為動力源的動力輸出軸與第一齒輪連接。
[0007]所述第一齒輪、第二齒輪和第三齒輪的直徑依次增大。
[0008]所述第一腔體的側(cè)壁上設(shè)有可拆卸的活動窗。
[0009]所述第三齒輪上緊套有滾針軸承、隔套和軸向圓柱滾子軸承，第三齒輪的外周面與第二腔體的內(nèi)周面之間通過所述滾針軸承滑動連接，第三齒輪的外端面與第二腔體的內(nèi)端面之間通過所述軸向圓柱滾子軸承滑動連接，隔套設(shè)置于滾針軸承和軸向圓柱滾子軸承之間。
[0010]所述傳動箱體于第二腔體的一端設(shè)有活動蓋，活動蓋通過螺母鎖緊到傳動箱體上。
[0011]所述絲杠螺母的外周面上設(shè)有凹槽，柱形中空腔體的內(nèi)側(cè)面對應(yīng)的位置上設(shè)有延伸至邊緣的滑槽，絲杠螺母的外周面和柱形中空腔體的內(nèi)側(cè)面之間設(shè)有平鍵，平鍵的上半部分卡裝于滑槽內(nèi)，下半部分卡裝于凹槽內(nèi)。
[0012]所述柱形中空腔體兩側(cè)的開口其中一個的直徑與絲杠的直徑相等，另一個的直徑與絲杠螺母的直徑相等，后一開口上安裝有內(nèi)設(shè)通孔的封蓋，通孔的直徑與絲杠的直徑相等，封蓋通過鎖緊的方式固定到第三齒輪上。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明設(shè)置一傳動箱體作為整體支承使用，將驅(qū)動絲杠螺母作用的動力源、齒輪組等配置在傳動箱體內(nèi)，在傳動箱體的支承作用下，各個部件連接緊密，不會松動，在工作時可以保持穩(wěn)定，不會產(chǎn)生偏移，從而極大地提高了進給機構(gòu)的工作可靠性，有效提高了產(chǎn)品性能；傳動箱體還可以起到保護的作用，確保各個部件不受外部環(huán)境影響。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明的剖面結(jié)構(gòu)圖；
圖3為傳動箱體的整體結(jié)構(gòu)圖；
圖4為第三齒輪在第二腔體內(nèi)的安裝結(jié)構(gòu)圖；
圖5為第三齒輪與絲杠螺母、絲杠部分的分解結(jié)構(gòu)圖。
[0015]符號說明:1_傳動箱體，2-第一齒輪,3-傳動軸,4-第二齒輪,5-第三齒輪,6-絲杠螺母，7-絲杠，8-伺服電機，9-行星減速箱，10-第一脹緊套，11-圓柱滾子軸承，12-圓錐滾子軸承，13-第二脹緊套，14-滾針軸承，15-隔套，16-軸向圓柱滾子軸承，17-平鍵，18-封蓋，101-第一腔體，102-第二腔體，103-開口，104-連通口，105-活動窗，106-第三腔體，107-可拆卸板，108-活動蓋，201-軸套，202-伸出軸，501-柱形中空腔體，502-齒，503-滑槽，601-凹槽。

【具體實施方式】
[0016]下面參照附圖并結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的描述。
[0017]如圖1和圖2所示，本發(fā)明的進給機構(gòu)主要由動力源、傳動箱體1、第一齒輪2、傳動軸3、第二齒輪4、第三齒輪5、絲杠螺母6以及絲杠7組成。
[0018]動力源用于輸入所需的驅(qū)動動力，其可以直接利用伺服電機實現(xiàn)。但為了降低對伺服電機的功率需求，動力源優(yōu)選在伺服電機8的基礎(chǔ)上進一步設(shè)置一行星減速箱9，行星減速箱的輸入軸9與伺服電機8的輸出軸連接，行星減速箱9的輸出軸作為動力輸出軸。工作時，伺服電機8轉(zhuǎn)動，行星減速箱9的輸入軸與伺服電機I同步轉(zhuǎn)動，在行星減速箱9的減速作用下，行星減速箱的輸出軸轉(zhuǎn)速減低，但其轉(zhuǎn)動力矩隨之增大。
[0019]傳動箱體I是本進給機構(gòu)的支承部分，動力源、第一齒輪2、傳動軸3、第二齒輪4、第三齒輪5都固定到傳動箱體I上，絲杠螺母6以及絲杠7等也間接地固定到傳動箱體I上。
[0020]如圖3所示，傳動箱體I上設(shè)有第一腔體101和第二腔體102，第一腔體101的側(cè)壁處設(shè)有開口 103，行星減速箱9固定在此開口 103的外部，其動力輸出軸通過開口 103延伸至第一腔體101內(nèi)。
[0021]第一齒輪2、傳動軸3和第二齒輪4都分布于第一腔體101內(nèi)。如圖所不,第一齒輪2的一側(cè)設(shè)有軸套201，另一側(cè)設(shè)有伸出軸202，軸套201通過第一脹緊套10固定到動力輸出軸上，伸出軸通過一圓柱滾子軸承11固定在第一腔體101的側(cè)壁上。傳動軸3與第一齒輪2的轉(zhuǎn)軸平行，其兩端通過圓錐滾子軸承12固定到第一腔體101的側(cè)壁上。第二齒輪4通過第二脹緊套13固定到傳動軸3上并與第一齒輪2嚙合。工作時，第一齒輪2在動力輸出軸的驅(qū)動作用下轉(zhuǎn)動，然后帶動第二齒輪4同時轉(zhuǎn)動。在第一腔體101的固定作用下，第一齒輪2和第二齒輪4可以保持穩(wěn)定，轉(zhuǎn)動時不會產(chǎn)生抖動的現(xiàn)象。
[0022]第三齒輪5設(shè)置于第二腔體102內(nèi)，第三齒輪5整體為柱形結(jié)構(gòu)，其內(nèi)設(shè)柱形中空腔體501。第二腔體102對應(yīng)的也為柱形結(jié)構(gòu)。工作時，第三齒輪5應(yīng)是能夠在第二腔體102內(nèi)轉(zhuǎn)動的，第二齒輪4的轉(zhuǎn)動效果需要傳遞到第三齒輪5上，因此，第一腔體101和第二腔體102之間設(shè)有連通口 104，第三齒輪5于該連通口 104的位置處設(shè)有齒502，第三齒輪5通過該齒502與第二齒輪4嚙合。
[0023]絲杠螺母6穿裝于第三齒輪5的柱形中空腔體501內(nèi)，絲杠7則螺接于絲杠螺母內(nèi)，絲杠7的兩端從柱形中空腔體501的兩側(cè)開口穿出。
[0024]本發(fā)明工作時，動力源輸出軸驅(qū)動第一齒輪2動作，動力依次傳遞到第二齒輪4和第三齒輪5上，在第三齒輪5的作用下，絲杠螺母6跟隨轉(zhuǎn)動，使得絲杠螺母6能夠沿絲杠7產(chǎn)生位移。為了降低對動力源的功率需求，本發(fā)明優(yōu)選采用降速的方式進行動力傳遞，除了在動力源中配置有行星減速箱進行降速外，還可以進一步將齒輪組進行配置，使得第一齒輪2、第二齒輪4和第三齒輪5的直徑依次增大，從而使得力矩逐漸變大，伺服電機采用低功率情況下也可以實現(xiàn)大型數(shù)控機床絲杠螺母的驅(qū)動。
[0025]第一齒輪2、第二齒輪4是設(shè)置在第一腔體101內(nèi)的，為了更好地觀察兩者的工作狀態(tài)，第一腔體101的側(cè)壁上優(yōu)選設(shè)有可拆卸的活動窗105，當拆卸下次活動窗105時還可以方便地對內(nèi)部的工件進行維護。另外，如圖2所示，第一腔體101的右側(cè)還進一步設(shè)有第三腔體106，此第三腔體106上對應(yīng)第一齒輪2和第二齒輪4的位置處設(shè)有可拆卸板107，利用此可拆卸辦107可以方便地從側(cè)邊對第一齒輪2和第二齒輪4進行維護。
[0026]為了使得第三齒輪5能夠更好地相對第二腔體102轉(zhuǎn)動，第三齒輪5上緊套有滾針軸承14、隔套15和軸向圓柱滾子軸承16，第三齒輪5的外周面與第二腔體102的內(nèi)周面之間通過滾針軸承14滑動連接，第三齒輪5的外端面與第二腔體102的內(nèi)端面之間通過軸向圓柱滾子軸承16滑動連接，隔套15設(shè)置于滾針軸承14和軸向圓柱滾子軸承16之間，對兩者進行隔離。
[0027]滾針軸承14夠確保第三齒輪5能夠相對第二腔體的內(nèi)周免順暢地轉(zhuǎn)動，軸向圓柱滾子軸承16則能保證第三齒輪5能夠相對第二腔體的內(nèi)端面的轉(zhuǎn)動，隔套15用于將滾針軸承14和軸向圓柱滾子軸承16隔離，確保兩者工作不會互相影響。
[0028]如圖4所示，隔套15和軸向圓柱滾子軸承16所分布的齒輪外周面直徑是小于滾針軸承14所分布的齒輪外周面直徑的，隔套15與滾針軸承14靠近的端面頂壓于齒輪外周面突出的部位上，從圖中可以看出，安裝完成后隔套15和軸向圓柱滾子軸承16可以限定在第二腔體端面和齒輪外周面突出部位之間，位置穩(wěn)定。
[0029]為了使得第三齒輪5能夠方便地安裝到第二腔體102內(nèi)，第二腔體102的一端設(shè)有活動蓋108，此活動蓋108通過螺母鎖緊到傳動箱體上，能夠拆裝。在安裝第三齒輪5時，先將活動蓋108拆下,將第三齒輪5按方向插入到第二腔體102內(nèi)，然后將活動蓋108裝上即可。
[0030]絲杠螺母6與第三齒輪5之間是相對不動的，兩者之間需要形成固定的連接關(guān)系。作為優(yōu)選的實施方式，如圖5所示，絲杠螺母6的外周面上設(shè)有凹槽601，柱形中空腔體501的內(nèi)側(cè)面對應(yīng)的位置上設(shè)有延伸至邊緣的滑槽503，絲杠螺母5的外周面和柱形中空腔體501的內(nèi)側(cè)面之間設(shè)有平鍵17，平鍵17的上半部分卡裝于滑槽503內(nèi)，下半部分卡裝于凹槽601內(nèi)。在平鍵17的卡緊作用下，第三齒輪5和絲杠螺母6不能發(fā)生相對轉(zhuǎn)動，因此絲杠螺母6能夠跟隨第三齒輪5同步轉(zhuǎn)動。以上的結(jié)構(gòu)還具有裝配方便的優(yōu)點，具體地，裝配時先將平鍵17放置到凹槽601內(nèi)，然后對準第三齒輪5的中空腔體501插入即可，整個過程操作簡單。在部分實施例中，柱形中空腔體501上滑槽503的數(shù)量可以為兩條或兩條以上，平鍵7可以選擇任意一條進行插入，從而進一步增加裝配效率。在部分實施例中，凹槽601、滑槽503和平鍵17的數(shù)量同時配置為兩條或兩條以上，裝配時一一對應(yīng)插入，這種結(jié)構(gòu)的動力傳遞效果更好。
[0031]為了增加絲杠螺母6在第三齒輪5內(nèi)的位置穩(wěn)定性，如圖5所示，柱形中空腔體501兩側(cè)的開口其中一個的直徑與絲杠7的直徑相等，另一個的直徑與絲杠螺母6的直徑相等，后一開口上安裝有內(nèi)設(shè)通孔的封蓋18，通孔的直徑與絲杠7的直徑相等，封蓋18通過鎖緊的方式固定到第三齒輪5上。裝配時，將絲杠螺母6從與絲杠螺母直徑相等的開口處插入到柱形中空腔體內(nèi)，再將封蓋18鎖緊，然后整體穿裝到絲桿上即可。在封蓋的鎖緊作用下，絲杠螺母在齒輪內(nèi)不會竄動，確保絲杠螺母的運轉(zhuǎn)更加穩(wěn)定。
[0032]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種數(shù)控機床進給機構(gòu)，其特征在于包括: 動力源，動力源設(shè)有動力輸出軸； 傳動箱體，傳動箱體設(shè)有第一腔體和第二腔體，動力源固定在傳動箱體上，動力輸出軸通過設(shè)于傳動箱體側(cè)壁上的開口延伸至第一腔體內(nèi)； 設(shè)于第一腔體內(nèi)的第一齒輪，所述第一齒輪的一側(cè)設(shè)有向外凸伸的軸套，另一側(cè)設(shè)有伸出軸，軸套通過第一脹緊套固定到動力輸出軸上，伸出軸通過一圓柱滾子軸承固定在第一腔體的側(cè)壁上； 設(shè)于第一腔體內(nèi)并與第一齒輪的轉(zhuǎn)軸平行的傳動軸，傳動軸的兩端分別通過圓錐滾子軸承固定在第一腔體的側(cè)壁上； 第二齒輪，第二齒輪通過第二脹緊套固定到傳動軸上，第二齒輪與第一齒輪嚙合； 第三齒輪，所述第二腔體與第三齒輪的形狀匹配，第三齒輪通過軸承以可轉(zhuǎn)動的方式固定在第二腔體內(nèi)，第三齒輪的轉(zhuǎn)軸與第二齒輪以及第一齒輪的轉(zhuǎn)軸平行，第一腔體和第二腔體之間設(shè)有連通口，第三齒輪于該連通口的位置處設(shè)有齒，第三齒輪通過該齒與所述第二齒輪哨合，第三齒輪內(nèi)設(shè)柱形中空腔體； 絲杠螺母，絲杠螺母穿裝于所述第三齒輪的柱形中空腔體內(nèi)； 絲杠，絲杠螺接于絲杠螺母內(nèi)，絲杠的兩端從柱形中空腔體的兩側(cè)開口穿出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控機床進給機構(gòu)，其特征在于:所述動力源包括伺服電機和行星齒輪箱，行星齒輪箱的輸入軸與伺服電機的輸出軸相連，行星齒輪箱的輸出軸作為動力源的動力輸出軸與第一齒輪連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控機床進給機構(gòu)，其特征在于:所述第一齒輪、第二齒輪和第三齒輪的直徑依次增大。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控機床進給機構(gòu)，其特征在于:所述第一腔體的側(cè)壁上設(shè)有可拆卸的活動窗。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控機床進給機構(gòu)，其特征在于:所述第三齒輪上緊套有滾針軸承、隔套和軸向圓柱滾子軸承，第三齒輪的外周面與第二腔體的內(nèi)周面之間通過所述滾針軸承滑動連接，第三齒輪的外端面與第二腔體的內(nèi)端面之間通過所述軸向圓柱滾子軸承滑動連接，隔套設(shè)置于滾針軸承和軸向圓柱滾子軸承之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控機床進給機構(gòu)，其特征在于:所述傳動箱體于第二腔體的一端設(shè)有活動蓋，活動蓋通過螺母鎖緊到傳動箱體上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控機床進給機構(gòu)，其特征在于:所述絲杠螺母的外周面上設(shè)有凹槽，柱形中空腔體的內(nèi)側(cè)面對應(yīng)的位置上設(shè)有延伸至邊緣的滑槽，絲杠螺母的外周面和柱形中空腔體的內(nèi)側(cè)面之間設(shè)有平鍵，平鍵的上半部分卡裝于滑槽內(nèi)，下半部分卡裝于凹槽內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控機床進給機構(gòu)，其特征在于:所述柱形中空腔體兩側(cè)的開口其中一個的直徑與絲杠的直徑相等，另一個的直徑與絲杠螺母的直徑相等，后一開口上安裝有內(nèi)設(shè)通孔的封蓋，通孔的直徑與絲杠的直徑相等，封蓋通過鎖緊的方式固定到第三齒輪上。
【文檔編號】B23Q5/22GK104191302SQ201410418753
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月25日
【發(fā)明者】張海新, 王忠華, 洪波, 榮斌 申請人:蕪湖瑞精機床有限責任公司