专利名称：双动力头的人字齿传动装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及机床制造技术领域，特别是数控车铣复合加工机床中的一种双动 力头的人字齿传动装置。
背景技术：
在排刀式数控车铣复合加工中经常用到一种独立的伺服动力头单元，传统的动力 头由于和动力源一伺服电机是直连，受电机转速的限制动力头的转速不能达到真正意义 上的高速、低噪音传动，并且由于它工作时正好处于加工区域，飞溅的冷却液以及碎末类的 铁屑很容易穿过迷宫密封进入到动力头的内部，而这种靠高速油脂润滑的轴承因此很快失 效，其密封用的端面和迷宫组合密封在轴向会占据较长的距离，使得切削端头与支撑轴承 的距离过大，刚性大幅下降，这些技术上的缺陷使得动力头应用受到了很大的局限。
实用新型内容本实用新型解决的技术问题提供一种双动力头的人字齿传动装置，有效提高动 力头高转速及前端密封能力，实现高刚性，低噪音传动且其制造工艺简单，实现起来较为容
易ο本实用新型采用的技术方案双动力头的人字齿传动装置，具有壳体，伺服电机固 定在电机座后端，电机座与壳体连接固定，与所述伺服电机输出轴平行设置有两个动力头 主轴，所述伺服电机输出轴上设置有主动齿轮组，所述两个动力头主轴上均设置有与主动 齿轮组相啮合的从动齿轮组，所述两个动力头主轴均通过轴承固定在壳体内且位于伺服电 机输出轴两侧；所述主动齿轮组包括主动齿轮和副齿轮I，所述主动齿轮和副齿轮I均为斜 齿轮且两者呈“人”字形固定为一体套装在伺服电机输出轴上并用箍圈锁紧；所述从动齿轮 组包括从动齿轮和副齿轮II，所述从动齿轮和副齿轮II均为斜齿轮，且两者的螺旋角与主 动齿轮组的齿轮螺旋角对应相反固定为一体并与主动齿轮组相啮合。所述主动齿轮和副齿轮I通过螺钉I固定为一体并套装在伺服电机输出轴上，在 所述主动齿轮的轮毂上套箍圈并用螺钉II锁紧；所述从动齿轮组通过平键与动力头主轴 连接，所述从动齿轮和副齿轮II通过螺钉III连接为一体，所述副齿轮II外端部置有垫圈 并用螺母压紧，所述螺母用顶紧螺钉锁紧。所述壳体前端设置用来密封动力头主轴的前端盖，所述前端盖内制有孔I、孔II 和孔III ；所述前端盖端部与压螺母相配合且两者之间留有“弓”形间隙，前端盖的孔I内镶 嵌锥度密封环且锥度密封环与动力头主轴间隙配合；所述前端盖侧部制有螺纹孔且螺纹孔 与孔I和孔II均贯通，L型接头通过螺纹孔与所述前端盖连接，所述L型接头内置有通孔 且通孔与孔II相连通，孔III与动力头主轴间隙配合且孔III与所述“弓”形间隙相连通。本实用新型与现有技术相比将人字齿轮拆画成两个β角相等方向相反的齿轮啮 合，可实现动力头主轴的高转速，在动力头主轴前端通过L型接头的设置，不仅提高了密封 能力，且实现了高刚性和低噪音传动，
图1为本实用新型结构主视图；图2为本实用新型结构左视图；图3为图2拆去伺服电机及电机座且转180度后结构示意图；图4为图3的C-C剖视图；图5为本实用新型伺服电机齿轮组的连接与固定图；图6为图1的A-A剖视图；图7为图6的B部放大图；图8为本实用新型的前端盖结构示意图；图9为本实用新型的双动力头结构爆炸图。
具体实施方式
以下结合附图1、2、3、4、5、6、7、8、9描述本实用新型的一种实施例。双动力头的人字齿传动装置，具有壳体2，伺服电机1固定在电机座6后端，电机 座6与壳体2连接固定，与伺服电机1输出轴平行设置有两个动力头主轴3，伺服电机1输 出轴上设置有主动齿轮组，主动齿轮组包括主动齿轮7和副齿轮18，所述主动齿轮7和副 齿轮18均为斜齿轮且两者呈“人”字形固定为一体套装在伺服电机1输出轴上并用箍圈13 锁紧；两个动力头主轴3上均设置有与主动齿轮组相啮合的从动齿轮组，从动齿轮组包括 从动齿轮11和副齿轮1110，从动齿轮11和副齿轮IIlO均为斜齿轮，且两者的螺旋角与主 动齿轮组的齿轮螺旋角对应相反固定为一体并与主动齿轮组相啮合。两个动力头主轴3均 通过轴承固定在壳体2内且位于伺服电机1输出轴两侧。主动齿轮7和副齿轮18通过螺钉112固定为一体并套装在伺服电机1输出轴上， 在主动齿轮7的轮毂上套箍圈13并用螺钉1114锁紧；从动齿轮组通过平键15与动力头主 轴3连接，从动齿轮11和副齿轮IIlO通过螺钉III16连接为一体，副齿轮IIlO外端部置 有垫圈17并用螺母18压紧，螺母18用顶紧螺钉19锁紧。壳体2前端设置用来密封动力头主轴3的前端盖4，所述前端盖4内制有孔I 19、 孔1120和孔III21 ；前端盖4端部与压螺母5相配合且两者之间留有“弓，，形间隙9，前端 盖4的孔119内镶嵌锥度密封环22且锥度密封环22与动力头主轴3间隙配合；前端盖4 侧部制有螺纹孔23且螺纹孔23与孔119和孔1120均贯通，L型接头24通过螺纹孔23与 所述前端盖4连接，L型接头24内置有通孔25且通孔25与孔1120相连通，孔III21与动 力头主轴3间隙配合且孔II121与“弓”形间隙9相连通。传动原理主动齿轮7和副齿轮18套在埃斯顿08APA1的伺服电机1的输出轴上， 经过对齿调整后即可将主动齿轮7和副齿轮18通过4个M3内六方螺钉112连接成一体， 拧紧M5内六方螺钉1114即可收缩箍圈13使得主动齿轮组可靠的固定在伺服电机1的输 出轴上。同样经过对齿调整的从动齿轮11和副齿轮IIlO通过平键15与动力头主轴3连 接，由M17薄形螺母18和垫圈17压紧，M17薄形螺母18的端面上有3个M3内六方锥端顶 紧螺钉19是起到锁死的作用。电机座6与壳体2连接，调整好的主动齿轮组又与电机座6 连接，这样三组经过调整的齿轮组再经过调整齿隙后便可以顺利啮合从而传递动力了。解决了转速低的问题，动力头主轴的刚性和密封也必须随着转速升级。缩短夹持部分和支撑部分(前端轴承)的距离必然使得刚性提高，然而原来复杂的迷宫、端面密封组 合无法在有限的轴向距离内排布，所以只能采用占据轴向距离短的锥环密封，但是由于锥 环密封(材料是聚四氟乙烯)与轴体有些部分有轻微接触，目前在干摩擦的环境中依然无 法实现高达15m/s的速度，并且不能将液体完全阻止，要让他适应高转速必须冷却轴体，并 要加油润滑。这样为了不让空气和油以及水等同区通过间隙污染轴承室，依据流体动力学 原理，流体在高速流动时会在相对气流的反方向上的小间隙内形成抽附作用，这便是著名 的伯努利现象，依据此原理加以合适的空气控制附件便可以很好的为轴体密封、冷却润滑 了。 密封原理空气经过干燥、授油(油雾)、调压及流量处理从L形接头24进入，流 经前端盖4，前端盖4的孔119内镶嵌锥度密封环22，由于动力头主轴3和前端盖4之间有 较大的空间可以提高空气的均勻化程度，动力头主轴3和锥度密封环22之间存在微小的 间隙，形成抽附作用避免空气油污等进入轴承内，压螺母5其实是双环端面密封，它的作用 是阻止较大颗粒的切屑进入，这样经过双环端面密封和负压技术的应用达到较高的密封效 果。如图7中所示，在空气吹入动力头主轴内部之前对气源由于进行了授油(油雾)、调压 及流量处理，这样打入动力头主轴内部的气体是带有微量的润滑油，不但可以对轴体进行 冷却还可以对锥度密封环22密封润滑，负压作用使得在锥度密封环22和动力头主轴3之 间的间隙周圈形成一个轻微吸附所用，可以阻止油、水等污物不能进入到轴承室，从而提高 密封效果。这种密封效果甚至可以达到滴水不进的完美效果，动力头主轴3后端的组合人 字齿变速机构，理论上不存在轴向分力，提高了极限转速(35m/s以上)降低噪音，延长伺服 电机的寿命。
权利要求双动力头的人字齿传动装置，具有壳体(2)，伺服电机(1)固定在电机座(6)后端，电机座(6)与壳体(2)连接固定，其特征在于与所述伺服电机(1)输出轴平行设置有两个动力头主轴(3)，所述伺服电机(1)输出轴上设置有主动齿轮组，所述两个动力头主轴(3)上均设置有与主动齿轮组相啮合的从动齿轮组，所述两个动力头主轴(3)均通过轴承固定在壳体(2)内且位于伺服电机(1)输出轴两侧；所述主动齿轮组包括主动齿轮(7)和副齿轮I(8)，所述主动齿轮(7)和副齿轮I(8)均为斜齿轮且两者呈“人”字形固定为一体套装在伺服电机(1)输出轴上并用箍圈(13)锁紧；所述从动齿轮组包括从动齿轮(11)和副齿轮II(10)，所述从动齿轮(11)和副齿轮II(10)均为斜齿轮，且两者的螺旋角与主动齿轮组的齿轮螺旋角对应相反固定为一体并与主动齿轮组相啮合。
2.根据权利要求1所述的双动力头的人字齿传动装置，其特征在于所述主动齿轮(7) 和副齿轮I (8)通过螺钉I (12)固定为一体并套装在伺服电机(1)输出轴上，在所述主动齿 轮(7)的轮毂上套箍圈(13)并用螺钉II (14)锁紧；所述从动齿轮组通过平键(15)与动力 头主轴(3)连接，所述从动齿轮(11)和副齿轮II (10)通过螺钉III (16)连接为一体，所述 副齿轮II(IO)外端部置有垫圈(17)并用螺母(18)压紧，所述螺母(18)用顶紧螺钉(19) 锁紧。
3.根据权利要求1或2所述的双动力头的人字齿传动装置，其特征在于所述壳体 ⑵前端设置用来密封动力头主轴⑶的前端盖(4)，所述前端盖⑷内制有孔I (19)、孔 11(20)和孔III (21)；所述前端盖(4)端部与压螺母(5)相配合且两者之间留有“弓”形间 隙(9)，前端盖(4)的孔I (19)内镶嵌锥度密封环(22)且锥度密封环(22)与动力头主轴 (3)间隙配合；所述前端盖⑷侧部制有螺纹孔(23)且螺纹孔(23)与孔I (19)和孔II (20) 均贯通，L型接头(24)通过螺纹孔(23)与所述前端盖(4)连接，所述L型接头(24)内置 有通孔(25)且通孔(25)与孔II (20)相连通，孔III (21)与动力头主轴(3)间隙配合且孔 111(21)与所述“弓”形间隙(9)相连通。
专利摘要提供一种双动力头的人字齿传动装置，伺服电机固定在电机座后端，电机座与壳体连接固定，与所述伺服电机输出轴平行设置有两个动力头主轴，所述伺服电机输出轴上设置有主动齿轮组，所述两个动力头主轴上均设置有与主动齿轮组相啮合的从动齿轮组，所述两个动力头主轴均通过轴承固定在壳体内且位于伺服电机输出轴两侧。本实用新型可有效提高动力头高转速及前端密封能力，实现高刚性，低噪音传动且其制造工艺简单，实现起来较为容易。
文档编号B23Q5/10GK201736062SQ20102027393
公开日2011年2月9日 申请日期2010年7月28日 优先权日2010年7月28日
发明者李会生 申请人:陕西海力特精密机械有限公司