專利名稱：重型數控立式車床變速箱的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種重型數控立式車床變速箱，適用于在工件回轉直徑較大的單柱移
動立式車床、工作臺移動立式車床、雙柱立式車床、雙立龍門移動立式車床安裝使用。
背景技術：
長期以來，重型數控立式車床的電機最大工件干涉現象一直是個很棘手的難題。 隨著我國的核電工業、船舶工業、礦山、冶金等重型工業飛速發展，近年來對大型立式車床 的需求正在不斷增加，立車的加工直徑也在迅速加大，預防電機最大工件干涉現象的難度 及重要性也越來越大了。目前，大型立車的主變速箱的研制已經成為我國超大型回轉立車 設計的關鍵課題。 為避免重型數控立式車床的電機最大工件干涉，專業技術人員在車床變速箱的設 計上投入了大量的精力，現已采用的設計方案主要有三種一種是電機倒掛安裝形式，即將 電機23把在變速箱箱體22下面，見附
圖1。第二種是采用電機水平安裝的形式，即將電機 23水平安裝后通過傘齒輪24進行傳動，見附圖2。第三種是采用電機23立式安裝增長傳 動鏈的形式，即增加傳動軸及齒輪個數，使電機中心到工作臺中心的直線距離變大，以避免 電機23與工件18發生干涉，見附圖3。上述三種設計方案雖然都能在很大程度上避免與工 件干涉，但是各自又都存在有不同的缺陷，第一種方案中由于是電機倒把在地坑中，散熱狀 況不好，如果漏油，電機也容易被油浸泡，導致電機壽命下降甚至損壞。第二種方案由于傘 齒輪精度要求高，加工難度大，會對變速箱的傳動精度產生很大影響。第三種方案會由于傳 動鏈的加長而使傳動效率降低，制造成本增加。由于現有立車的加工直徑較過去增加的幅 度過大，再沿用這些設計方案顯然會是會力不從心的。
發明內容
本發明要解決的技術問題在于提供一種重型數控立式車床變速箱。采用該設計不 僅能夠避免電機與最大工件之間的干涉，同時還可以解決電機散熱不好、容易油浸的問題， 從而保證傳動效率，降低制造成本。 我們通過對上述三種設計方案的詳細分析發現這些方案在思路上都存在著一種 共同的局限性，就是全都把變速箱視為一個不可變的整體，只是單獨的把電機移來挪去，這 種被動的電機躲避方式其變數自然是極為有限的。如果轉換一下思維，通過變速箱的結構 變化為電機提供一個安全的場所，就極有可能會為本設計帶來一些柳暗花明的全新空間。
本發明專利提出以下技術方案該變速箱包括電機座、變速箱箱體、箱體內的中間 軸、裝在中間軸上的中間齒輪，以及中間軸與電機之間的動力輸入機構，中間軸段的箱體向 下拉伸，電機座段的箱體同步下移，兩段箱體橫向對接構成階梯狀的下箱體；中間軸下端加 長伸入下箱體，裝在中間軸上的動力輸入齒輪下移，帶動其與電機座之間的動力輸入機構 一并移入下箱體，下箱體的高度根據電機的高度確定。 本發明的優選方案是上述的中間軸取上箱III軸，下端通過花鍵聯接套連接一
3個下箱III軸，下箱III軸上的輸入齒輪連接其與電機之間的動力輸入機構，上箱III軸上 的輸出齒輪連接上箱III軸與工作臺底座之間的動力輸出機構；動力輸入機構為通過降速 齒輪，下箱III軸與II軸連接，II軸再與I軸連接，I軸通過聯軸器再與電機軸連接。
上述的下箱體III軸與工作臺底座之間的動力輸出機構是；下箱III軸通過齒輪、 IV軸、V軸、工作臺內的VI軸將動力傳動到大齒圈，通過液壓控制的機械兩檔變速后，再傳 遞給工作臺底座。 上述的液壓機械兩檔變速結構是由變檔液壓油缸帶動撥叉、結合子上下運動，分 別與兩檔運動鏈結合傳動，實現兩檔變速，當結合子停在中間時為空檔，配合C軸使用，撥 叉的換檔到位處設有檔位行程開關，并設有到位信號顯示裝置。 本發明專利的有益效果是打破了傳統的思維方式，通過一種并不特別復雜的結構 變化解決了長期以來人們一直都在設法解決又沒能很好解決的技術難題。該變速箱具有精 度高、傳動效率高、傳動剛度高、結構簡單緊湊、制造成本低、噪音低、可靠性高、驅動力大等 諸多優勢，可以使工作臺實現最小0. 15r/min最大125r/min工作臺轉速及1000kN *m的工 作臺扭矩，可配備50kW 160kW的電機，具備可以驅動承重1000噸的超大型立車工作臺的 能力，目前我國最大的工作臺承重為600噸，為我國的大型立車的發展提供了重要的技術 保證。本設計中的三個模塊可通過不同的組合獲得不同的轉速及功率。當電機型號不同， 電機高度有差異時，可通過選擇不同的聯接體及電機底座來調整，使電機上面始終低于工 作臺面，達到不影響切削的目的。目前的電機座對1IOKW、 132KW和160KW的Z4型直流主電 機都適用。當工作臺轉速不同時，可通過調整變速箱中的齒輪來獲得。目前通過調整下變 速箱中II、III軸的一對輪可獲得O. 16 16rpm、0. 155 20rpm、0. 25 25rpm三種轉速， 來滿足不同機床的需求。在上變速箱中機械三工位兩檔變速，由液壓油缸控制拔叉帶動滑 移齒輪來實現變速，中間帶一空位，可滿足帶C軸機床的要求，保證了模塊的通用性。
以下結合附圖和具體實施方式
對本發明加以詳細說明。
圖1是背景技術中的電機倒掛變速箱的結構示意圖
圖2是背景技術中的電機水平式安裝變速箱的結構示意圖
圖3是背景技術中的立式電機安裝增長傳動鏈式變速箱的結構示意圖
圖4是本發明的結構示意5是圖4中A-A面的剖視中標號1、主電機2、電機座3、聯軸器4、下箱體5、1軸6、 II軸7、下箱III軸8、花鍵聯接套9、上箱III軸10、 IV軸11、工作臺底座12、結合子13、 V軸14、大螺旋反向雙齒輪15、工作臺內的VI軸16、大齒圈17、工作臺18、工件19、撥叉20、檔位行程開關21、變檔液壓油缸22、箱體23、電機24、傘齒輪
具體實施方式
例1 如圖4所示，該設計包括電機座2、變速箱的箱體22、箱體22內的中間軸、裝在中 間軸上的中間齒輪，以及中間軸與電機23之間的動力輸入機構，中間軸段的箱體22向下拉 伸，電機座2段的箱體22同步下移，兩段箱體22橫向對接構成階梯狀的下箱體4 ;中間軸 下端加長伸入下箱體4，裝在中間軸上的中間齒輪下移，帶動其與電機座2之間的動力輸入 機構一并移入下箱體4，下箱體4的高度根據電機的高度確定。 本例中的中間軸為上箱III軸9，下端通過花鍵聯接套8連接一個下箱III軸7， 下箱III軸7上的輸入齒輪連接其與電機23之間的動力輸入機構和與工作臺底座11之間 的動力輸出機構；動力輸入機構為通過降速齒輪，下箱III軸7與II軸6連接，II軸6再 與I軸5連接，I軸5通過聯軸器3再與電機軸連接。
例2 上箱III軸9與工作臺底座11之間的動力輸出機構是；上箱III軸9通過輸出齒 輪、IV軸10、 V軸13、工作臺17內的VI軸15將動力傳動到大齒圈16，通過液壓控制的機 械兩檔變速后，再傳遞給工作臺底座11。 液壓機械兩檔變速結構是由變檔液壓油缸21帶動撥叉19、結合子12上下運動，分 別與兩檔運動鏈結合傳動，實現兩檔變速，當結合子12停在中間時為空檔，配合C軸使用， 撥叉19的換檔到位處設有檔位行程開關20，并設有到位信號顯示裝置。見圖5。
權利要求
一種重型數控立式車床變速箱，包括電機座、變速箱箱體、箱體內的中間軸、裝在中間軸上的中間齒輪，以及中間軸與電機之間的動力輸入機構，其特征是中間軸段的箱體(22)向下拉伸，電機座(2)段的箱體(22)同步下移，兩段箱體(22)橫向對接構成階梯狀的下箱體(4)；中間軸下端加長伸入下箱體(4)，裝在中間軸上的動力輸入齒輪下移，帶動其與電機座(2)之間的動力輸入機構一并移入下箱體(4)，下箱體(4)的高度根據電機的高度確定。
2. 根據權利要求1所述的重型數控立式車床變速箱，其特征是所述的中間軸為上箱III軸(9)，其下端通過花鍵聯接套(8)連接一個下箱體III軸(7)，下箱體III軸(7)上的 動力輸入齒輪連接其與電機(23)之間的動力輸入機構，上箱III軸(9)上的動力輸出齒輪 連接上箱III軸(9)與工作臺底座(11)之間的動力輸出機構；動力輸入機構為通過降速齒 輪，下箱體III軸(7)與II軸(6)連接，II軸(6)再與I軸(5)連接，I軸(5)通過聯軸器 (3)再與電機軸連接。
3. 根據權利要求2所述的重型數控立式車床變速箱，其特征是上箱III軸(9)與工 作臺底座(11)之間的動力輸出機構是；下箱III軸(7)通過齒輪、IV軸(10)、 V軸(13)、 工作臺(17)內的VI軸(15)將動力傳動到大齒圈(16)，通過液壓控制的機械兩檔變速后， 再傳遞給工作臺底座(11)。
4. 根據權利要求3所述的重型數控立式車床變速箱，其特征是所述的液壓機械兩檔 變速結構是由變檔液壓油缸(21)帶動撥叉(19)、結合子(12)上下運動，分別與兩檔運動鏈 結合傳動實現兩檔變速，當結合子(12)停在中間位空檔狀態下配合C軸使用，撥叉(19)的 換檔到位處設有檔位行程開關(20)，并設有到位信號顯示裝置。
全文摘要
本發明公開了一種重型數控立式車床變速箱，包括電機座、變速箱箱體、箱體內的中間軸、裝在中間軸上的中間齒輪，以及中間軸與電機之間的動力輸入機構，中間軸段的箱體向下拉伸，電機座段的箱體同步下移，兩段箱體橫向對接構成階梯狀的下箱體；中間軸下端加長伸入下箱體，裝在中間軸上的中間齒輪下移，帶動其與電機座之間的動力輸入機構一并移入下箱體；有益效果是精度高、傳動效率高、傳動剛度高、結構簡單緊湊、制造成本低、噪音低、可靠性高、驅動力大，可以使工作臺實現最小0.15r/min最大125r/min的工作臺轉速及1000kN·m的工作臺扭矩，可配備50kW～160kW的電機，具備可以驅動承重1000噸的超大型立車工作臺的能力。
文檔編號B23Q1/25GK101704193SQ20091007318
公開日2010年5月12日 申請日期2009年11月5日 優先權日2009年11月5日
發明者卜明珠, 姜輝, 崔大龍, 楊文寬, 焦建華, 石志民, 耿波, 胡巍 申請人:齊重數控裝備股份有限公司