一種具有轉(zhuǎn)矩放大功能的電主軸的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及機械加工與電主軸技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有力矩放大功能的電主 軸。
【背景技術(shù)】
[0002] 電主軸作為一套獨立完整的功能部件，是高速電動機和精密主軸的有機結(jié)合體， 隨著高速機床的迅猛發(fā)展和技術(shù)進步以及市場的需求，電主軸以其優(yōu)良的品質(zhì)在更多領(lǐng)域 內(nèi)得到廣泛應(yīng)用。其發(fā)展趨勢一方面向高、超高速、大功率方向發(fā)展；另一方面向低速大扭 矩方向發(fā)展。即要求電主軸在工作過程中，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)較高轉(zhuǎn)速，而且能夠在低速段輸出 較大轉(zhuǎn)矩?，F(xiàn)有電主軸僅在電力變速的基礎(chǔ)上難以實現(xiàn)低速大扭矩，并且大扭矩電主軸通 常體積巨大，明顯降低了電主軸結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕的優(yōu)點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種具有力矩放大功能的電主 軸，旨在解決現(xiàn)有電主軸難以滿足低速大扭矩的實際要求。
[0004] 為解決此問題本發(fā)明的構(gòu)思是： 本發(fā)明的具有轉(zhuǎn)矩放大功能的電主軸是在傳統(tǒng)電主軸基礎(chǔ)上內(nèi)置行星輪系變速機構(gòu)； 具體在于，電主軸內(nèi)裝電機的轉(zhuǎn)子帶動中心輪同步轉(zhuǎn)動，在中心輪和殼體上齒圈的共同作 用下，行星輪繞中心輪轉(zhuǎn)動，行星輪通過連接軸帶動轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)盤帶動與之固聯(lián)的轉(zhuǎn)軸一 起同步轉(zhuǎn)動，從而形成電機轉(zhuǎn)子 中心輪 行星輪 轉(zhuǎn)盤 轉(zhuǎn)軸等組成的一個完 整的傳動鏈，使得電主軸內(nèi)裝電機轉(zhuǎn)子傳遞到轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)速降低，中心輪與轉(zhuǎn)盤的傳動比 即為轉(zhuǎn)矩放大倍數(shù)。
[0005] 根據(jù)上述發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案： 一種具有轉(zhuǎn)矩放大功能的電主軸，包括電主軸殼體、電機定子、電機轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)軸；其特 征在于：在所述電主軸殼體內(nèi)，所述電機轉(zhuǎn)子的一端聯(lián)接一個行星輪系變速機構(gòu)：電機轉(zhuǎn) 子聯(lián)接中心輪，中心輪與行星輪嚙合，行星輪安裝在轉(zhuǎn)盤上，轉(zhuǎn)盤連接轉(zhuǎn)軸，構(gòu)成一個電機 轉(zhuǎn)子一一中心輪一一行星輪一一轉(zhuǎn)盤一一轉(zhuǎn)軸傳動鏈，使得電主軸內(nèi)裝電機轉(zhuǎn)子傳遞到轉(zhuǎn) 軸上的轉(zhuǎn)速降低，而放大轉(zhuǎn)矩，中心輪與轉(zhuǎn)盤的傳動比即為轉(zhuǎn)矩放大倍數(shù)。
[0006] 所述電主軸內(nèi)裝電機的轉(zhuǎn)子由兩個獨立的支承軸承支承在轉(zhuǎn)軸上，電機轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn) 軸之間有徑向間隙，從而電機轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)軸可相對轉(zhuǎn)動；電機轉(zhuǎn)子與行星輪系機構(gòu)的中心輪 相固聯(lián)，使中心輪與電機轉(zhuǎn)子同步轉(zhuǎn)動。
[0007] 所述轉(zhuǎn)盤起行星輪系中行星輪架的作用，通過連接裝置固定在轉(zhuǎn)軸上，帶動轉(zhuǎn)軸 同步轉(zhuǎn)動，從而將電機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動變速后傳遞到轉(zhuǎn)軸上進行輸出。
[0008] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下顯而易見的突出實質(zhì)性特點和技術(shù)進步：所述 電主軸改變了傳統(tǒng)電主軸傳動方式，在電主軸電力變速的基礎(chǔ)上加入行星輪系變速機構(gòu)， 在較小的空間里能夠?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)矩放大，從而使電主軸能夠滿足實際工程低速大扭矩加工的要 求。
【附圖說明】
[0009] 圖1為一種具有轉(zhuǎn)矩放大功能的電主軸的剖面示意圖。
[0010] 圖2為一種具有轉(zhuǎn)矩放大功能的電主軸的局部放大圖。
[0011] 圖3為行星輪系變速機構(gòu)的結(jié)構(gòu)原理圖。
[0012] 具體實施方法 下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實施加以詳細說明。
[0013] 實施例一： 參見圖1和圖2,本具有轉(zhuǎn)矩放大功能的電主軸，包括電主軸殼體、電機定子、電機轉(zhuǎn)子 和轉(zhuǎn)軸；其特征在于：在所述電主軸殼體內(nèi)，所述電機轉(zhuǎn)子的一端聯(lián)接一個行星輪系變速 機構(gòu)：電機轉(zhuǎn)子聯(lián)接中心輪，中心輪與行星輪嚙合，行星輪安裝在轉(zhuǎn)盤上，轉(zhuǎn)盤連接轉(zhuǎn)軸，構(gòu) 成一個電機轉(zhuǎn)子一一中心輪一一行星輪一一轉(zhuǎn)盤一一轉(zhuǎn)軸傳動鏈，使得電主軸內(nèi)裝電機轉(zhuǎn) 子傳遞到轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)速降低，而放大轉(zhuǎn)矩，中心輪與轉(zhuǎn)盤的傳動比即為轉(zhuǎn)矩放大倍數(shù)。
[0014] 實施例二： 如圖1所示，本具有轉(zhuǎn)矩放大功能的電主軸，轉(zhuǎn)軸1通過前支撐軸承和后支撐軸承支承 于電主軸內(nèi)部；后軸承安裝于軸承座13內(nèi)，由后螺帽14鎖緊；電機轉(zhuǎn)子3由軸承2和軸承 7支承在轉(zhuǎn)軸1上，電機轉(zhuǎn)子3與轉(zhuǎn)軸1之間有徑向間隙，使得電機轉(zhuǎn)子3與轉(zhuǎn)軸1可相對 轉(zhuǎn)動；電機轉(zhuǎn)子3由電機定子4驅(qū)動，電機定子4安裝在內(nèi)水套6內(nèi)；內(nèi)水套6裝于電主軸 殼體5內(nèi)；內(nèi)水套6上加工有冷卻螺旋水道，在主要熱源主軸電機部分增設(shè)了水冷結(jié)構(gòu)，能 夠有效降低電機溫度；中心輪8與電機轉(zhuǎn)子3固聯(lián)，與電機轉(zhuǎn)子3 -起轉(zhuǎn)動，行星輪9在中 心輪8和殼體5上齒圈的作用下繞轉(zhuǎn)軸1轉(zhuǎn)動，行星輪9與連接軸10間設(shè)有軸承，用于承 受行星輪9與連接軸10之間的轉(zhuǎn)速差；轉(zhuǎn)盤11與行星輪9通過連接軸10相連接，轉(zhuǎn)盤11 與轉(zhuǎn)軸1通過圓錐形漸開線花鍵固定，更好的承受較大的扭矩，轉(zhuǎn)盤11由螺帽12壓緊在轉(zhuǎn) 軸1上，從而避免了轉(zhuǎn)盤11軸向移動，轉(zhuǎn)盤11與轉(zhuǎn)軸1固聯(lián)在一起，帶動轉(zhuǎn)軸1 一起同步 轉(zhuǎn)動。
[0015] 實施例三： 參見圖3,計算輸出轉(zhuǎn)矩變化倍數(shù)方法如下：
其中： 為中心輪轉(zhuǎn)速，即電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速； 為中心輪齒數(shù)； i%^DZs分別為殼體齒圈轉(zhuǎn)速和齒數(shù)； ?jr為轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速，即電主軸轉(zhuǎn)軸輸出轉(zhuǎn)速； 冗2為行星輪齒數(shù)。
[0016] 在不考慮傳動效率的情況下，輸出轉(zhuǎn)矩=輸入轉(zhuǎn)矩X傳動比。
【主權(quán)項】
1. 一種具有轉(zhuǎn)矩放大功能的電主軸，包括電主軸殼體（5)、電機定子（4)、電機轉(zhuǎn)子（3) 和轉(zhuǎn)軸（1);其特征在于：在所述電主軸殼體（5)內(nèi)，所述電機轉(zhuǎn)子（3)的一端聯(lián)接一個行星 輪系變速機構(gòu)：電機轉(zhuǎn)子（3)聯(lián)接中心輪（8)，中心輪（8)與行星輪（9)嚙合，行星輪（9)安 裝在轉(zhuǎn)盤（11)上，轉(zhuǎn)盤（11)連接轉(zhuǎn)軸（1)，構(gòu)成一個電機轉(zhuǎn)子（3 )--中心輪（8)--行星 輪（9)--轉(zhuǎn)盤（11)--轉(zhuǎn)軸（1)傳動鏈，使得電主軸內(nèi)裝電機轉(zhuǎn)子（3)傳遞到轉(zhuǎn)軸上的 轉(zhuǎn)速降低，而放大轉(zhuǎn)矩，中心輪與轉(zhuǎn)盤的傳動比即為轉(zhuǎn)矩放大倍數(shù)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有轉(zhuǎn)矩放大功能的電主軸，其特征在于：所述電機轉(zhuǎn)子（3) 由兩個支承軸承（2、7)支承在轉(zhuǎn)軸（1)上，電機轉(zhuǎn)子（3)與轉(zhuǎn)軸（1)之間有徑向間隙，從而 電機轉(zhuǎn)子（3)與轉(zhuǎn)軸（1)可相對轉(zhuǎn)動；電機轉(zhuǎn)子（3)與行星輪系機構(gòu)的中心輪（8)相固聯(lián)， 使中心輪（8 )與電機轉(zhuǎn)子（3 )同步轉(zhuǎn)動。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有轉(zhuǎn)矩放大功能的電主軸，其特征在于：所述轉(zhuǎn)盤（11)起 行星輪系中行星輪架的作用，固定連接在轉(zhuǎn)軸（1)上，帶動轉(zhuǎn)軸（1)同步轉(zhuǎn)動，從而將電機 轉(zhuǎn)子（3)的轉(zhuǎn)動變速后傳遞到轉(zhuǎn)軸（1)上，獲得放大后的輸出轉(zhuǎn)矩。
【專利摘要】本發(fā)明涉及機械加工與電主軸技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有轉(zhuǎn)矩放大功能的電主軸。它包括電主軸殼體、電機定子、電機轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)軸；其特征在于：在所述電主軸殼體內(nèi)，所述電機轉(zhuǎn)子的一端聯(lián)接一個行星輪系變速機構(gòu)：電機轉(zhuǎn)子聯(lián)接中心輪，中心輪與行星輪嚙合，行星輪安裝在轉(zhuǎn)盤上，轉(zhuǎn)盤連接轉(zhuǎn)軸，構(gòu)成一個電機轉(zhuǎn)子——中心輪——行星輪——轉(zhuǎn)盤——轉(zhuǎn)軸傳動鏈，使得電主軸內(nèi)裝電機轉(zhuǎn)子傳遞到轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)速降低，而放大轉(zhuǎn)矩，中心輪與轉(zhuǎn)盤的傳動比即為轉(zhuǎn)矩放大倍數(shù)。與傳統(tǒng)電主軸相比，本發(fā)明電主軸內(nèi)置了行星輪系機構(gòu)，在行星輪系作用下，使電主軸轉(zhuǎn)軸輸出端的轉(zhuǎn)速降低、轉(zhuǎn)矩增大，從而可以使電主軸在較小的體積下能夠輸出加大的轉(zhuǎn)矩，滿足低速粗加工的需要。
【IPC分類】H02K7/116, B23B19/02
【公開號】CN104889424
【申請?zhí)枴緾N201510285834
【發(fā)明人】李松生, 羅士鋒, 沈遠
【申請人】上海大學(xué)
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年5月29日