專利名稱：一種用于機床進給系統的傳動裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于機床附件，尤其涉及一種用于機床進給系統的傳動裝置。
但是，通常用于機床傳動系統中的齒輪—齒條裝置，主要存在如下問題1、傳動的正反向間隙大，如采用消除間隙的結構，則會造成傳動剛性差；2、由于齒條難于進行精密加工，因此該裝置的傳動精度低；3、機床運動造成的磨損將影響齒輪—齒條裝置的嚙合狀況；4、齒輪—齒條傳動裝置的裝配、調正、維修均較困難。由于存在上述問題，齒輪—齒條傳動裝置一般不適用于數控機床的進給裝置中，而往往大量采用滾珠絲桿傳遞機構作為進給機構的動力傳遞裝置，但是，滾珠絲桿加工難度較大，傳動效率低且制造成本也很高。
為了實現上述發明目的，本實用新型提供了一種用于機床進給系統的傳動裝置，包括固定機架、伺服電機、由伺服電機驅動的減速齒輪、將減速齒輪的旋轉運動轉變為直線運動的轉換傳動機構、以及由所述轉換傳動機構帶動的直線移動部件；其中所述轉換傳動機構包括齒形帶條、齒形輪、安裝在所述齒形輪一側的導向輪，所述齒形帶條的兩端固定在所述移動部件/固定機架上，所述齒形輪通過其傳動軸與所述減速齒輪連接，所述齒形帶條通過至少一個導向輪引導與所述齒形輪進行多齒嚙合。
本實用新型所述的傳動裝置，其中所述齒形帶條的兩端通過拉緊機構固定在所述移動部件上。
本實用新型所述的傳動裝置，其中所述導向輪為2個分別設置在所述齒形輪的兩側。
本實用新型所述的傳動裝置，其中所述齒形輪為2個，所述齒形輪的中間設置所述導向輪。
本實用新型所述的傳動裝置，其中所述拉緊機構為偏心拉緊機構。
本實用新型所述的傳動裝置，其中所述齒形帶條鑲有鋼絲的塑膠撓性帶條。
本實用新型所述的傳動裝置，其中所述齒形帶條與所述齒形輪之間存在較大的嚙合包角，其嚙合齒數至少為2個以上。
本實用新型所述的傳動裝置，其中所述導向輪內設置有彈性壓緊所述齒形帶條的頂緊裝置。
本實用新型所述的傳動裝置，其中所述頂緊裝置包括彈簧、鋼珠、導向套、傳動軸及其上的彈簧孔，所述導向套套在所述傳動軸上，所述彈簧孔中安裝有彈簧，所述彈簧上設置鋼珠，所述鋼珠頂在所述導向套上。
本實用新型所述的傳動裝置，其中所述導向輪為雙列自位球軸承。
采用上述結構后，本實用新型克服了現有技術中存在的諸多問題。由于通過齒形輪的傳動軸帶動齒形輪旋轉，從而帶動與其相嚙合的齒形帶條進行直線移動。由于有導向輪，從而促使齒形帶條可與齒形輪進行多齒嚙合，即可消除傳動的正反向間隙，又大幅提高了傳動剛性，特別是本實用新型裝置在齒形帶條的兩端采用了拉緊機構，更進一步增加了整個傳動系統的剛性，并且與傳統的絲杠傳動相比，具有結構簡單、成本低廉、傳動效率高、裝配調試與維修方便、傳動精度數值變化有規律等優點。
圖5是圖4中B-B方向的剖視圖；圖6是圖4中C-C方向的剖視圖；圖7是圖6中D-D方向的剖視圖。
圖8是本實用新型的一種齒形條固定齒形輪移動的實施例示意圖實施例1在
圖1、2、3中，本實用新型的一個實施例為一種采用雙導向輪的進給傳動裝置。它包括機架1、導向輪2、齒形帶條3、齒形輪4、齒形輪傳動軸5、減速齒輪裝置、伺服電機8和偏心拉緊機構9組成，伺服電機8固定于機架1上，并驅動減速齒輪裝置。減速齒輪裝置由一大齒形帶輪6、一小齒形帶輪7及與其相匹配的齒形帶組成。齒形輪4安裝在傳動軸5上，當然齒形輪4與傳動軸5也可為一體結構。傳動軸4通過球軸承固定在機架1上。一對可自由回轉的導向輪2采用雙列自位向心球軸承，分別位于齒形輪4的兩端，并分別通過一不能回轉的直軸固定于機架1上。在
圖1中，齒形帶條3采用鑲有鋼絲的塑膠撓性帶條，通過導向輪2、5引導與齒形輪4嚙合，齒形帶條3的兩端分別固定在移動部件上，并通過安裝在該移動部件上的拉緊機構將齒形帶條3拉緊。在本實施例中，該拉緊機構采用一偏心拉緊機構9通過通過調整偏心間隙Δ實現齒形帶條3的張緊；減速裝置中的小齒形帶輪7固定在伺服電機8的主軸上，大齒形帶輪6固定在齒形輪傳動軸4上，大齒形帶輪6、小齒形帶輪7通過與其相匹配的齒形帶連接傳遞動力，固定兩個導向輪2的兩個直軸的軸心與所述齒形輪4的軸心在同一水平面上，且分別到齒形輪4的軸心的距離相等，且齒形帶條3與齒形輪4之間存在較大的嚙合包角，其嚙合長度稍小于齒形輪4的1/2周長。伺服電機8回轉，通過減速齒輪裝置驅動帶有齒形輪4的傳動軸5轉動，齒形輪4帶動齒形帶條3做直線運動，從而使移動部件實現進給動作。此外，在本實施例中，齒形帶條3與齒形輪4之間的嚙合齒數至少要多于2齒以上，才能保證實現多嚙合的效果。
在本實施例中，采用了一對1∶2.618的減速齒形帶輪傳動，大齒形帶輪6直徑為φ80mm，小齒形帶輪7直徑為φ30mm，齒形輪4的公稱直徑為30mm，并采用最高轉速為2000轉/分，最小步進角為1/3600度的伺服驅動電機，則齒形帶條3的最高移動速度Smax和最小移動量Smin分別計算如下
Smax＝2000轉/分×(30/80)×30mm×π≈70米/分Smin＝1/3600×(30/80)×30mm×π≈0.01mm本實施例采用的進給傳動裝置特別適用于需要高速傳動的鍛壓數控機床，例如回轉頭沖壓機、激光切割機等。
實施例2在圖4、5、6、圖7中，本實用新型的又一個實施例為一種采用單導向輪雙齒形輪的進給傳動裝置。它包括機架1、導向輪2、齒形帶條3、齒形輪4、齒形輪傳動軸5、減速齒輪裝置，伺服電機8(同實施例1，在圖4中未標)和偏心拉緊機構9組成，在本實施例中，其中導向輪2由雙列自位向心球軸承10、其中間的頂緊裝置和傳動軸21組成。該頂緊裝置包括彈簧20、鋼珠23、導向套21、導向輪傳動軸22及其上的彈簧孔組成。其中減速齒輪裝置由安裝在機架1上的2個大齒輪41、一個小齒輪42組成，小齒輪42與伺服電機8(參見
圖1中實施例1)連接。小齒輪42安裝在2個大齒輪41中間且與小齒輪42嚙合傳動，2個大齒輪41分別與2個齒形輪4同軸連接。在2個齒形輪4的中間下方，安裝一個導向輪2并通過導向輪傳動軸22固定在機架1上，齒形帶條3也采用鑲有鋼絲的塑膠撓性帶條，先與第一個齒形輪3嚙合后再通過導向輪2后與第2個齒形輪3嚙合，其兩端通過偏心拉緊機構9分別固定在移動部件上。
2個齒形輪4在寬度方向上的中心線與導向輪2一致，在導向輪2內設置有一彈性壓緊齒形帶條3的頂緊裝置，導向套21套在導向輪傳動軸22上，在導向輪傳動軸22上的彈簧孔中安裝有彈簧30，彈簧30上設置鋼珠33，鋼珠33頂在導向套31上，從而推動導向輪流向上達到彈性地壓緊齒形帶條3的作用，齒形帶條3經過中間的導向輪2促使齒形輪4與齒形帶條3之間有較大的嚙合包角。
伺服電機8轉動帶動小齒輪42轉動，小齒輪42通過2個大齒輪41帶動2個齒形輪4回轉，由此齒形帶條3做直線運動，從而使移動部件實現進給動作。在齒形帶條3的兩端由于采用了偏心拉緊機構9不僅增加了整個移動齒形帶條3的剛性而且又消除了大齒輪41與小齒輪42的傳動間隙。
在本實施例的傳動裝置中，2個大齒輪41的齒數為82，小齒輪42的齒數26，齒形輪的公稱直徑為30mm。小齒輪42軸端可采用在
圖1中所示的一對降速比為1∶3的減速齒形帶輪傳動，采用最高轉速為2000轉/分，最小移動步進角為1/10000度的伺服驅動電機，則齒形帶條26的最高移動速度Smax和最小移動量Smin分別計算如下Smax＝2000轉/分×(26/82)×1/3×30mm×π≈20米/分Smin＝1/10000×(26/82)×1/3×30mm×π≈0.001mm本實施例所述裝置適用于數控車床、加工中心機床、數控銑床等要求傳動精度較高的數控機床。本發明裝置亦可用于要求有一定傳動精度、傳動剛性和移動速度高的各種機械裝置。
在圖8中，本實用新型的另一個實施例為一種齒形帶條固定齒形輪移動的機床進給系統傳動裝置，該裝置與
圖1所示技術方案的主要區別在于，齒形帶條3的兩端是固定在固定機架上，而固定齒形輪4的機架是作為移動部件，其結構與實施例1的結構基本相同，齒形輪4隨著伺服驅動電機的回轉，固定安裝齒形輪4的機架部分可進行直線移動。
上述的實施例僅為本實用新型較佳實施例，本實用新型還有多種實施方案，本領域普遍技術人員根據該發明構思可以直接推知，在此不必一一列舉。
權利要求1.一種用于機床進給系統的傳動裝置，包括固定機架、伺服電機，由伺服電機驅動的減速齒輪，將減速齒輪的旋轉運動轉變為直線運動的轉換傳動機構，以及由所述轉換傳動機構帶動的直線移動部件；其特征在于所述轉換傳動機構包括齒形帶條、齒形輪、安裝在所述齒形輪一側的導向輪，所述齒形帶條的兩端固定在所述移動部件/固定機架上，所述齒形輪通過其傳動軸與所述減速齒輪連接，所述齒形帶條通過至少一個導向輪引導與所述齒形輪進行多齒嚙合。
2.根據權利要求1所述的傳動裝置，其特征在于所述齒形帶條的兩端通過拉緊機構固定在所述移動部件上。
3.根據權利要求2所述的傳動裝置，其特征在于所述導向輪為2個，分別設置在所述齒形輪的兩側。
4.根據權利要求2所述的傳動裝置，其特征在于所述齒形輪為2個，所述齒形輪的中間設置所述導向輪。
5.根據權利要求2所述的傳動裝置，其特征在于所述拉緊機構為偏心拉緊機構。
6.根據權利要求1所述的傳動裝置，其特征在于所述齒形帶條鋃有鋼絲的塑膠撓性帶條。
7.根據權利要求1所述的傳動裝置，其特征在于所述齒形帶條與所述齒形輪之間存在較大的嚙合包角，其嚙合齒數至少為2個齒數以上。
8.根據權利要求4所述的傳動裝置，其特征在于所述導向輪內設置有彈性壓緊所述齒形帶條的頂緊裝置。
9.根據權利要求8所述的傳動裝置，其特征在于所述頂緊裝置包括彈簧、鋼珠、導向套、傳動軸及其上的彈簧孔，所述導向套套在所述傳動軸上，所述彈簧孔中安裝有彈簧，所述彈簧上設置鋼珠，所述鋼珠頂在所述導向套上。
10.根據權利要求1所述的傳動裝置，其特征在于所述導向輪為雙列自位球軸承。
專利摘要本實用新型公開了一種用于機床進給系統的傳動裝置,包括:固定機架、伺服電機、由伺服電機驅動的減速齒輪、將減速齒輪的旋轉運動轉變為直線運動的轉換傳動機構、以及由所述轉換傳動機構帶動的直線移動部件;其中所述轉換傳動機構包括:齒形帶條、齒形輪、安裝在所述齒形輪一側的導向輪,所述齒形帶條的兩端固定在所述移動部件/固定機架上,所述齒形輪通過其傳動軸與所述減速齒輪連接,所述齒形帶條通過至少一個導向輪引導與所述齒形輪進行多齒嚙合。其撓性好和嚙合性能好、傳動精度高、易加工且制造成本低、裝配、調正、維修方便。
文檔編號B23Q5/00GK2506392SQ01264220
公開日2002年8月21日 申請日期2001年9月28日 優先權日2001年9月28日
發明者何文立 申請人:何文立