[go: up one dir, main page]

RU2203161C2 - Apparatus for rotating spindle - Google Patents

Apparatus for rotating spindle Download PDF

Info

Publication number
RU2203161C2
RU2203161C2 RU2001109143A RU2001109143A RU2203161C2 RU 2203161 C2 RU2203161 C2 RU 2203161C2 RU 2001109143 A RU2001109143 A RU 2001109143A RU 2001109143 A RU2001109143 A RU 2001109143A RU 2203161 C2 RU2203161 C2 RU 2203161C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
spindle
intermediate shaft
gear wheel
additional
main
Prior art date
Application number
RU2001109143A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2001109143A (en
Inventor
В.А. Полетаев
А.Ю. Пудов
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" filed Critical Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн"
Priority to RU2001109143A priority Critical patent/RU2203161C2/en
Publication of RU2001109143A publication Critical patent/RU2001109143A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2203161C2 publication Critical patent/RU2203161C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Turning (AREA)

Abstract

FIELD: machine engineering, machine tool manufacture, machine tools for milling parts such as crank shafts, wheel rims and shaft-pinions. SUBSTANCE: apparatus includes intermediate shaft mounted in body of spindle stock; braking ring fixed in circumferential direction, and main gearing whose driving gear wheel is mounted on intermediate shaft and whose driven gear wheel is mounted stationary on spindle. Apparatus is provided with compression spring and additional gearing whose driven gear wheel is mounted on spindle with possibility of rotation around its axis and whose driving gear wheel is mounted on intermediate shaft. Driving gear wheel of main and additional gearings are mounted stationary on intermediate shaft. Braking ring is mounted on spindle with possibility of abutting to end of driven gear wheel of additional gearing. Transfer ratio of additional gearing may be more than that of main gearing. EFFECT: improved design providing enhanced uniformity of spindle rotation due to preliminary loading of terminal link of kinematic circuit. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, в частности станкостроения, и может быть использовано в станках для круглого фрезерования деталей, например коленчатых и распределительных валов, ободов колес, валов-шестерен и т.д. The invention relates to the field of mechanical engineering, in particular machine tools, and can be used in machines for round milling of parts, such as crankshafts and camshafts, wheel rims, gear shafts, etc.

Известно устройство для вращения шпинделя, имеющее возможность передачи на шпиндель крутящих моментов, значения которых отличаются в большом диапазоне. Оно содержит шпиндель и промежуточный вал, расположенные параллельно друг другу в корпусе шпиндельной бабки. На шпинделе расположены шкив и зубчатые колеса, имеющие возможность зацепления с зубчатыми колесами, расположенными на промежуточном валу. Кроме того, на шпинделе расположена муфта, имеющая возможность сцепления со шкивом ременной передачи, который установлен на шпинделе с возможностью вращения вокруг его оси [Кучер И.М. Металлорежущие станки. Основы конструирования и расчета -Л.: Машиностроение, 1970 с. 253]. A device for rotating the spindle is known having the ability to transmit torques to the spindle, the values of which differ in a wide range. It contains a spindle and an intermediate shaft located parallel to each other in the headstock housing. On the spindle there is a pulley and gears, which can be engaged with gears located on the countershaft. In addition, on the spindle there is a clutch having the ability to engage with the belt pulley, which is mounted on the spindle with the possibility of rotation around its axis [I. Kucher Metal cutting machines. Fundamentals of design and calculation -L .: Engineering, 1970 p. 253].

Данное устройство обеспечивает передачу крутящего момента от привода вращения шпинделя непосредственно через ременную передачу или через перебор зубчатых колес промежуточного вала. Это позволяет вести обработку как в токарном режиме, так и режиме фрезерования. Однако данное устройство при передаче крутящего момента на шпиндель через промежуточный вал не может обеспечить равномерное его вращение, что обусловлено дефектами изготовления зубчатых колес, составляющих кинематическую цепь устройства. This device provides the transmission of torque from the spindle rotation drive directly through a belt drive or through the exhaust gears of the intermediate shaft. This allows processing both in turning mode and milling mode. However, this device when transmitting torque to the spindle through the intermediate shaft cannot ensure its uniform rotation, due to defects in the manufacture of gears that make up the kinematic chain of the device.

Неравномерность вращения шпинделя данного устройства существенно возрастет при осуществлении обработки методом фрезерования с круговой подачей детали. Это обусловлено тем, что при обработке многолезвийным инструментом деталь подвергается действию сил резания, которые имеют циклический характер. Под действием переменных сил резания механизм вращения шпинделя испытывает постоянные вибрации, в результате действия которых постоянно изменяется величина упругих деформаций кинематической цепи вращения шпинделя. Это приводит к изменению зазоров в передачах, обуславливает неравномерность вращения детали, что снижает стойкость режущего инструмента. The non-uniformity of the spindle rotation of this device will increase significantly when machining by milling with a circular feed of the part. This is due to the fact that when machining with a multi-blade tool, the part is subjected to the action of cutting forces, which are cyclical in nature. Under the influence of variable cutting forces, the spindle rotation mechanism experiences constant vibrations, as a result of which the magnitude of the elastic deformations of the kinematic chain of rotation of the spindle is constantly changing. This leads to a change in the gaps in the gears, causes uneven rotation of the part, which reduces the resistance of the cutting tool.

Для устранения данных явлений в приводах вращения шпинделей, осуществляющих круговую подачу детали, используют устройства для осуществления предварительного нагружения кинематической цепи механизма вращения. Величина предварительного нагружения устанавливается обычно на 5-10% больше сил трения и сил упругих деформаций, возникающих в механизмах вращения детали при их нагружении силами резания [Ермаков Ю.М. Технология и станки тангенциального точения. -М.: Машиностроение, 1979, с. 112]. To eliminate these phenomena in the spindle drives, providing a circular feed of the part, use devices for the preliminary loading of the kinematic chain of the rotation mechanism. The magnitude of the preload is usually set at 5-10% more friction and elastic deformation forces that occur in the mechanisms of rotation of the part when they are loaded by cutting forces [Yermakov Yu.M. Technology and tangential turning machines. -M.: Engineering, 1979, p. 112].

Известно устройство для вращения шпинделя, которое содержит промежуточный вал, установленный в корпусе шпиндельной бабки, тормозное кольцо и зубчатую передачу. Ведущее колесо этой передачи установлено на промежуточном валу с возможностью перемещения вдоль него и контакта с тормозным кольцом, расположенным на опоре промежуточного вала. Ведомое колесо установлено на шпинделе неподвижно. A device for rotating the spindle is known, which comprises an intermediate shaft mounted in the housing of the headstock, a brake ring and a gear transmission. The drive wheel of this gear is mounted on the intermediate shaft with the possibility of movement along it and contact with the brake ring located on the support of the intermediate shaft. The driven wheel is fixed on the spindle.

Такое устройство может осуществлять вращение детали как при токарной обработке, так и при фрезеровании с круговой подачей детали. Such a device can rotate a part both during turning and during milling with a circular feed of the part.

При работе устройства вращение на шпиндель передается через зубчатую передачу, ведущее колесо которой, перемещаясь вдоль оси промежуточного вала, входит в зацепление с ведомым колесом на шпинделе. Торец ведущего колеса при этом контактирует с торцом тормозного кольца. Вследствие этого при передаче крутящего момента на шпиндель устройство для его вращения преодолевает некоторый момент сил трения, возникающий на ведущем колесе при его контакте с тормозным кольцом. С помощью подобного предварительного нагружения кинематической цепи устройства для вращения шпинделя осуществляется не только выбор зазоров в передачах, но и устранение перемещений различных элементов цепи, вызванных ее упругими деформациями, которые обусловлены погрешностями изготовления деталей, составляющих кинематическую цепь механизма вращения детали. [А.с. 1704932, В 23 В 19/02. Привод вращения шпинделя, БИ 2 от 15.01.92. ]. When the device is operating, rotation to the spindle is transmitted through a gear transmission, the drive wheel of which, moving along the axis of the intermediate shaft, is engaged with the driven wheel on the spindle. The end face of the drive wheel in this case is in contact with the end face of the brake ring. As a result of this, when transmitting torque to the spindle, the device for its rotation overcomes a certain moment of friction forces arising on the drive wheel in contact with the brake ring. Using such a preliminary loading of the kinematic chain of the device for rotating the spindle, not only the selection of the gaps in the gears is carried out, but also the displacements of various elements of the chain caused by its elastic deformations, which are caused by manufacturing errors of parts making up the kinematic chain of the part rotation mechanism, are eliminated. [A.S. 1704932, B 23 V 19/02. Spindle rotation drive, BI 2 from 01/15/92. ].

Недостатки данного устройства. The disadvantages of this device.

Неполное исключение неравномерности вращения шпинделя. Incomplete exclusion of uneven spindle rotation.

Это обусловлено тем, что тормозное кольцо и контактирующее с ним зубчатое колесо установлены на предпоследнем звене кинематической цепи привода вращения шпинделя. Соответственно зазоры и упругие деформации последнего звена этой цепи в данном устройстве не компенсированы. Это обуславливает неравномерность вращения детали и неравномерную круговую подачу заготовки при фрезеровании. This is due to the fact that the brake ring and the gear in contact with it are mounted on the penultimate link of the kinematic chain of the spindle rotation drive. Accordingly, the gaps and elastic deformations of the last link of this chain in this device are not compensated. This leads to uneven rotation of the part and uneven circular feed of the workpiece during milling.

Интенсивный износ тормозного кольца. Intense brake ring wear.

Это обусловлено тем что кольцо установлено неподвижно относительно ведущего колеса, поэтому относительная скорость поверхностей трения кольца и зубчатого колеса является наибольшей из всех возможных в данном механизме. This is due to the fact that the ring is fixedly mounted relative to the drive wheel, therefore, the relative speed of the friction surfaces of the ring and gear is the largest of all possible in this mechanism.

Изобретением решаются следующие задачи:
- повышение равномерности вращения шпинделя за счет предварительного нагружения конечного звена кинематической цепи устройства для его вращения;
- уменьшение интенсивности износа тормозного кольца за счет уменьшения скорости относительного движения поверхностей трения.
The invention solves the following tasks:
- increasing the uniformity of rotation of the spindle due to the preliminary loading of the final link of the kinematic chain of the device for its rotation;
- a decrease in the wear rate of the brake ring due to a decrease in the speed of the relative motion of the friction surfaces.

Для достижения указанного технического результата устройство для вращения шпинделя содержит промежуточный вал, расположенный в корпусе шпиндельной бабки, тормозное кольцо, зафиксированное в окружном направлении, и основную зубчатую передачу, ведущее колесо которой установлено на промежуточном валу, а ведомое неподвижно на шпинделе. To achieve the technical result, the device for rotating the spindle comprises an intermediate shaft located in the headstock housing, a brake ring fixed in the circumferential direction, and a main gear transmission, the drive wheel of which is mounted on the intermediate shaft, and the driven one is stationary on the spindle.

Новым в изобретении является то, что устройство снабжено пружиной сжатия и дополнительной зубчатой передачей, ведомое колесо которой установлено на шпинделе с возможностью вращения вокруг его оси, а ведущее на промежуточном валу. Ведущие колеса основной и дополнительной зубчатых передач установлены на промежуточном валу неподвижно, тормозное кольцо установлено на шпинделе с возможностью замыкания с торцом ведомого колеса дополнительной передачи посредством пружины сжатия. Дополнительная зубчатая передача выполнена с передаточным числом, большим, чем основная. New in the invention is that the device is equipped with a compression spring and an additional gear transmission, the driven wheel of which is mounted on the spindle with the possibility of rotation around its axis, and the drive on the intermediate shaft. The drive wheels of the main and additional gears are fixed on the countershaft, the brake ring is mounted on the spindle with the possibility of closing with the end face of the driven wheel of the additional gear by means of a compression spring. An additional gear transmission is made with a gear ratio greater than the main one.

На фиг.1 представлена кинематическая схема устройства для вращения шпинделя станка для круглого фрезерования; на фиг.2 - узел А на фиг.1 (сборочный чертеж, разрез). Figure 1 presents the kinematic diagram of a device for rotating the spindle of a machine for circular milling; figure 2 - node a in figure 1 (assembly drawing, section).

Устройство для вращения шпинделя 1 расположено в корпусе шпиндельной бабки 2, которая установлена на станине 3 станка для круглого фрезерования. Промежуточный вал 4 установлен в корпусе шпиндельной бабки 2 и связан через червячный редуктор 5 с бесступенчатым приводом 6. Устройство снабжено основной и дополнительной зубчатыми передачами. Ведущие колеса 7 и 8 основной и дополнительной передач установлены на промежуточном валу 4 неподвижно относительно оси его вращения. Ведомое колесо 9 основной зубчатой передачи установлено неподвижно на шпинделе 1, а ведомое колесо 10 дополнительной передачи установлено на шпинделе 1 с возможностью вращения вокруг его оси 11. Устройство содержит тормозное кольцо 12, установленное неподвижно в окружном направлении на шпинделе 1, торец которого замкнут с торцом зубчатого колеса 10 пружиной сжатия 13, которая регулируется гайкой 14, также установленной на шпинделе 1. A device for rotating the spindle 1 is located in the housing of the headstock 2, which is installed on the frame 3 of the machine for circular milling. The intermediate shaft 4 is installed in the housing of the headstock 2 and is connected via a worm gear 5 with a stepless drive 6. The device is equipped with a main and additional gears. The driving wheels 7 and 8 of the main and additional gears are mounted on the intermediate shaft 4 motionless relative to the axis of its rotation. The driven gear wheel 9 of the main gear is fixedly mounted on the spindle 1, and the driven gear 10 of the additional gear is mounted on the spindle 1 with the possibility of rotation around its axis 11. The device contains a brake ring 12 mounted stationary in the circumferential direction on the spindle 1, the end of which is closed with the end gear wheel 10 compression spring 13, which is regulated by a nut 14, also mounted on the spindle 1.

Для уменьшения интенсивности износа тормозного кольца 12 передаточное число дополнительной передачи 8, 10 больше, чем основной 7, 9. To reduce the wear rate of the brake ring 12, the gear ratio of the additional gear 8, 10 is greater than the main 7, 9.

Работает устройство следующим образом. The device operates as follows.

Вращение от бесступенчатого привода 6 через червячный редуктор 5 передается на промежуточный вал 4 и от него через основную зубчатую передачу (колеса 7,9) на шпиндель 1. Частота вращения шпинделя 1 определяется передаточным числом этой передачи. Ведущее колесо 8 дополнительной зубчатой передачи передает вращение от вала 4 ведомому колесу 10, которое вращается относительно оси 11 шпинделя 1. Поскольку передаточное число дополнительной передачи (колеса 8, 10) больше, чем основной (колеса 7, 9), то колесо 10 вращается вокруг оси 11 шпинделя 1 медленнее, чем прижатое к его торцу тормозное кольцо 12, вращающееся со скоростью шпинделя 1. Между торцами кольца 12 и зубчатого колеса 10 возникает момент сил трения, определяющий величину предварительного нагружения всей кинематической цепи. Величина момента сил трения определяется усилием прижатия кольца 12 к зубчатому колесу 10. The rotation from the stepless drive 6 through the worm gear 5 is transmitted to the intermediate shaft 4 and from it through the main gear (wheels 7.9) to the spindle 1. The speed of the spindle 1 is determined by the gear ratio of this gear. The drive wheel 8 of the additional gear transmits rotation from the shaft 4 to the driven wheel 10, which rotates about the axis 11 of the spindle 1. Since the gear ratio of the additional transmission (wheels 8, 10) is larger than the main gear (wheels 7, 9), the wheel 10 rotates around axis 11 of the spindle 1 is slower than the brake ring 12 pressed against its end, rotating with the speed of the spindle 1. Between the ends of the ring 12 and the gear wheel 10 there is a moment of friction, which determines the amount of preloading of the entire kinematic chain. The magnitude of the moment of friction forces is determined by the force of pressing the ring 12 to the gear wheel 10.

Разность скоростей вращения кольца 12 и колеса 10 составляет не более 5-10%, что обуславливает незначительную скорость относительного движения, а соответственно и интенсивность истирания фрикционной поверхности тормозного кольца 12. Поскольку усилие предварительного нагружения осуществляется непосредственно на шпинделе 1, то это позволяет исключить раскрытие зазоров в кинематической цепи вращения шпинделя по всей ее длине. Кроме того, незначительная разность в скоростях вращения шпинделя 1 и колеса 10, препятствующего его вращению, обеспечивает высокую долговечность тормозного кольца. The difference in the rotational speeds of the ring 12 and the wheel 10 is not more than 5-10%, which leads to an insignificant speed of relative motion, and, accordingly, the abrasion rate of the friction surface of the brake ring 12. Since the preloading force is carried out directly on the spindle 1, this eliminates the gap opening in the kinematic chain of spindle rotation along its entire length. In addition, a slight difference in the speeds of rotation of the spindle 1 and the wheel 10, preventing its rotation, provides high durability of the brake ring.

Claims (2)

1. Устройство для вращения шпинделя, содержащее промежуточный вал, установленный в корпусе шпиндельной бабки, тормозное кольцо, зафиксированное в окружном направлении, и основную зубчатую передачу, ведущее колесо которой установлено на промежуточном валу, а ведомое - неподвижно на шпинделе, отличающееся тем, что оно снабжено пружиной сжатия и дополнительной зубчатой передачей, ведомое колесо которой установлено на шпинделе с возможностью вращения вокруг его оси, а ведущее - на промежуточном валу, при этом ведущие колеса основной и дополнительной зубчатых передач установлены на промежуточном валу неподвижно, тормозное кольцо установлено на шпинделе с возможностью замыкания с торцом ведомого колеса дополнительной зубчатой передачи посредством пружины сжатия. 1. A device for rotating the spindle, comprising an intermediate shaft mounted in the housing of the headstock, a brake ring fixed in the circumferential direction, and a main gear transmission, the drive wheel of which is mounted on the intermediate shaft, and the driven one is stationary on the spindle, characterized in that it equipped with a compression spring and an additional gear transmission, the driven wheel of which is mounted on the spindle with the possibility of rotation around its axis, and the drive on the intermediate shaft, while the drive wheels of the main and additional tion of gears mounted on the intermediate shaft fixedly, the brake ring is mounted on the spindle, with the closure with the end face of the driven gear wheels further through compression of the spring. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что дополнительная зубчатая передача выполнена с передаточным числом, большим, чем основная. 2. The device according to claim 1, characterized in that the additional gear transmission is made with a gear ratio greater than the main one.
RU2001109143A 2001-04-05 2001-04-05 Apparatus for rotating spindle RU2203161C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001109143A RU2203161C2 (en) 2001-04-05 2001-04-05 Apparatus for rotating spindle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001109143A RU2203161C2 (en) 2001-04-05 2001-04-05 Apparatus for rotating spindle

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2001109143A RU2001109143A (en) 2003-01-20
RU2203161C2 true RU2203161C2 (en) 2003-04-27

Family

ID=20248093

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001109143A RU2203161C2 (en) 2001-04-05 2001-04-05 Apparatus for rotating spindle

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2203161C2 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1581409A (en) * 1977-06-08 1980-12-10 Gildemeister Ag Brake device for a rotatable spindle
SU1704932A1 (en) * 1987-01-06 1992-01-15 Ивановское Специальное Конструкторское Бюро Расточных Станков Spindle rotation drive

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1581409A (en) * 1977-06-08 1980-12-10 Gildemeister Ag Brake device for a rotatable spindle
SU1704932A1 (en) * 1987-01-06 1992-01-15 Ивановское Специальное Конструкторское Бюро Расточных Станков Spindle rotation drive

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ЕРМАКОВ Ю.М. Технология и станки тангенциального точения. - М.: Машиностроение, 1972, с.111 и 112, рис.56. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SG184521A1 (en) Gear train unit and arrangement for a stamping press
KR100415734B1 (en) Method and apparatus for polishing external-tooth gears
US5092190A (en) Transmission device
KR101456304B1 (en) Driving device of rotary table
RU2123627C1 (en) Cycloidal reduction gear
RU2203161C2 (en) Apparatus for rotating spindle
HU209638B (en) Method and apparatus for generating machining with abrasive belt
CA1181260A (en) Variable speed rotary power transmission
RU2071405C1 (en) Feeler spindle rotational drive of cam shaft working machine
US4479294A (en) Secondary working apparatus
CN215239283U (en) Spoon structure double-shaft rotary table combining worm and gear with toothed belt
KR100225137B1 (en) Manufacturing method of inner roller and outer roller of inner gear planetary gear structure
RU2117573C1 (en) Circular saw
SU1214337A1 (en) Metal-working machine tool
SU1747148A1 (en) Grain processing device
RU2242649C2 (en) Clearanceless reduction gear
WO2024063709A1 (en) Roller bearing assembly driven reducer with camshaft
KR830000933B1 (en) Overload release clutch
SU1678607A1 (en) Hinge of manipulator
CN100436890C (en) Auxiliary start device
SU1235069A2 (en) Metal-working machine tool
RU2062213C1 (en) Device for two-sided finishing of planes
SU1720845A1 (en) Apparatus for diamond ironing of cylindrical parts
KR200309520Y1 (en) planetary roller reduction gear
RU2011538C1 (en) Crank press drive

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200406