本實用新型涉及一種主軸驅(qū)動變速機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)：

數(shù)控機(jī)床的主軸驅(qū)動單元是機(jī)床核心部件之一，其性能對機(jī)床的整體水平是至關(guān)重要的。在加工過程中，主軸驅(qū)動為了維持恒定最優(yōu)的切削速度，必須相應(yīng)于切削直徑的變化(對于車床來說工件是主運(yùn)動，對于銑床來說刀具是主運(yùn)動，也就是說工件直徑的變化和刀具的直徑變化)連續(xù)地調(diào)速，以確保加工的穩(wěn)定性和較高的生產(chǎn)率。當(dāng)加工的零件(材料的變化、材質(zhì)不同、軟硬不同、刀具的直徑不同、工件的直徑不同等)變化很大時，主軸速度的變化將達(dá)到幾倍、甚至幾十倍；不難看出主軸驅(qū)動和進(jìn)給驅(qū)動是有很大差別的，主軸驅(qū)動它不但要求有較高的速度精度、動態(tài)剛度，而且要求連續(xù)輸出的高轉(zhuǎn)矩能力和非常寬的恒功率運(yùn)行范圍。

早期的數(shù)控機(jī)床一般采用三相感應(yīng)電動機(jī)配上多級變速箱，隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展，如德國ZF機(jī)床專用齒輪箱是采用二擋1∶1，1∶4傳動比，它是用行星傳動機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、零件精度要求很高、制造難度大，雖然在機(jī)床領(lǐng)域公認(rèn)為是較理想的主軸變速箱，但價格昂貴、是適用在高端數(shù)控機(jī)床上的變速箱，因此現(xiàn)有的主軸驅(qū)動變速機(jī)構(gòu)存在調(diào)速范圍較窄、噪音較大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的缺陷。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有主軸驅(qū)動變速機(jī)構(gòu)存在的不足，本實用新型提供一種調(diào)速范圍較寬、噪音較小、結(jié)構(gòu)簡單的主軸驅(qū)動變速機(jī)構(gòu)。

本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種主軸驅(qū)動變速機(jī)構(gòu)，所述變速機(jī)構(gòu)包括機(jī)架以及安裝在機(jī)架上的驅(qū)動電機(jī)、第一級傳動機(jī)構(gòu)、第二級傳動機(jī)構(gòu)和第三級變速機(jī)構(gòu)，所述第二級傳動機(jī)構(gòu)位于所述第一級傳動機(jī)構(gòu)下方，所述第三級變速機(jī)構(gòu)位于所述第二級傳動機(jī)構(gòu)下方；

所述第一級傳動機(jī)構(gòu)包括三角皮帶、三角皮帶輪和轉(zhuǎn)軸，所述三角皮帶輪包括第一三角皮帶輪和第二三角皮帶輪，所述驅(qū)動電機(jī)的動力輸出軸豎直布置并與所述第一三角皮帶輪固定連接，所述第二三角皮帶輪固定套裝在所述轉(zhuǎn)軸的上部，所述第二三角皮帶輪通過所述三角皮帶與所述第一三角皮帶輪連接；

所述第二級傳動機(jī)構(gòu)包括同步帶、同步帶輪和中間軸，所述同步帶輪包括第一同步帶輪和第二同步帶輪，所述第一同步帶輪通過上聯(lián)軸器固定在所述轉(zhuǎn)軸的下部，所述第二同步帶輪固定在所述中間軸的上端，所述第二同步帶輪通過所述同步帶與所述第一同步帶輪同步連接；

所述第三級變速機(jī)構(gòu)包括大齒輪、小齒輪和外花鍵，所述小齒輪固定安裝在所述中間軸的下端并與所述大齒輪嚙合，所述外花鍵與主軸的上端固定連接，所述大齒輪通過下聯(lián)軸器可上下滑動的安裝在所述外花鍵上，所述下聯(lián)軸器與所述上聯(lián)軸器嚙合連接。

進(jìn)一步，所述小齒輪通過聯(lián)軸器與所述中間軸的下端固定連接。

本實用新型的有益效果主要表現(xiàn)在：

1.主軸傳動有較寬的調(diào)速范圍，以保證加工時選用合理的切削

用量，從而獲得最佳的生產(chǎn)效率、加工精度和表面質(zhì)量；

2.改善了主軸的動態(tài)性能；

3.主軸能在整個速度范圍內(nèi)提供切削所需的功率，并盡可能在全速度范圍內(nèi)提供主軸電動機(jī)的最大功率，即恒功率范圍較寬；

4.結(jié)構(gòu)簡單、制造難度較小、成本較低。

附圖說明

圖1是主軸驅(qū)動變速機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步描述。

參照圖1，一種主軸驅(qū)動變速機(jī)構(gòu)，所述變速機(jī)構(gòu)包括機(jī)架以及安裝在機(jī)架上的驅(qū)動電機(jī)1、第一級傳動機(jī)構(gòu)、第二級傳動機(jī)構(gòu)和第三級變速機(jī)構(gòu)，所述第二級傳動機(jī)構(gòu)位于所述第一級傳動機(jī)構(gòu)下方，所述第三級變速機(jī)構(gòu)位于所述第二級傳動機(jī)構(gòu)下方；

所述第一級傳動機(jī)構(gòu)包括三角皮帶3、三角皮帶輪和轉(zhuǎn)軸5，所述三角皮帶輪包括第一三角皮帶輪2和第二三角皮帶輪4，所述驅(qū)動電機(jī)1的動力輸出軸11豎直布置并與所述第一三角皮帶輪2固定連接，所述第二三角皮帶輪4固定套裝在所述轉(zhuǎn)軸5的上部，所述第二三角皮帶輪4通過所述三角皮帶3與所述第一三角皮帶輪2連接；

所述第二級傳動機(jī)構(gòu)包括同步帶8、同步帶輪和中間軸9，所述同步帶輪包括第一同步帶輪6和第二同步帶輪7，所述第一同步帶輪6通過上聯(lián)軸器61固定在所述轉(zhuǎn)軸5的下部，所述第二同步帶輪7固定在所述中間軸9的上端，所述第二同步帶輪7通過所述同步帶8與所述第一同步帶輪6同步連接；

所述第三級變速機(jī)構(gòu)包括大齒輪20、小齒輪10和外花鍵，所述小齒輪10固定安裝在所述中間軸9的下端并與所述大齒輪嚙合，所述外花鍵與主軸12的上端固定連接，所述大齒輪20通過下聯(lián)軸器21可上下滑動的安裝在所述外花鍵上，所述下聯(lián)軸器21與所述上聯(lián)軸器61嚙合連接。

進(jìn)一步，所述小齒輪10通過聯(lián)軸器與所述中間軸9的下端固定連接。

本實施例中，主軸12為刀頭軸，刀頭軸的下端設(shè)有銑刀等刀具。

本實用新型的工作過程為：主軸變速采用雙速變頻主軸箱，前二級變速采用帶傳動，后一級采用齒輪變速。具體為：

高速檔時，大齒輪20沿著外花鍵上的花鍵槽上移，當(dāng)大齒輪20上的下聯(lián)軸器21與第一同步帶輪6上的上聯(lián)軸器61嚙合時，為快速傳動，此時的傳動鏈為：驅(qū)動電機(jī)1通過第一三角帶輪2和三角帶3將動力傳遞給第二三角帶輪4，第二三角帶輪4通過轉(zhuǎn)軸5帶動第一同步帶輪6，第一同步帶輪6通過同步帶8帶動第二同步帶輪7，第二同步帶輪7通過中間軸帶動小齒輪10，小齒輪10在空轉(zhuǎn)，沒有經(jīng)過大齒輪20的速比變換，直接通過轉(zhuǎn)軸5和大齒輪20的傳動，主軸12的轉(zhuǎn)速較快；

低速檔時，是在大齒輪20不向上移動，此時的傳動鏈為：驅(qū)動電機(jī)1通過第一三角帶輪2和三角帶3將動力傳遞給第二三角帶輪4，第二三角帶輪4通過轉(zhuǎn)軸5帶動第一同步帶輪6，第一同步帶輪6通過同步帶8帶動第二同步帶輪7，第二同步帶輪7通過中間軸9帶動小齒輪10，小齒輪10與大齒輪20的嚙合帶動，從而實現(xiàn)三級降速；

由于在低速檔采取了三級變速，提高了扭矩4倍，所以在低速時能承受較大的切削力、恒功率范圍寬，適應(yīng)了刀具直徑的變化和被加工零件材料的變化，從而提高了生產(chǎn)率和加工精度及表面質(zhì)量。

本實用新型采用了帶傳動和低檔時用齒輪傳動相結(jié)合的方式，結(jié)構(gòu)緊湊，配套在中、低擋機(jī)床上是較適宜的，由于高速擋采用了帶傳動，所以噪音低，我國對機(jī)床噪音規(guī)定85分貝以下，經(jīng)測定，本實用新型只有70分貝；第三級用齒輪傳動，轉(zhuǎn)速較慢、基本不影響噪音，且這對齒輪副用的是脂潤滑，所以這個變速箱部件從整體上講基本解決了傳統(tǒng)的全部用齒輪傳動的噪音大、雜音多的難題和泄漏等問題，對環(huán)境污染起到了一定的保護(hù)作用、改善了勞動條件、促進(jìn)了文明生產(chǎn)；而且與傳統(tǒng)的齒輪傳動變速箱比較，大大簡化了機(jī)構(gòu)、降低了制造成本，具有使用安全、可靠、壽命長、且維修方便等特點(diǎn)。