CN214999327U - 一种双变速全链消隙伺服驱动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双变速全链消隙伺服驱动装置，包括伺服电机和消隙变速器，所述消隙变速器包括变速器箱体、输入齿轴、齿轴以及消隙转轴，输入齿轴上设置有输入斜齿轮，所述齿轴上设置有斜齿轮，所述消隙转轴通过轴键竖向滑动安装有滑套，滑套的外壁通过胀紧套组件固定安装有消隙斜齿轮，消隙转轴下端通过螺纹套装有预压螺母，预压螺母上端面设置有弹簧下支撑座，弹簧下支撑座套装在消隙转轴上，所述滑套的下端面分布开设有多个弹簧槽，弹簧槽内设置有消隙弹簧。本实用新型的结构设计合理，精度更高，平稳性更好，结构更加紧凑，能够满足大部分高精密传动场合的使用，整体制作成本更低，方便后期保养维护。

Description

一种双变速全链消隙伺服驱动装置

技术领域

本实用新型涉及机床传动技术领域，具体为一种双变速全链消隙伺服驱动装置。

背景技术

目前，机械加工上的机床摆头的传动方式主要有三种：1、采用力矩电机直接进行驱动，具有整个传动链没有间隙、转速快、精度高等优点，但是，使用寿命相对较短，容易损坏，一旦损坏，则会报废，基本无法进行后期维护修复；2、采用蜗轮蜗杆进行传动，特点是扭矩大、转速慢，由于蜗轮蜗杆传动是通过滑动摩擦进行的，因此，蜗轮蜗杆传动具有传动间隙，有间隙就会容易产生抖动，容易导致后续加工的产品精度、光洁度降低；3、采用消隙齿轮机构进行传动，消隙齿轮机构的传动扭矩位于上述两者传动之间，消隙齿轮机构的转速也位于上述两者传动之间，可以满足大部分场合的机床摆头使用。

现有消隙齿轮机构的驱动装置大多是伺服电机先经过减速器，然后，再通过消隙机构将驱动一分为二，进行消隙处理，此种消隙方式，无法对减速器内部进行消隙处理；另外，伺服电机经过减速器减速后，输出的扭矩增大，导致后续消隙机构中的传动齿轮的尺寸都会相应增大，使得消隙机构的空间体积较大；且现有消隙齿轮机构的结构设计存在一定的缺陷，难以达到与力矩电机相媲美的精度。本申请为解决上述问题，提出了一种双变速全链消隙伺服驱动装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种双变速全链消隙伺服驱动装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种双变速全链消隙伺服驱动装置，包括伺服电机和消隙变速器，所述消隙变速器包括变速器箱体、转动安装在变速器箱体内的输入齿轴、齿轴以及消隙转轴，所述输入齿轴的输入端与伺服电机驱动连接，输入齿轴上设置有输入斜齿轮，所述齿轴上设置有用于与输入斜齿轮啮合的斜齿轮，所述消隙转轴通过轴键竖向滑动安装有滑套，滑套的外壁通过胀紧套组件固定安装有消隙斜齿轮，消隙转轴下端通过螺纹套装有预压螺母，预压螺母上端面设置有弹簧下支撑座，弹簧下支撑座套装在消隙转轴上，所述滑套的下端面分布开设有多个弹簧槽，弹簧槽内设置有消隙弹簧，消隙弹簧的一端与弹簧槽内部顶壁抵触连接，消隙弹簧的另一端与弹簧下支撑座抵触连接。

优选的，所述消隙转轴的底端伸出变速器箱体，并与左减速器的输入端驱动连接，左减速器的输出端安装有左输出齿轮；

所述齿轴的底端伸出变速器箱体，并与右减速器的输入端驱动连接，右减速器的输出端安装有右输出齿轮；

所述左输出齿轮、右输出齿轮均与末端驱动大齿轮啮合连接。

优选的，所述胀紧套组件包括胀紧套压盖、第一胀紧套、第二胀紧套以及胀紧套连接螺栓，所述消隙斜齿轮的内圈套装在滑套上，且消隙斜齿轮的内圈上端开设有齿轮台阶槽，所述第一胀紧套安装在齿轮台阶槽内，且第一胀紧套具有倒锥形孔，所述第二胀紧套下端的倒锥形面贴合在倒锥形孔中，且第二胀紧套的上端面压贴有胀紧套压盖，胀紧套压盖的四周分布开设有多个压盖安装孔，压盖安装孔内穿设有胀紧套连接螺栓，胀紧套连接螺栓通过螺纹旋装固定在消隙斜齿轮上端面的齿轮端面螺孔中。

优选的，所述伺服电机的输出端通过联轴器与输入齿轴的输入端驱动连接。

优选的，所述变速器箱体的上端开口处固定安装有上箱盖，上箱盖对应齿轴和消隙转轴均开设有上部输出轴安装孔，上部输出轴安装孔内固定安装有输出轴承座，所述齿轴和消隙转轴的顶端均通过输出轴轴承与对应的输出轴承座转动配合连接；

所述变速器箱体的下端面对应齿轴和消隙转轴均开设有下部输出轴安装孔，所述齿轴和消隙转轴的底端均通过输出轴轴承与对应的下部输出轴安装孔转动配合连接。

优选的，所述齿轴和消隙转轴的顶端还固定有压盖，压盖的下端面压贴在最上方的输出轴轴承的上端面；

所述输出轴承座的外侧端面还固定有防尘环圈，防尘环圈套装在压盖外圈。

优选的，所述防尘环圈的内圈开设有防尘环槽，防尘环槽内嵌装有防尘圈，防尘圈的内圈贴附在压盖的圆周外圈。

优选的，所述变速器箱体的下端面对应齿轴和消隙转轴均开设有定位圆槽，定位圆槽内固定安装有第一中心定位环，所述左减速器和右减速器的上端均套装在对应的第一中心定位环上。

优选的，所述上箱盖对应输入齿轴开设有输入轴安装孔，输入轴安装孔内固定安装有上部输入轴承座，所述输入齿轴的上端通过轴承与上部输入轴承座转动配合连接；

所述上部输入轴承座的上端面还固定安装有第二中心定位环，所述伺服电机的壳体下端固定安装在电机座上,电机座的下端套装在第二中心定位环上；

所述变速器箱体的内壁固定安装有下部输入轴承座，所述输入齿轴的下端通过轴承与下部输入轴承座转动配合连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：由于右减速器9和左减速器14均位于对应的传动闭环中，构成双变速全链传动结构，即便右减速器9和左减速器14内部均具有传动间隙，也可以有效消除，从而实现从伺服电机1到末端驱动大齿轮11的全链消隙，使得后续机床摆头或铣头的加工精度大大提高，不仅能够达到与力矩电机相媲美的精度，还能够保证足够的传动力矩，可以满足大部分场合下的机床摆头或铣头的加工使用。本实用新型的结构设计合理，精度更高，平稳性更好，结构更加紧凑，能够满足大部分高精密传动场合的使用，整体制作成本更低，方便后期保养维护。

附图说明

图1为一种双变速全链消隙伺服驱动装置的整体结构示意图；

图2为一种双变速全链消隙伺服驱动装置中消隙变速器的结构示意图；

图3为一种双变速全链消隙伺服驱动装置中胀紧套组件组装的结构示意图；

图4为一种双变速全链消隙伺服驱动装置中防尘环圈的结构示意图。

图中：1-伺服电机，2-联轴器，3-电机座，4-压盖，5-输出轴承座，6-上箱盖，7-齿轴，8-变速器箱体，9-右减速器，10-右输出齿轮，11-末端驱动大齿轮，12-输入齿轴，13-第二中心定位环，14-左减速器，15-左输出齿轮，16-滑套，17-胀紧套压盖，18-第一胀紧套，19-消隙斜齿轮，20-弹簧下支撑座，21-预压螺母，22-第一中心定位环，23-消隙转轴，24-防尘环圈，25-斜齿轮，26-输入斜齿轮，27-第二胀紧套，28-消隙弹簧，29-胀紧套连接螺栓，30-防尘圈。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1～4，本实用新型提供一种技术方案：一种双变速全链消隙伺服驱动装置，包括伺服电机1和消隙变速器，所述消隙变速器包括变速器箱体8、转动安装在变速器箱体8内的输入齿轴12、齿轴7以及消隙转轴23，所述输入齿轴12的输入端与伺服电机1驱动连接，输入齿轴12上设置有输入斜齿轮26，所述齿轴7上设置有用于与输入斜齿轮26啮合的斜齿轮25，所述消隙转轴23通过轴键竖向滑动安装有滑套16，滑套16的外壁通过胀紧套组件固定安装有也用于与输入斜齿轮26啮合的消隙斜齿轮19，消隙转轴23下端通过螺纹套装有预压螺母21，预压螺母21上端面设置有弹簧下支撑座20，弹簧下支撑座20套装在消隙转轴23上，所述滑套16的下端面分布开设有多个弹簧槽，弹簧槽内设置有消隙弹簧28，消隙弹簧28的一端与弹簧槽内部顶壁抵触连接，消隙弹簧28的另一端与弹簧下支撑座20抵触连接。本实施例中的消隙斜齿轮19在传动过程中能够沿着消隙转轴23轴线竖向上下滑动，使得消隙斜齿轮19与输入斜齿轮26稳定接触，配合斜齿轮26与输入斜齿轮26之间的啮合传动，能够实现有效消隙。

通过旋动调节预压螺母21的位置，即可调节消隙弹簧28的张紧力，方便进行调试，以便使得整个传动链达到基本无间隙传动，调试操作使用方便。

其中，所述消隙转轴23的底端伸出变速器箱体8，并与左减速器14的输入端驱动连接，左减速器14的输出端安装有左输出齿轮15；

所述齿轴7的底端伸出变速器箱体8，并与右减速器9的输入端驱动连接，右减速器9的输出端安装有右输出齿轮10；

所述左输出齿轮15、右输出齿轮10均与末端驱动大齿轮11啮合连接。

工作原理：具体工作时，伺服电机1将动力传递给输入齿轴12，输入齿轴12上的输入斜齿轮26将动力一分为二，分别同时传递给斜齿轮25和消隙斜齿轮19，斜齿轮25将动力通过齿轴7传递给右减速器9，右减速器9通过右输出齿轮10将动力传递给末端驱动大齿轮11，形成一个传动闭环；

而消隙斜齿轮19将动力通过消隙转轴23传递给左减速器14，左减速器14通过左输出齿轮15也将动力传递给末端驱动大齿轮11，形成一个传动闭环；

由于右减速器9和左减速器14均位于对应的传动闭环中，构成双变速全链传动结构，即便右减速器9和左减速器14内部均具有传动间隙，也可以有效消除，从而实现从伺服电机1到末端驱动大齿轮11的全链消隙，使得后续机床摆头或铣头的加工精度大大提高，不仅能够达到与力矩电机相媲美的精度，还能够保证足够的传动力矩，可以满足大部分场合下的机床摆头或铣头的加工使用。

另外，右减速器9和左减速器14均位于对应的传动闭环的后端，也可以降低消隙变速器的齿轮的相对设计尺寸，使得整体空间占用更小，结构更加紧凑。

作为具体的实施方案，所述胀紧套组件包括胀紧套压盖17、第一胀紧套18、第二胀紧套27以及胀紧套连接螺栓29，所述消隙斜齿轮19的内圈套装在滑套16上，且消隙斜齿轮19的内圈上端开设有齿轮台阶槽，所述第一胀紧套18安装在齿轮台阶槽内，且第一胀紧套18具有倒锥形孔，所述第二胀紧套27下端的倒锥形面贴合在倒锥形孔中，且第二胀紧套27的上端面压贴有胀紧套压盖17，胀紧套压盖17的四周分布开设有多个压盖安装孔，压盖安装孔内穿设有胀紧套连接螺栓29，胀紧套连接螺栓29通过螺纹旋装固定在消隙斜齿轮19上端面的齿轮端面螺孔中。

通过胀紧套组件可将消隙斜齿轮19稳定地安装在滑套16上，方便组装和拆卸，有利于后期的保养维护。

其中，所述伺服电机1的输出端通过联轴器2与输入齿轴12的输入端驱动连接。

所述变速器箱体8的上端开口处固定安装有上箱盖6，上箱盖6对应齿轴7和消隙转轴23均开设有上部输出轴安装孔，上部输出轴安装孔内固定安装有输出轴承座5，所述齿轴7和消隙转轴23的顶端均通过输出轴轴承与对应的输出轴承座5转动配合连接；

所述变速器箱体8的下端面对应齿轴7和消隙转轴23均开设有下部输出轴安装孔，所述齿轴7和消隙转轴23的底端均通过输出轴轴承与对应的下部输出轴安装孔转动配合连接。齿轴7和消隙转轴23的组装结构设计合理，方便组装和拆卸，有利于后期的保养维护。

其中，所述齿轴7和消隙转轴23的顶端还固定有压盖4，压盖4的下端面压贴在最上方的输出轴轴承的上端面；

所述输出轴承座5的外侧端面还固定有防尘环圈24，防尘环圈24套装在压盖4外圈。

为了提高消隙变速器的防尘效果，在本实施例中，所述防尘环圈24的内圈开设有防尘环槽，防尘环槽内嵌装有防尘圈30，防尘圈30的内圈贴附在压盖4的圆周外圈。

所述变速器箱体8的下端面对应齿轴7和消隙转轴23均开设有定位圆槽，定位圆槽内固定安装有第一中心定位环22，所述左减速器14和右减速器9的上端均套装在对应的第一中心定位环22上。第一中心定位环22的中心轴线与对应的齿轴7或对应的消隙转轴23的中心轴线重合，第一中心定位环22的设置，使得组装后的左减速器14的中心轴线能够与消隙转轴23的中心轴线重合，使得组装后的右减速器9的中心轴线能够与齿轴7的中心轴线重合，确保左减速器14和右减速器9具有良好的装配精度。

其中，所述上箱盖6对应输入齿轴12开设有输入轴安装孔，输入轴安装孔内固定安装有上部输入轴承座，所述输入齿轴12的上端通过轴承与上部输入轴承座转动配合连接；

所述上部输入轴承座的上端面还固定安装有第二中心定位环13，所述伺服电机1的壳体下端固定安装在电机座3上,电机座3的下端套装在第二中心定位环13上；第二中心定位环13的中心轴线与对应的输入齿轴12的中心轴线重合，第二中心定位环13的设置，使得组装后的伺服电机1的传动轴中心轴线能够与输入齿轴12的中心轴线重合，确保伺服电机1具有良好的装配精度。

所述变速器箱体8的内壁固定安装有下部输入轴承座，所述输入齿轴12的下端通过轴承与下部输入轴承座转动配合连接。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种双变速全链消隙伺服驱动装置，其特征在于：包括伺服电机（1）和消隙变速器，所述消隙变速器包括变速器箱体（8）、转动安装在变速器箱体（8）内的输入齿轴（12）、齿轴（7）以及消隙转轴（23），所述输入齿轴（12）的输入端与伺服电机（1）驱动连接，输入齿轴（12）上设置有输入斜齿轮（26），所述齿轴（7）上设置有用于与输入斜齿轮（26）啮合的斜齿轮（25），所述消隙转轴（23）通过轴键竖向滑动安装有滑套（16），滑套（16）的外壁通过胀紧套组件固定安装有消隙斜齿轮（19），消隙转轴（23）下端通过螺纹套装有预压螺母（21），预压螺母（21）上端面设置有弹簧下支撑座（20），弹簧下支撑座（20）套装在消隙转轴（23）上，所述滑套（16）的下端面分布开设有多个弹簧槽，弹簧槽内设置有消隙弹簧（28），消隙弹簧（28）的一端与弹簧槽内部顶壁抵触连接，消隙弹簧（28）的另一端与弹簧下支撑座（20）抵触连接。

2.根据权利要求1所述的一种双变速全链消隙伺服驱动装置，其特征在于：所述消隙转轴（23）的底端伸出变速器箱体（8），并与左减速器（14）的输入端驱动连接，左减速器（14）的输出端安装有左输出齿轮（15）；

所述齿轴（7）的底端伸出变速器箱体（8），并与右减速器（9）的输入端驱动连接，右减速器（9）的输出端安装有右输出齿轮（10）；

所述左输出齿轮（15）、右输出齿轮（10）均与末端驱动大齿轮（11）啮合连接。

3.根据权利要求1所述的一种双变速全链消隙伺服驱动装置，其特征在于：所述胀紧套组件包括胀紧套压盖（17）、第一胀紧套（18）、第二胀紧套（27）以及胀紧套连接螺栓（29），所述消隙斜齿轮（19）的内圈套装在滑套（16）上，且消隙斜齿轮（19）的内圈上端开设有齿轮台阶槽，所述第一胀紧套（18）安装在齿轮台阶槽内，且第一胀紧套（18）具有倒锥形孔，所述第二胀紧套（27）下端的倒锥形面贴合在倒锥形孔中，且第二胀紧套（27）的上端面压贴有胀紧套压盖（17），胀紧套压盖（17）的四周分布开设有多个压盖安装孔，压盖安装孔内穿设有胀紧套连接螺栓（29），胀紧套连接螺栓（29）通过螺纹旋装固定在消隙斜齿轮（19）上端面的齿轮端面螺孔中。

4.根据权利要求1所述的一种双变速全链消隙伺服驱动装置，其特征在于：所述伺服电机（1）的输出端通过联轴器（2）与输入齿轴（12）的输入端驱动连接。

5.根据权利要求2所述的一种双变速全链消隙伺服驱动装置，其特征在于：所述变速器箱体（8）的上端开口处固定安装有上箱盖（6），上箱盖（6）对应齿轴（7）和消隙转轴（23）均开设有上部输出轴安装孔，上部输出轴安装孔内固定安装有输出轴承座（5），所述齿轴（7）和消隙转轴（23）的顶端均通过输出轴轴承与对应的输出轴承座（5）转动配合连接；

所述变速器箱体（8）的下端面对应齿轴（7）和消隙转轴（23）均开设有下部输出轴安装孔，所述齿轴（7）和消隙转轴（23）的底端均通过输出轴轴承与对应的下部输出轴安装孔转动配合连接。

6.根据权利要求5所述的一种双变速全链消隙伺服驱动装置，其特征在于：所述齿轴（7）和消隙转轴（23）的顶端还固定有压盖（4），压盖（4）的下端面压贴在最上方的输出轴轴承的上端面；

所述输出轴承座（5）的外侧端面还固定有防尘环圈（24），防尘环圈（24）套装在压盖（4）外圈。

7.根据权利要求6所述的一种双变速全链消隙伺服驱动装置，其特征在于：所述防尘环圈（24）的内圈开设有防尘环槽，防尘环槽内嵌装有防尘圈（30），防尘圈（30）的内圈贴附在压盖（4）的圆周外圈。

8.根据权利要求5所述的一种双变速全链消隙伺服驱动装置，其特征在于：所述变速器箱体（8）的下端面对应齿轴（7）和消隙转轴（23）均开设有定位圆槽，定位圆槽内固定安装有第一中心定位环（22），所述左减速器（14）和右减速器（9）的上端均套装在对应的第一中心定位环（22）上。

9.根据权利要求8所述的一种双变速全链消隙伺服驱动装置，其特征在于：所述上箱盖（6）对应输入齿轴（12）开设有输入轴安装孔，输入轴安装孔内固定安装有上部输入轴承座，所述输入齿轴（12）的上端通过轴承与上部输入轴承座转动配合连接；

所述上部输入轴承座的上端面还固定安装有第二中心定位环（13），所述伺服电机（1）的壳体下端固定安装在电机座（3）上,电机座（3）的下端套装在第二中心定位环（13）上；

所述变速器箱体（8）的内壁固定安装有下部输入轴承座，所述输入齿轴（12）的下端通过轴承与下部输入轴承座转动配合连接。

Images