二轴座式自重消隙数控变位机的制作方法
【专利说明】
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技术领域
[0001]本发明涉及数控变位机机械传动结构，具体为二轴座式数控变位机中的一种消除齿轮传动中反向间隙的机械传动结构。
(二)
【背景技术】
[0002]为了提高数控设备的传动精度，需要消除齿轮传动的反向间隙，目前，在消除齿轮传动中反向(正反向转换时)间隙方面的方法，一种是利用弹簧或螺栓预先施一个加载力来消除一对啮合的齿轮的传动间隙。对于不同类型的齿轮传动，弹簧加载的方式不同，如在圆锥齿轮传动中，将弹簧力加载在一齿轮的轴线方向上，使一对齿轮保持紧密啮合，从而消除传动间隙；在直齿圆柱齿轮传动中，将从动轮做成由两片薄片齿轮组成，两片薄片齿轮在弹簧力的作用下产生错齿，使其中一片齿轮的左侧和另一片齿轮的右侧分别紧贴在主动齿轮的齿槽左右两侧，达到了消隙的目的。这类方法在弹簧的设计方面较难，并且传动效率不可避免会降低，结构相对较复杂。
(三)
【发明内容】
[0003]在二轴座式数控变位机中，工作台的运动分为竖直轴和水平轴两个轴方向的旋转运动，为了提高机械传动精度，需消除齿轮在传动中由于正反向转换时存在的传动间隙，本发明提供一种不用借助弹簧、螺栓等外部产生加载力的机构，而是利用传动部件自身重量的作用，来实现消除齿轮传动间隙的结构。所采用的技术方案包括工作台水平轴传动的齿轮消隙结构和工作台竖直轴传动的齿轮消隙结构。
[0004]所述的工作台水平轴传动的齿轮消隙结构，包括支座、连杆体、联板、销轴、主动齿轮、主动轴、被动齿轮、配重件。其工作原理是:作为动力源的伺服电机通过变速机构将动力传递给主动轴，与主动轴固定连接的主动齿轮与被动齿轮相啮合，将转动传递给被动齿轮，与工作台水平轴固定联接的被动齿轮带动工作台在水平轴方向转动，其中伺服电机和变速机构的重量作用在主动轴上，主动轴通过主动齿轮又将重力作用在被动齿轮上，从而使被动齿轮与主动齿轮的啮合处成为支撑上述各传动部件重力的支撑点，为了使支撑点的平衡，在主动轴上安装有配重件来加以平衡。
[0005]在上述各传动部件的重力作用下，使主动齿轮啮合齿的左侧与右侧紧贴在被动齿轮齿槽的左右两侧，达到消除齿轮反向传动的间隙。
[0006]为了更好地保证主动齿轮与被动齿轮的有效啮合，在主动轴上安装有连杆体，所述的连杆体一端的孔以铰链联接方式安装在主动轴，另一端的孔与支座上的孔通过销轴以铰链方式联接，支座安装固定在数控变位机的底座上，主动齿轮及其传动组件可绕销轴以连杆体为摇杆上下浮动。为了保证工作过程中力的平衡和齿轮的啮合效果，主动轴上安装有两个连杆体，分别布置在主动齿轮的两侧，两个连杆体间通过几个联板来固定联接，使其成为一个平面体。
[0007]所述的被动齿轮可以为外啮合齿轮或内啮合的内齿圈。
[0008]所述的工作台竖直轴传动的齿轮消隙结构，包括工作台竖直轴、圆锥齿轮1、圆锥齿轮I1、轴承、水平传动轴。其工作原理是:伺服电机将动力传递给水平传动轴，水平传动轴带动与其固定联接的圆锥齿轮II转动，所述的圆锥齿轮II与圆锥齿轮I是一对啮合的齿轮，圆锥齿轮II带动圆锥齿轮I转动，从而带动与圆锥齿轮I固定联接的工作台竖直轴转动。所述的轴承为既能承受径向力，又能承受轴向力的轴承。由于工作台以及工作台竖直轴上的各传动件的重量通过圆锥齿轮I作用在圆锥齿轮II上，圆锥齿轮II在轴承的支承下，沿水平传动轴的轴向移动受到限制，从而使圆锥齿轮I的齿的左侧与右侧紧贴在圆锥齿轮II齿槽的左右两侧，达到消除齿轮反向传动的间隙。
[0009]本发明的优点:
[0010]不用借助外部加载机构的作用力，如弹簧、螺栓预紧的作用力，而是利用传动机构自身的重力作用来实现齿轮传动的消隙，结构简单，易于设计，安装、维护及使用方便，制造成本低，性能稳定。
(四)
【附图说明】
[0011]下面结合附图对本发明进一步说明。
[0012]图1为工作台水平轴传动的齿轮消隙结构示意图，图2为图1中的A-A剖视图，
[0013]图3为工作台竖直轴传动的齿轮消隙结构示意图，图4为工作台水平轴传动的齿轮消隙另一种结构示意图。
[0014]在图中，1.支座，2.连杆体，3.主动齿轮，4.扇形内齿圈，5.工作台水平轴，6.主动轴，7.销轴，8.联板，9.水平传动轴，10.角接触球轴承，11.圆锥齿轮I，12.工作台竖直轴，13.圆锥齿轮II，14.变速机构，15.伺服电机，16.配重件，17.大齿轮。
(五)
【具体实施方式】
[0015]实施例1
[0016]本发明的实施例1如图1、如图2、如图3所示，在二轴座式数控变位机中，工作台水平轴传动的齿轮消隙结构的工作原理为:作为动力源的伺服电机15通过变速机构14将动力传递给主动轴6，与主动轴6固定连接的主动齿轮3与扇形内齿圈4相啮合，将转动传递给扇形内齿圈4，与工作台水平轴为固定联接的扇形内齿圈4带动工作台在水平轴方向转动，其中伺服电机15和变速机构14的重量作用在主动轴6上，主动轴6通过主动齿轮3又将重力作用在扇形内齿圈4上，从而使扇形内齿圈4与主动齿轮3的啮合处成为支撑上述各传动件重力的支撑点，为了使支撑点的平衡，在主动轴6上安装配重件16来加以平衡。
[0017]在上述各传动部件的重力作用下，使主动齿轮3的齿的左侧与右侧紧贴在扇形内齿圈4齿槽的左右两侧，达到消除齿轮反向传动的间隙。
[0018]为了更好地保证主动齿轮3与扇形内齿圈4的有效啮合，连杆体2 —端的孔以铰链联接方式安装在主动轴6上，另一端的孔与支座1上的孔通过销轴7以铰链形式联接，支座1安装固定在数控变位机的底座上，主动齿轮3及其传动组件可绕销轴7以连杆体2为摇杆上下浮动。为了保证工作过程中力的平衡和齿轮的啮合效果，主动轴6上以铰链联接方式安装两个连杆体2，分别布置在主动齿轮3的两侧，两个连杆体2间通过几个联板8来固定联接，使其成为一个平面体。
[0019]工作台竖直轴传动的齿轮消隙结构如图3所示，其工作原理是:伺服电机将动力传递给水平传动轴9，水平传动轴9带动与其固定联接的圆锥齿轮1111转动，圆锥齿轮1111与圆锥齿轮113是一对啮合的齿轮，圆锥齿轮1111带动圆锥齿轮113转动，从而带动与圆锥齿轮113固定联接的工作台竖直轴12转动。由于工作台以及工作台竖直轴上的各传动件的重量通过圆锥齿轮I作用在圆锥齿轮II上，在角接触球轴承的支承下，圆锥齿轮II沿水平传动轴9的轴向移动受到限制，不能移动，从而使圆锥齿轮I的齿的左侧与右侧紧贴在圆锥齿轮II齿槽的左右两侧，达到消除齿轮反向传动的间隙。
[0020]实施例2
[0021 ] 本发明的实施例2如图3、图4所示，在二轴座式数控变位机中，工作台水平轴传动的齿轮消隙结构的工作原理同上述实施例1所不同的是主动齿轮3与被动齿轮大齿轮17为外啮合形式，其余相同。
[0022]工作台竖直轴传动的齿轮消隙结构与实施例1中的工作台竖直轴传动的齿轮消隙结构相同。
[0023]上述实施例，仅为对本发明的目的、技术方案和有益效果进一步详细说明的具体个例，本发明并非限定于此。凡在本发明的公开的范围之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种二轴座式自重消隙数控变位机，包括工作台水平轴传动的齿轮消隙结构和工作台竖直轴传动的齿轮消隙结构，工作台水平轴传动的齿轮消隙结构包括支座、连杆体、联板、销轴、主动齿轮、主动轴、被动齿轮、配重件，工作台竖直轴传动的齿轮消隙结构包括工作台竖直轴、圆锥齿轮1、圆锥齿轮I1、轴承、水平传动轴，其特征是:工作台水平轴传动的齿轮消隙是将动力源到主动齿轮传动链中的各传动部件的重力作用在主动齿轮与被动齿轮的啮合处，使主动齿轮与被动齿轮的啮合处成为支撑上述各传动部件重力的支撑点，为了使支撑点的平衡，在主动轴上安装有配重件和连杆体，所述的连杆体一端的孔以铰链联接方式安装在主动轴上，另一端的孔与支座上的孔通过销轴以铰链方式联接，支座安装固定在数控变位机的底座上，主动齿轮及其传动组件可绕销轴以连杆体为摇杆上下浮动，在上述各传动部件的重力作用下，使主动齿轮齿的左侧与右侧紧贴在被动齿轮齿槽的左右两侦牝达到消除齿轮反向传动的间隙； 工作台竖直轴传动的齿轮消隙是工作台竖直轴与圆锥齿轮I固定联接，圆锥齿轮与II水平传动轴固定联接，圆锥齿轮II与圆锥齿轮I是一对啮合的齿轮，所述的轴承为既能承受径向力又能承受轴向力的轴承，工作台以及工作台竖直轴上的各传动件的重量通过圆锥齿轮I作用在圆锥齿轮II上，圆锥齿轮II在轴承的支承下沿水平传动轴的轴向移动受到限制，使圆锥齿轮I齿的左侧与右侧紧贴在圆锥齿轮II齿槽的左右两侧，达到消除齿轮反向传动的间隙。2.根据权利要求1所述的二轴座式自重消隙数控变位机，其特征是所述的被动齿轮可以为外啮合齿轮或内啮合的内齿圈。3.根据权利要求1所述的二轴座式自重消隙数控变位机，其特征是在主动轴上以铰链联接方式安装有两个连杆体，分别布置在主动齿轮的两侧，两个连杆体间通过几个联板来固定联接，使其成为一个平面体。
【专利摘要】二轴座式自重消隙数控变位机，包括工作台水平轴传动和竖直轴传动的消隙，工作台水平轴传动消隙包括支座、连杆体、联板、销轴、主动齿轮、主动轴、被动齿轮，配重件和连杆体安装在主动轴上，主动齿轮及其传动组件可绕销轴以连杆体为摇杆上下浮动，使主、被动齿轮的啮合处为各传动部件重力的支撑点，在其重力作用下，主动齿轮齿的左右侧紧贴在被动齿轮齿槽的左右侧；工作台竖直轴传动消隙包括工作台竖直轴、圆锥齿轮I、圆锥齿轮II、轴承、水平传动轴。竖直轴上的圆锥齿轮I与水平传动轴上的圆锥齿轮II相啮合，工作台及竖直轴上的各传动件的重量通过圆锥齿轮I作用在圆锥齿轮II上，使圆锥齿轮I的齿的左右侧紧贴在圆锥齿轮II齿槽的左右侧。
【IPC分类】F16H55/18, F16H57/12
【公开号】CN105276137
【申请号】CN201410277056
【发明人】王斌武, 孙艳华, 魏真, 张宝磊
【申请人】桂林航天工业学院
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2014年6月11日