CN104259582B - 一种能自动进行上下限位的蜗杆加工机构 - Google Patents

Abstract

一种能自动进行上下限位的蜗杆加工机构，用于将坯件（1）加工成蜗杆，所述加工机构包括坯件承载件（2）、带外螺纹的套筒（3）、带内螺纹的驱动套筒（4）以及机架（7），坯件承载件（2）用于承载所述坯件（1），坯件承载件（2）的上端和下端分别通过上轴承（21）和下轴承（22）相对于所述带外螺纹的套筒（3）轴向固定地安装在所述带外螺纹的套筒（3）内，所述带外螺纹的套筒（3）螺纹配合于所述带内螺纹的驱动套筒（4）内，所述带内螺纹的驱动套筒（4）的下端通过推力轴承（47）能旋转地安装在机架（7）上。

Description

一种能自动进行上下限位的蜗杆加工机构

技术领域

本申请涉及蜗杆加工领域，具体为一种能自动进行上下限位的蜗杆加工机构。

背景技术

蜗杆传动由蜗杆和蜗轮组成，一般蜗杆为主动件。蜗杆和螺纹一样有右旋和左旋之分。蜗杆传动具有如下优点：1.传动比大，结构紧凑。蜗杆头数用Z1表示（一般Z1=1~4），蜗轮齿数用Z2表示。从传动比公式I=Z2/Z1可以看出，当Z1=1，即蜗杆为单头，蜗杆须转Z2转蜗轮才转一转，因而可得到很大传动比，一般在动力传动中，取传动比I=10-80；在分度机构中，I可达1000。这样大的传动比如用齿轮传动，则需要采取多级传动才行，所以蜗杆传动结构紧凑，体积小、重量轻。2.传动平稳，无噪音。因为蜗杆齿是连续不间断的螺旋齿，它与蜗轮齿啮合时是连续不断的，蜗杆齿没有进入和退出啮合的过程，因此工作平稳，冲击、震动、噪音都比较小。3.具有自锁性。蜗杆的螺旋升角很小时，蜗杆只能带动蜗轮传动，而蜗轮不能带动蜗杆转动。4.蜗杆传动效率低，一般认为蜗杆传动效率比齿轮传动低。尤其是具有自锁性的蜗杆传动，其效率在0.5以下，一般效率只有0.7～0.9。但是，蜗杆传动也具有发热量大，齿面容易磨损，成本高的缺点。为了提高传动精度、减少磨损，通常需要保证蜗轮齿形的形状精度。但是，蜗轮齿形的形状加工制制造麻烦，而且难以保障加工的齿槽形位精度。

尤其地，在一些具体应用领域，例如软性材料（如塑料）加工，传统的金属加工方式将难以满足降低成本以及提高加工速度和精度的要求。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种蜗杆的加工方式，其具有加工设备单一简单、加工的蜗杆齿形精度高的优点。并且，能够满足一些软性材料中对于加工成本尤其是加工设备成本降低的要求。

根据本发明的方面，一种能自动进行上下限位的蜗杆加工机构，用于将坯件加工成蜗杆，所述加工机构包括坯件承载件、带外螺纹的套筒、带内螺纹的驱动套筒以及机架，坯件承载件用于承载所述坯件，坯件承载件的上端和下端分别通过上轴承和下轴承相对于所述带外螺纹的套筒轴向固定地安装在所述带外螺纹的套筒内，所述带外螺纹的套筒螺纹配合于所述带内螺纹的驱动套筒内，所述带内螺纹的驱动套筒的下端通过推力轴承能旋转地安装在机架上，机架的内部具有腔室，在所述腔室中，所述机架的腔室左内侧壁上固定有驱动电机，驱动电机的旋转轴线为水平方向，驱动电机与水平传动轴的左端动力连接，水平传动轴的右端能旋转地安装在所述机架的腔室右内侧壁处；水平传动轴的左部固定有第一小锥齿轮，右部固定有大锥齿轮件，所述第一小锥齿轮与竖直锥齿轮啮合，所述竖直锥齿轮的直径大于所述第一小锥齿轮的直径；所述带内螺纹的驱动套筒的下部设置有横向水平壁，横向水平壁的中央设置有通孔，竖直传动轴通过设置在所述横向水平壁上侧的轴承而轴向固定且周向能旋转地安装于所述横向水平壁并且延伸穿过所述通孔且与所述通孔之间存在环形间隙，竖直传动轴的下端固定安装所述竖直锥齿轮，竖直传动轴的上部延伸到所述坯件承载件的中心盲孔中，并且设置有轴向延伸的键，所述轴向延伸的键与所述中心盲孔中的键槽能轴向滑动地配合；所述竖直传动轴、坯件承载件、带外螺纹的套筒以及带内螺纹的驱动套筒的中心轴线均重合；

所述带外螺纹的套筒的外螺纹面上还设置有轴向延伸的滑槽，所述机架固定设置有周向固定结构，所述周向固定结构与所述滑槽配合以对所述带外螺纹的套筒进行周向固定，并且所述周向固定结构与所述滑槽能够相对于彼此轴向滑动；所述滑槽包括左滑槽和右滑槽，上限位装置、分别设置左滑槽和右滑槽中的上端，下限位装置、分别设置左滑槽和右滑槽中的下端；当所述周向固定结构相对于所述滑槽向上运动并触碰到上限位装置、时，所述蜗杆加工机构能够停止运行；当所述周向固定结构相对于所述滑槽向下运动并触碰到下限位装置、时，所述蜗杆加工机构能够停止运行；由此，所述蜗杆加工机构在运行时能自动进行上下限位；

所述横向水平壁的中央位置一体地设置有第二小锥齿轮结构，所述通孔位于所述第二小锥齿轮结构的中央；

所述大锥齿轮件为右端封闭、左端开口的圆筒状结构，所述圆筒状结构的中心轴线与所述水平传动轴的中心轴线重合，所述圆筒状结构的筒壁的左端外侧设置有锥齿结构，所述竖直锥齿轮的位于所述竖直传动轴右侧的部分伸进到所述圆筒状结构内，所述大锥齿轮件与所述第二小锥齿轮结构啮合；

当所述驱动电机转动时，所述大锥齿轮件能够驱动所述带内螺纹的驱动套筒转动，进而驱动所述带外螺纹的套筒以及所述坯件承载件和坯件在竖直方向运动；所述第一小锥齿轮能够驱动所述竖直传动轴以及所述坯件承载件和坯件在周向方向转动，由此，在切削刀具的作用下，能够在所述坯件上加工出蜗杆齿槽。

通过上述方案，通过采用圆筒状的锥齿轮结构，能够最大程度地通过提高螺纹旋转速度而进行升降，这样可以在周向转速限定的情况下，最大程度提高升降螺纹的密度，提高传动精度，并且能够同时提高加工速度；而且，利用该圆筒状的锥齿轮结构，能够在空间上充分利用设备空腔内的传动空间，将其他传动齿轮部分地设置在该圆筒状的锥齿轮结构内部，在互相转动不干涉的情况下充分满足了传动结构要求，并且同时节省了设备空间；由于采用了固定齿数的各级齿轮的传动，在螺纹螺距一定的情况下，能够保证转动角速度与上升线速度之间的比例关系恒定，因此，这保证了在加工螺旋齿槽过程中齿槽形状的精度；而且，通过特定具体的结构设置，能够实现周向角速度的旋转尽量放慢，即相对于上升的线速度，旋转速度尽量慢，从而能够采用精密度高的螺纹传动，在满足蜗杆的形状要求的同时，能够提高加工的形状精度。同时，利用传动轴对外螺纹套筒进行转动上的固定，因此能够保证其不跟随内螺纹套筒旋转；而且，中间的传动轴与旋转的其他部件的中心轴线重合，这保证了传动轴的旋转能够与承载台的旋转无关，从而能够独立地旋转。利用独特盲孔结构，能够在上升的同时保证基本的固定结构不变，从而不会影响传动轴的传动以及对于螺纹套筒的转动上固定。上升系统紧紧使用单个驱动电机，就能够实现对齿轮加工的旋转上升的两种运动进行驱动，同时保证了两种运动之间的比例精度，因此，能够满足制造设备成本控制的要求，同时能够满足对于特定加工材料的切削力的对抗要求，而且能够满足齿轮齿槽的形状精度要求，其不受加工环境混乱的影响，对于加工设备的维护、加工过程的流程管理均具有加高的耐受程度。

附图说明

图1是本发明的加工机构在未上升状态时候的结构示意图；

图2是本发明的加工机构在上升后的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图1-2，对本发明进行详细说明。

一种能自动进行上下限位的蜗杆加工机构，用于将坯件1加工成蜗杆，所述加工机构包括坯件承载件2、带外螺纹的套筒3、带内螺纹的驱动套筒4以及机架7，坯件承载件2用于承载所述坯件1，坯件承载件2的上端和下端分别通过上轴承21和下轴承22相对于所述带外螺纹的套筒3轴向固定地安装在所述带外螺纹的套筒3内，所述带外螺纹的套筒3螺纹配合于所述带内螺纹的驱动套筒4内，所述带内螺纹的驱动套筒4的下端通过推力轴承47能旋转地安装在机架7上，机架7的内部具有腔室，在所述腔室中，所述机架7的腔室左内侧壁上固定有驱动电机8，驱动电机8的旋转轴线为水平方向，驱动电机8与水平传动轴5的左端动力连接，水平传动轴5的右端能旋转地安装在所述机架7的腔室右内侧壁处；水平传动轴5的左部固定有第一小锥齿轮51，右部固定有大锥齿轮件52，所述第一小锥齿轮51与竖直锥齿轮61啮合，所述竖直锥齿轮61的直径大于所述第一小锥齿轮51的直径；所述带内螺纹的驱动套筒4的下部设置有横向水平壁43，横向水平壁43的中央设置有通孔42，竖直传动轴6通过设置在所述横向水平壁43上侧的轴承而轴向固定且周向能旋转地安装于所述横向水平壁43并且延伸穿过所述通孔42且与所述通孔42之间存在环形间隙，竖直传动轴6的下端固定安装所述竖直锥齿轮61，竖直传动轴6的上部延伸到所述坯件承载件2的中心盲孔中，并且设置有轴向延伸的键62，所述轴向延伸的键62与所述中心盲孔中的键槽能轴向滑动地配合；所述竖直传动轴6、坯件承载件2、带外螺纹的套筒3以及带内螺纹的驱动套筒4的中心轴线均重合；

所述带外螺纹的套筒3的外螺纹面上还设置有轴向延伸的滑槽31，所述机架7固定设置有周向固定结构71，所述周向固定结构71与所述滑槽31配合以对所述带外螺纹的套筒3进行周向固定，并且所述周向固定结构71与所述滑槽31能够相对于彼此轴向滑动；所述滑槽31包括左滑槽和右滑槽，上限位装置101、102分别设置左滑槽和右滑槽中的上端，下限位装置103、104分别设置左滑槽和右滑槽中的下端；当所述周向固定结构71相对于所述滑槽31向上运动并触碰到上限位装置101、102时，所述蜗杆加工机构能够停止运行；当所述周向固定结构71相对于所述滑槽31向下运动并触碰到下限位装置103、104时，所述蜗杆加工机构能够停止运行；由此，所述蜗杆加工机构在运行时能自动进行上下限位；

所述横向水平壁43的中央位置一体地设置有第二小锥齿轮结构41，所述通孔42位于所述第二小锥齿轮结构41的中央；

所述大锥齿轮件52为右端封闭、左端开口的圆筒状结构，所述圆筒状结构的中心轴线与所述水平传动轴5的中心轴线重合，所述圆筒状结构的筒壁的左端外侧设置有锥齿结构，所述竖直锥齿轮61的位于所述竖直传动轴6右侧的部分伸进到所述圆筒状结构内，所述大锥齿轮件52与所述第二小锥齿轮结构41啮合；

当所述驱动电机8转动时，所述大锥齿轮件52能够驱动所述带内螺纹的驱动套筒4转动，进而驱动所述带外螺纹的套筒3以及所述坯件承载件2和坯件1在竖直方向运动；所述第一小锥齿轮51能够驱动所述竖直传动轴6以及所述坯件承载件2和坯件1在周向方向转动，由此，在切削刀具的作用下，能够在所述坯件1上加工出蜗杆齿槽。

Claims (1)

1.一种能自动进行上下限位的蜗杆加工机构，用于将坯件（1）加工成蜗杆，所述加工机构包括坯件承载件（2）、带外螺纹的套筒（3）、带内螺纹的驱动套筒（4）以及机架（7），坯件承载件（2）用于承载所述坯件（1），坯件承载件（2）的上端和下端分别通过上轴承（21）和下轴承（22）相对于所述带外螺纹的套筒（3）轴向固定地安装在所述带外螺纹的套筒（3）内，所述带外螺纹的套筒（3）螺纹配合于所述带内螺纹的驱动套筒（4）内，所述带内螺纹的驱动套筒（4）的下端通过推力轴承（47）能旋转地安装在机架（7）上，机架（7）的内部具有腔室，在所述腔室中，所述机架（7）的腔室左内侧壁上固定有驱动电机（8），驱动电机（8）的旋转轴线为水平方向，驱动电机（8）与水平传动轴（5）的左端动力连接，水平传动轴（5）的右端能旋转地安装在所述机架（7）的腔室右内侧壁处；水平传动轴（5）的左部固定有第一小锥齿轮（51），右部固定有大锥齿轮件（52），所述第一小锥齿轮（51）与竖直锥齿轮（61）啮合，所述竖直锥齿轮（61）的直径大于所述第一小锥齿轮（51）的直径；所述带内螺纹的驱动套筒（4）的下部设置有横向水平壁（43），横向水平壁（43）的中央设置有通孔（42），竖直传动轴（6）通过设置在所述横向水平壁（43）上侧的轴承而轴向固定且周向能旋转地安装于所述横向水平壁（43）并且延伸穿过所述通孔（42）且与所述通孔（42）之间存在环形间隙，竖直传动轴（6）的下端固定安装所述竖直锥齿轮（61），竖直传动轴（6）的上部延伸到所述坯件承载件（2）的中心盲孔中，并且设置有轴向延伸的键（62），所述轴向延伸的键（62）与所述中心盲孔中的键槽能轴向滑动地配合；所述竖直传动轴（6）、坯件承载件（2）、带外螺纹的套筒（3）以及带内螺纹的驱动套筒（4）的中心轴线均重合；

所述带外螺纹的套筒（3）的外螺纹面上还设置有轴向延伸的滑槽（31），所述机架（7）固定设置有周向固定结构（71），所述周向固定结构（71）与所述滑槽（31）配合以对所述带外螺纹的套筒（3）进行周向固定，并且所述周向固定结构（71）与所述滑槽（31）能够相对于彼此轴向滑动；所述滑槽（31）包括左滑槽和右滑槽，上限位装置（101、102）分别设置左滑槽和右滑槽中的上端，下限位装置（103、104）分别设置左滑槽和右滑槽中的下端；当所述周向固定结构（71）相对于所述滑槽（31）向上运动并触碰到上限位装置（101、102）时，所述蜗杆加工机构能够停止运行；当所述周向固定结构（71）相对于所述滑槽（31）向下运动并触碰到下限位装置（103、104）时，所述蜗杆加工机构能够停止运行；由此，所述蜗杆加工机构在运行时能自动进行上下限位；

所述横向水平壁（43）的中央位置一体地设置有第二小锥齿轮结构（41），所述通孔（42）位于所述第二小锥齿轮结构（41）的中央；

所述大锥齿轮件（52）为右端封闭、左端开口的圆筒状结构，所述圆筒状结构的中心轴线与所述水平传动轴（5）的中心轴线重合，所述圆筒状结构的筒壁的左端外侧设置有锥齿结构，所述竖直锥齿轮（61）的位于所述竖直传动轴（6）右侧的部分伸进到所述圆筒状结构内，所述大锥齿轮件（52）与所述第二小锥齿轮结构（41）啮合；

当所述驱动电机（8）转动时，所述大锥齿轮件（52）能够驱动所述带内螺纹的驱动套筒（4）转动，进而驱动所述带外螺纹的套筒（3）以及所述坯件承载件（2）和坯件（1）在竖直方向运动；所述第一小锥齿轮（51）能够驱动所述竖直传动轴（6）以及所述坯件承载件（2）和坯件（1）在周向方向转动，由此，在切削刀具的作用下，能够在所述坯件（1）上加工出蜗杆齿槽。