一种曲轴随动车削传动系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供的一种曲轴随动车削传动系统主要由主轴箱齿轮机构、挂轮机构及行星轮机构组成，其中：所述主轴箱齿轮机构装在机架上；所述挂轮机构，其一端即该机构中的输入轴的一端装在机架上，其另一端即该机构中的输出轴的一端装在机床的滑台上；所述行星轮机构装在机床的滑台上。本实用新型实用性强，在实现传动的同时，实现刀架在退刀、进刀，以及径向进给时主轴与刀架的同步转动。
【专利说明】一种曲轴随动车削传动系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种曲轴随动车削传动系统。
【背景技术】
[0002]现有曲轴连杆颈外圆的车削加工工艺，如多刀车削、车拉、车车拉等，均以连杆颈为回转中心，依靠偏心的工装夹具保持曲轴回转时的动平衡，导致切削速度过低，曲轴连杆颈表面加工质量也较差。
[0003]随动切削即利用刀架连杆机构使刀具跟随连杆颈外圆作同步圆周切削运动。这一工艺实现了一次定位、连续车削，且因曲轴的质心线理论上是在主轴颈轴线上，工件旋转时，理论上不存在离心惯性力，因此还解决了传统车削加工中的动不平衡问题，有效提高了切削速度。这种新型加工工艺可以参见中国专利文献CN101219481A。
【发明内容】
[0004]本实用新型所要解决的技术问题是:提供一种曲轴随动车削传动系统，以解决曲轴随动车削主轴与刀架同步转动的问题。
[0005]本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是:主要由主轴箱齿轮机构、挂轮机构及行星轮机构组成，所述主轴箱齿轮机构装在机架上；所述挂轮机构，其一端即该机构中的输入轴的一端装在机架上，其另一端即该机构中的输出轴的一端装在机床的滑台上；所述行星轮机构装在机床的滑台上。
[0006]所述主轴箱齿轮机构可以由主动齿轮、第一传动齿轮、第一从动齿轮、第二从动齿轮，以及主轴箱输入轴、第一输出轴、主轴、第二输出轴组成；所述主动齿轮与第一传动齿轮啮合相连，它们分别装在主轴箱输入轴、第一输出轴上；第一从动齿轮装在主轴上，该齿轮与第一传动齿轮啮合相连；第二从动齿轮装在第二输出轴上，该齿轮与第一传动齿轮啮合相连；主轴箱输入轴、第一输出轴和第二输出轴分别装在主轴箱上。
[0007]所述的挂轮机构由一组可以绕着挂轮机构第二中间轴转动的挂轮机构轮系构成，该挂轮机构的一端即挂轮机构输入轴这一端装在机架上，该挂轮机构的另一端即挂轮机构输出轴这一端装在机床的滑台上。
[0008]所述挂轮机构轮系可以由多个主动齿轮、传动齿轮、中间轴、输出齿轮，以及挂轮机构输入轴和挂轮机构输出轴组成，其中:在挂轮机构输入轴上安装挂轮机构第一主动齿轮和挂轮机构第二主动齿轮，该第二主动齿轮空套在挂轮机构输入轴上且不与该轴一起转动；挂轮机构的第一及第四传动齿轮空套在挂轮机构第一中间轴上且不与该轴一起转动；挂轮机构的第二及第五传动齿轮空套在挂轮机构第二中间轴上且不与该轴一起转动；挂轮机构的第三及第六传动齿轮空套在挂轮机构第三中间轴上且不与该轴一起转动；挂轮机构的第一及第二输出齿轮装在挂轮机构输出轴上，挂轮机构第一输出齿轮空套在挂轮机构输出轴且不与该轴一起转动，挂轮机构的第二输出齿轮与挂轮机构输出轴一起转动；所述第一中间轴和第二中间轴可以绕着挂轮机构输入轴转动，所述第三中间轴和挂轮机构输出轴可以绕着挂轮机构第二中间轴转动。
[0009]所述的行星轮机构可以由行星轮机构主动齿轮、行星轮机构第一从动齿轮、行星轮机构第二从动齿轮、行星轮机构行星轮、行星轮机构太阳轮、行星轮机构齿圈、行星轮机构第一传动轴、行星轮机构第二传动轴、行星轮机构输出轴，以及挂轮机构第一输出齿轮、挂轮机构第二输出齿轮组成；所述挂轮机构第一输出齿轮装在行星轮机构第一传动轴上且不与该轴一起转动，其与行星轮机构第一从动齿轮哨合相连；挂轮机构第一输出齿轮装在行星轮机构第一传动轴上且与该轴一起转动，通过该轴的转动带动行星轮机构主动齿轮运动；行星轮机构主动齿轮装在行星轮机构第一传动轴上且与该轴一起转动，其与行星轮机构第二从动齿轮啮合相连；行星轮机构行星轮装在行星轮机构系杆上且与行星轮机构第二传动轴一起转动，其与行星轮机构太阳轮和行星轮机构齿圈啮合；行星轮机构太阳轮装在行星轮机构输出轴上且与该轴一起转动，其与行星轮机构行星轮啮合相连；输出轴装在行星轮机构箱体上，其输出到刀架机构带动刀架机构转动。
[0010]本实用新型是实现曲轴随动车削系统曲轴主轴颈与刀架同步转动的传动系统，其与现有技术相比主要具有以下优点:
[0011]随动车削加工方法是一种新型的曲轴加工方法(专利号CN101219481A)，实现随动车削需曲轴主轴颈与刀架同步转动，本实用新型通过一个电机带动相应的传动系统分路传动实现了曲轴主轴颈与刀架的同步传动，刀具装在刀架上与刀架一起运动，通过挂轮机构实现了刀具相对曲轴连杆颈中心线距离的改变，从而实现进刀、退刀和切削过程中的进给运动，通过行星轮机构调整了挂轮机构在改变刀具与曲轴连杆颈中心距时引起的传动比改变，该传动系统实用性强，实现了曲轴主轴颈在各种情况下与刀具的同步转动，是实现同步切削的重要组成部分，未见同类型传动系统的报道。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是本实用新型主轴箱中传动机构简图。
[0013]图2是本实用新型挂轮机构简图。
[0014]图3是本实用新型行星轮机构简图。
[0015]图中:1.主动齿轮；2.主轴箱输入轴；3.挂轮机构第一主动齿轮；4.第一传动齿轮；5.第一输出轴；6.第一从动齿轮；7.主轴；8.第二从动齿轮；9.第二输出轴；10.挂轮机构输入轴；11.挂轮机构第一中间轴；12.挂轮机构第二中间轴；13.挂轮机构第三中间轴；14.挂轮机构输出轴；15.挂轮机构第一传动齿轮；16.挂轮机构第二传动齿轮；17.挂轮机构第三传动齿轮；18.挂轮机构第一输出齿轮；19.挂轮机构第二主动齿轮；20.挂轮机构第四传动齿轮；21.挂轮机构第五传动齿轮；22.挂轮机构第六传动齿轮；23.挂轮机构第二输出齿轮；24.行星轮机构主动齿轮；25.行星轮机构第一传动轴；26.行星轮机构第二传动轴；27.行星轮机构第一从动齿轮；28.行星轮机构第二从动齿轮；29.行星轮机构行星轮；30.行星轮机构输出轴；31.行星轮机构太阳轮；32.行星轮机构齿圈；33.行星轮机构系杆。
【具体实施方式】
[0016]下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步说明，但不限定本实用新型。
[0017]本实用新型提供的曲轴随动切削的传动系统，其结构如图1至图3所示，主要由主轴箱齿轮机构、挂轮机构及行星轮机构组成，其中:所述主轴箱齿轮机构装在机架上。所述挂轮机构，其一端即该机构中的输入轴的一端装在机架上，其另一端即该机构中的输出轴的一端装在机床的滑台上。所述行星轮机构装在机床的滑台上。挂轮机构和行星轮机构在实现传动的同时，实现刀架在退刀、进刀，以及径向进给时曲轴主轴颈与刀架的同步转动。
[0018]所述主轴箱齿轮机构装在机架上，主要用于改变齿轮的传动比，把运动传到主轴7和挂轮机构输入轴10上。该主轴箱齿轮机构由主动齿轮1、第一传动齿轮4、第一从动齿轮
6、第二从动齿轮8,以及主轴箱输入轴2、第一输出轴5、主轴7、第二输出轴9组成。其中:主动齿轮I与第一传动齿轮4啮合相连，主动齿轮I装在主轴箱输入轴2上，第一传动齿轮4装在第一输出轴5上；第一从动齿轮6与第一传动齿轮4啮合相连，第一从动齿轮6装在主轴7上；第二从动齿轮8与第一传动齿轮4啮合相连，第二从动齿轮8装在第二输出轴9上；主轴箱输入轴2、第一输出轴5和第二输出轴9分别装在主轴箱箱体上。
[0019]所述挂轮机构一端(挂轮机构输入轴10这一端)装在机架上，另一端(挂轮机构输出轴14端)装在机床的滑台上，用于实现刀具相对曲轴连杆颈的进刀、退刀和切削进给运动。该挂轮机构由一组可以绕着挂轮机构第二中间轴12转动的轮系构成，具体是由挂轮机构第一主动齿轮3，挂轮机构第一传动齿轮15、挂轮机构第二传动齿轮16、挂轮机构第三传动齿轮17、挂轮机构第一输出齿轮18、挂轮机构第二主动齿轮19、挂轮机构第四传动齿轮
20、挂轮机构第五传动齿轮21、挂轮机构第六传动齿轮22和挂轮机构第二输出齿轮23,以及挂轮机构输入轴10、挂轮机构第一中间轴11、挂轮机构第二中间轴12、挂轮机构第三中间轴13和挂轮机构输出轴14组成。其中:挂轮机构第一主动齿轮3与挂轮机构第二主动齿轮19装在挂轮机构输入轴10上,挂轮机构第一主动齿轮3与挂轮机构输入轴10 —起转动，挂轮机构第二主动齿轮19空套在挂轮机构输入轴10上且不与该轴一起转动；挂轮机构第一传动齿轮15与挂轮机构第四传动齿轮20空套在挂轮机构第一中间轴11上且不与该轴一起转动；挂轮机构第二传动齿轮16与挂轮机构第五传动齿轮21空套在挂轮机构第二中间轴12上且不与该轴一起转动；挂轮机构第三传动齿轮17与挂轮机构第六传动齿轮22空套在挂轮机构第三中间轴13上且不与该轴一起转动；挂轮机构第一输出齿轮18与挂轮机构第二输出齿轮23装在挂轮机构输出轴14上，挂轮机构第一输出齿轮18空套在轴上，不与轴一起转动，挂轮机构第二输出齿轮23与挂轮机构输出轴14 一起转动；挂轮机构第一中间轴11、挂轮机构第二中间轴12可以绕着挂轮机构输入轴10转动，挂轮机构第三中间轴
13、挂轮机构输出轴14可以绕着挂轮机构第二中间轴12转动，从而实现刀具可以相对连杆颈轴线距离发生改变，实现进刀、退刀和进给运动。
[0020]所述行星轮机构装在机床的滑台上，用于调整进刀、退刀和进给运动过程中挂轮机构引起的曲轴与刀架转速不同的问题，通过齿轮转速的调整，实现曲轴与刀架同转速回转。该行星轮机构由挂轮机构第一输出齿轮18、挂轮机构第二输出齿轮23、行星轮机构主动齿轮24、行星轮机构第一从动齿轮27、行星轮机构第二从动齿轮28、行星轮机构行星轮29、行星轮机构太阳轮31，行星轮机构齿圈32，行星轮机构系杆33，行星轮机构第一传动轴25、行星轮机构第二传动轴26、行星轮机构输出轴30组成。其中:挂轮机构第一输出齿轮
(18)装在行星轮机构第一传动轴(25)上且不与该轴一起转动，其与行星轮机构第一从动齿轮(27)哨合相连；挂轮机构第一输出齿轮(18)装在行星轮机构第一传动轴(25)上且与该轴一起转动，通过该轴的转动带动行星轮机构主动齿轮(24)运动；行星轮机构主动齿轮(24)装在行星轮机构第一传动轴(25)上且与该轴一起转动，其与行星轮机构第二从动齿轮
(28)啮合相连；行星轮机构行星轮(29)装在行星轮机构系杆(33)上且与行星轮机构第二传动轴(26) —起转动，其与行星轮机构太阳轮(31)和行星轮机构齿圈(32)啮合；行星轮机构太阳轮(31)装在行星轮机构输出轴(30)上且与该轴一起转动，其与行星轮机构行星轮(29 )啮合相连；输出轴(30 )装在行星轮机构箱体上，其输出到刀架机构带动刀架机构转动；从挂轮机构第一输出齿轮18传到行星轮机构第一从动齿轮27,再从行星轮机构第一从动齿轮27传到行星轮机构行星齿轮29，再从行星轮机构行星齿轮29传到行星轮机构输出轴30，从挂轮机构第一输出齿轮18经过上述一系列传动传到行星轮机构输出轴30的传动比为1，在刀具与连杆颈径向距离不变时，保证刀架与主轴7的转速相等；从挂轮机构第二输出齿轮23带动行星轮机构第一传动轴25 —起转动，行星轮机构第一传动轴25带动行星轮机构主动齿轮24 —起转动，从行星轮机构主动齿轮24传到行星轮机构第二从动齿轮28，行星轮机构第二从动齿轮28带动行星轮机构齿圈32 —起转动，行星轮机构齿圈32传到行星轮机构太阳轮31，行星轮机构太阳轮31传到行星轮机构输出轴30，从挂轮机构第二输出齿轮23经过上述一系列传动到行星轮机构输出轴30的传动比为-1，在刀具与连杆颈径向距离改变时，保证刀架与主轴7的转速相等。
[0021]本实用新型提供的曲轴随动切削的传动系统，其工作过程如下:
[0022]如图1所示，电动机通过带传动带动主轴箱输入轴2转动，主轴箱输入轴2带动主动齿轮I转动，主动齿轮I带动第一传动齿轮4转动，第一传动齿轮4带动第一输出轴5以及第一从动齿轮6、第二从动齿轮8转动，第一输出轴5带动挂轮机构第一主动齿轮3转动，第一从动齿轮6带动主轴7转动，主轴7为机床的主轴，主轴7输出带动曲轴一起转动。
[0023]如图2所示，挂轮机构的动力从挂轮机构第一主动齿轮3输入后，通过挂轮机构第一传动齿轮15、挂轮机构第二传动齿轮16、挂轮机构第三传动齿轮17传到挂轮机构第一输出齿轮18。挂轮机构的动力从挂轮机构第二主动齿轮19输入后，通过挂轮机构第四传动齿轮20、挂轮机构第五传动齿轮21、挂轮机构第六传动齿轮22传到挂轮机构第二输出齿轮23。挂轮机构的挂轮机构第一中间轴11、挂轮机构第二中间轴12可以绕着挂轮机构输入轴10转动；挂轮机构第三中间轴13、挂轮机构输出轴14可以绕挂轮机构第二中间轴12转动；这使得挂轮机构输入轴10和挂轮机构输出轴14的中心距可以改变；这样就保证了挂轮机构在实现传动的同时，还可以实现刀架带动刀具退刀、进刀以及径向方向的进给运动。
[0024]如图3所示，行星轮机构的挂轮机构第一输出齿轮18带动行星轮机构第一从动齿轮27，行星轮机构第一从动齿轮27带动行星轮机构第二传动轴26，行星轮机构第二传动轴26带动行星架以及行星轮机构行星轮29转动，行星轮机构行星轮29带动行星轮机构太阳轮31转动，行星轮机构太阳轮31带动行星轮机构输出轴30转动，向刀架机构输出动力。
[0025]如图3所示，挂轮机构第二输出齿轮23带动行星轮机构第一传动轴25转动，行星轮机构第一传动轴25带动行星轮机构主动齿轮24转动，行星轮机构主动齿轮24带动行星轮机构第二从动齿轮28转动，该齿轮28带动行星轮机构齿圈32运动，行星轮机构齿圈32带动行星轮机构行星轮29，该行星轮29带动行星轮机构太阳轮31转动，最后行星轮机构太阳轮31带动行星轮机构输出轴30转动，向刀架机构输出动力。
[0026]如图3所示，由于挂轮机构第二输出齿轮23到行星轮机构太阳轮31的传动比为-1，挂轮机构第一输出齿轮18到行星轮机构太阳轮31的传动比为1，这样就实现了当刀架在退刀、进刀以及径向进给时主轴与刀架的同步转动。
[0027]如图2、图3所示,通过伺服电机带动图2所示的挂轮机构第二主动齿轮19转动，从挂轮机构第二主动齿轮19经过一系列传动传到挂轮机构第二输出齿轮23，从挂轮机构第二输出齿轮23经过一系列传动传到行星轮机构输出轴30，这样可以实现刀架相对主轴相位角度的调整。
【权利要求】
1.一种曲轴随动车削传动系统，其特征是主要由主轴箱齿轮机构、挂轮机构及行星轮机构组成，所述主轴箱齿轮机构装在机架上；所述挂轮机构，其一端即该机构中的输入轴的一端装在机架上，其另一端即该机构中的输出轴的一端装在机床的滑台上；所述行星轮机构装在机床的滑台上。
2.如权利要求1所述的曲轴随动车削传动系统,其特征是所述主轴箱齿轮机构由主动齿轮(I)、第一传动齿轮(4)、第一从动齿轮(6)、第二从动齿轮(8),以及主轴箱输入轴(2)、第一输出轴(5)、主轴(7)、第二输出轴(9)组成；所述主动齿轮(I)与第一传动齿轮(4)哨合相连，它们分别装在主轴箱输入轴(2)、第一输出轴(5)上；第一从动齿轮(6)装在主轴(7)上，该齿轮与第一传动齿轮(4)啮合相连；第二从动齿轮(8)装在第二输出轴(9)上，该齿轮与第一传动齿轮(4)哨合相连；主轴箱输入轴(2)、第一输出轴(5)和第二输出轴(9)分别装在主轴箱上。
3.如权利要求1所述的曲轴随动车削传动系统，其特征是所述的挂轮机构由一组可以绕着挂轮机构第二中间轴(12)转动的挂轮机构轮系构成，该挂轮机构的一端即挂轮机构输入轴(10)这一端装在机架上,该挂轮机构的另一端即挂轮机构输出轴(14)这一端装在机床的滑台上。
4.如权利要求3所述的曲轴随动车削传动系统，其特征是所述挂轮机构轮系由多个主动齿轮、传动齿轮、中间轴、输出齿轮，以及挂轮机构输入轴(10)和挂轮机构输出轴(14)组成；在挂轮机构输入轴(10)上安装挂轮机构第一主动齿轮(3)和挂轮机构第二主动齿轮(19)，该第二主动齿轮空套在挂轮机构输入轴(10)上且不与该轴一起转动；挂轮机构的第一及第四传动齿轮空套在挂轮机构第一中间轴(11)上且不与该轴一起转动；挂轮机构的第二及第五传动齿轮空套在挂轮机构第二中间轴(12)上且不与该轴一起转动；挂轮机构的第三及第六传动齿轮空套在挂轮机构第三中间轴(13)上且不与该轴一起转动；挂轮机构的第一及第二输出齿轮装在挂轮机构输出轴(14)上，挂轮机构第一输出齿轮空套在挂轮机构输出轴(14)且不与该轴一起转动，挂轮机构的第二输出齿轮(23)与挂轮机构输出轴(14) 一起转动；所述第一中间轴和第二中间轴可以绕着挂轮机构输入轴(10)转动，所述第三中间轴和挂轮机构输出轴(14)可以绕着挂轮机构第二中间轴(12)转动。
5.如权利要求1所述的曲轴随动车削传动系统，其特征是所述的行星轮机构由行星轮机构主动齿轮(24)、行星轮机构第一从动齿轮(27)、行星轮机构第二从动齿轮(28)、行星轮机构行星轮(29)、行星轮机构太阳轮(31)、行星轮机构齿圈(32)、行星轮机构第一传动轴(25)、行星轮机构第二传动轴(26)、行星轮机构输出轴(30),以及挂轮机构第一输出齿轮(18)、挂轮机构第二输出齿轮(23)组成；所述挂轮机构第一输出齿轮(18)装在行星轮机构第一传动轴(25)上且不与该轴一起转动,其与行星轮机构第一从动齿轮(27)哨合相连；挂轮机构第一输出齿轮(18)装在行星轮机构第一传动轴(25)上且与该轴一起转动,通过该轴的转动带动行星轮机构主动齿轮(24)运动；行星轮机构主动齿轮(24)装在行星轮机构第一传动轴(25)上且与该轴一起转动,其与行星轮机构第二从动齿轮(28)哨合相连；行星轮机构行星轮(29)装在行星轮机构系杆(33)上且与行星轮机构第二传动轴(26)一起转动，其与行星轮机构太阳轮(31)和行星轮机构齿圈(32)啮合；行星轮机构太阳轮(31)装在行星轮机构输出轴(30)上且与该轴一起转动，其与行星轮机构行星轮(29)啮合相连；输出轴(30)装在行星轮机构箱体上，其输出到刀架机构带动刀架机构转动。
【文档编号】F16H1/28GK203979287SQ201320827566
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2013年12月16日 优先权日:2013年12月16日
【发明者】王三武, 江连会, 杨光, 黄继雄 申请人:武汉理工大学