专利名称：重型数控立式车床变速箱的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种重型数控立式车床变速箱，适用于在工件回转直径较大的单柱移
动立式车床、工作台移动立式车床、双柱立式车床、双立龙门移动立式车床安装使用。
背景技术：
长期以来，重型数控立式车床的电机最大工件干涉现象一直是个很棘手的难题。 随着我国的核电工业、船舶工业、矿山、冶金等重型工业飞速发展，近年来对大型立式车床 的需求正在不断增加，立车的加工直径也在迅速加大，预防电机最大工件干涉现象的难度 及重要性也越来越大了。目前，大型立车的主变速箱的研制已经成为我国超大型回转立车 设计的关键课题。 为避免重型数控立式车床的电机最大工件干涉，专业技术人员在车床变速箱的设 计上投入了大量的精力，现已采用的设计方案主要有三种一种是电机倒挂安装形式，即将 电机23把在变速箱箱体22下面，见附
图1。第二种是采用电机水平安装的形式，即将电机 23水平安装后通过伞齿轮24进行传动，见附图2。第三种是采用电机23立式安装增长传 动链的形式，即增加传动轴及齿轮个数，使电机中心到工作台中心的直线距离变大，以避免 电机23与工件18发生干涉，见附图3。上述三种设计方案虽然都能在很大程度上避免与工 件干涉，但是各自又都存在有不同的缺陷，第一种方案中由于是电机倒把在地坑中，散热状 况不好，如果漏油，电机也容易被油浸泡，导致电机寿命下降甚至损坏。第二种方案由于伞 齿轮精度要求高，加工难度大，会对变速箱的传动精度产生很大影响。第三种方案会由于传 动链的加长而使传动效率降低，制造成本增加。由于现有立车的加工直径较过去增加的幅 度过大，再沿用这些设计方案显然会是会力不从心的。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种重型数控立式车床变速箱。采用该设计不 仅能够避免电机与最大工件之间的干涉，同时还可以解决电机散热不好、容易油浸的问题， 从而保证传动效率，降低制造成本。 我们通过对上述三种设计方案的详细分析发现这些方案在思路上都存在着一种 共同的局限性，就是全都把变速箱视为一个不可变的整体，只是单独的把电机移来挪去，这 种被动的电机躲避方式其变数自然是极为有限的。如果转换一下思维，通过变速箱的结构 变化为电机提供一个安全的场所，就极有可能会为本设计带来一些柳暗花明的全新空间。
本发明专利提出以下技术方案该变速箱包括电机座、变速箱箱体、箱体内的中间 轴、装在中间轴上的中间齿轮，以及中间轴与电机之间的动力输入机构，中间轴段的箱体向 下拉伸，电机座段的箱体同步下移，两段箱体横向对接构成阶梯状的下箱体；中间轴下端加 长伸入下箱体，装在中间轴上的动力输入齿轮下移，带动其与电机座之间的动力输入机构 一并移入下箱体，下箱体的高度根据电机的高度确定。 本发明的优选方案是上述的中间轴取上箱III轴，下端通过花键联接套连接一
3个下箱III轴，下箱III轴上的输入齿轮连接其与电机之间的动力输入机构，上箱III轴上 的输出齿轮连接上箱III轴与工作台底座之间的动力输出机构；动力输入机构为通过降速 齿轮，下箱III轴与II轴连接，II轴再与I轴连接，I轴通过联轴器再与电机轴连接。
上述的下箱体III轴与工作台底座之间的动力输出机构是；下箱III轴通过齿轮、 IV轴、V轴、工作台内的VI轴将动力传动到大齿圈，通过液压控制的机械两档变速后，再传 递给工作台底座。 上述的液压机械两档变速结构是由变档液压油缸带动拨叉、结合子上下运动，分 别与两档运动链结合传动，实现两档变速，当结合子停在中间时为空档，配合C轴使用，拨 叉的换档到位处设有档位行程开关，并设有到位信号显示装置。 本发明专利的有益效果是打破了传统的思维方式，通过一种并不特别复杂的结构 变化解决了长期以来人们一直都在设法解决又没能很好解决的技术难题。该变速箱具有精 度高、传动效率高、传动刚度高、结构简单紧凑、制造成本低、噪音低、可靠性高、驱动力大等 诸多优势，可以使工作台实现最小0. 15r/min最大125r/min工作台转速及1000kN *m的工 作台扭矩，可配备50kW 160kW的电机，具备可以驱动承重1000吨的超大型立车工作台的 能力，目前我国最大的工作台承重为600吨，为我国的大型立车的发展提供了重要的技术 保证。本设计中的三个模块可通过不同的组合获得不同的转速及功率。当电机型号不同， 电机高度有差异时，可通过选择不同的联接体及电机底座来调整，使电机上面始终低于工 作台面，达到不影响切削的目的。目前的电机座对1IOKW、 132KW和160KW的Z4型直流主电 机都适用。当工作台转速不同时，可通过调整变速箱中的齿轮来获得。目前通过调整下变 速箱中II、III轴的一对轮可获得O. 16 16rpm、0. 155 20rpm、0. 25 25rpm三种转速， 来满足不同机床的需求。在上变速箱中机械三工位两档变速，由液压油缸控制拔叉带动滑 移齿轮来实现变速，中间带一空位，可满足带C轴机床的要求，保证了模块的通用性。
以下结合附图和具体实施方式
对本发明加以详细说明。
图1是背景技术中的电机倒挂变速箱的结构示意图
图2是背景技术中的电机水平式安装变速箱的结构示意图
图3是背景技术中的立式电机安装增长传动链式变速箱的结构示意图
图4是本发明的结构示意5是图4中A-A面的剖视中标号1、主电机2、电机座3、联轴器4、下箱体5、1轴6、 II轴7、下箱III轴8、花键联接套9、上箱III轴10、 IV轴11、工作台底座12、结合子13、 V轴14、大螺旋反向双齿轮15、工作台内的VI轴16、大齿圈17、工作台18、工件19、拨叉20、档位行程开关21、变档液压油缸22、箱体23、电机24、伞齿轮
具体实施方式
例1 如图4所示，该设计包括电机座2、变速箱的箱体22、箱体22内的中间轴、装在中 间轴上的中间齿轮，以及中间轴与电机23之间的动力输入机构，中间轴段的箱体22向下拉 伸，电机座2段的箱体22同步下移，两段箱体22横向对接构成阶梯状的下箱体4 ;中间轴 下端加长伸入下箱体4，装在中间轴上的中间齿轮下移，带动其与电机座2之间的动力输入 机构一并移入下箱体4，下箱体4的高度根据电机的高度确定。 本例中的中间轴为上箱III轴9，下端通过花键联接套8连接一个下箱III轴7， 下箱III轴7上的输入齿轮连接其与电机23之间的动力输入机构和与工作台底座11之间 的动力输出机构；动力输入机构为通过降速齿轮，下箱III轴7与II轴6连接，II轴6再 与I轴5连接，I轴5通过联轴器3再与电机轴连接。
例2 上箱III轴9与工作台底座11之间的动力输出机构是；上箱III轴9通过输出齿 轮、IV轴10、 V轴13、工作台17内的VI轴15将动力传动到大齿圈16，通过液压控制的机 械两档变速后，再传递给工作台底座11。 液压机械两档变速结构是由变档液压油缸21带动拨叉19、结合子12上下运动，分 别与两档运动链结合传动，实现两档变速，当结合子12停在中间时为空档，配合C轴使用， 拨叉19的换档到位处设有档位行程开关20，并设有到位信号显示装置。见图5。
权利要求
一种重型数控立式车床变速箱，包括电机座、变速箱箱体、箱体内的中间轴、装在中间轴上的中间齿轮，以及中间轴与电机之间的动力输入机构，其特征是中间轴段的箱体(22)向下拉伸，电机座(2)段的箱体(22)同步下移，两段箱体(22)横向对接构成阶梯状的下箱体(4)；中间轴下端加长伸入下箱体(4)，装在中间轴上的动力输入齿轮下移，带动其与电机座(2)之间的动力输入机构一并移入下箱体(4)，下箱体(4)的高度根据电机的高度确定。
2. 根据权利要求1所述的重型数控立式车床变速箱，其特征是所述的中间轴为上箱III轴(9)，其下端通过花键联接套(8)连接一个下箱体III轴(7)，下箱体III轴(7)上的 动力输入齿轮连接其与电机(23)之间的动力输入机构，上箱III轴(9)上的动力输出齿轮 连接上箱III轴(9)与工作台底座(11)之间的动力输出机构；动力输入机构为通过降速齿 轮，下箱体III轴(7)与II轴(6)连接，II轴(6)再与I轴(5)连接，I轴(5)通过联轴器 (3)再与电机轴连接。
3. 根据权利要求2所述的重型数控立式车床变速箱，其特征是上箱III轴(9)与工 作台底座(11)之间的动力输出机构是；下箱III轴(7)通过齿轮、IV轴(10)、 V轴(13)、 工作台(17)内的VI轴(15)将动力传动到大齿圈(16)，通过液压控制的机械两档变速后， 再传递给工作台底座(11)。
4. 根据权利要求3所述的重型数控立式车床变速箱，其特征是所述的液压机械两档 变速结构是由变档液压油缸(21)带动拨叉(19)、结合子(12)上下运动，分别与两档运动链 结合传动实现两档变速，当结合子(12)停在中间位空档状态下配合C轴使用，拨叉(19)的 换档到位处设有档位行程开关(20)，并设有到位信号显示装置。
全文摘要
本发明公开了一种重型数控立式车床变速箱，包括电机座、变速箱箱体、箱体内的中间轴、装在中间轴上的中间齿轮，以及中间轴与电机之间的动力输入机构，中间轴段的箱体向下拉伸，电机座段的箱体同步下移，两段箱体横向对接构成阶梯状的下箱体；中间轴下端加长伸入下箱体，装在中间轴上的中间齿轮下移，带动其与电机座之间的动力输入机构一并移入下箱体；有益效果是精度高、传动效率高、传动刚度高、结构简单紧凑、制造成本低、噪音低、可靠性高、驱动力大，可以使工作台实现最小0.15r/min最大125r/min的工作台转速及1000kN·m的工作台扭矩，可配备50kW～160kW的电机，具备可以驱动承重1000吨的超大型立车工作台的能力。
文档编号B23Q1/25GK101704193SQ20091007318
公开日2010年5月12日 申请日期2009年11月5日 优先权日2009年11月5日
发明者卜明珠, 姜辉, 崔大龙, 杨文宽, 焦建华, 石志民, 耿波, 胡巍 申请人:齐重数控装备股份有限公司