CN117300271A - 一种磨齿机用刀架摆角驱动机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磨齿机用刀架摆角驱动机构，包括：设备机体和设置在所述设备机体内部的驱动腔，以及设置在所述驱动腔内部的蜗轮和蜗杆；所述蜗轮的侧面与所述蜗杆的侧面相啮合；所述设备机体的顶部设置有驱动组件，采用磁力原理驱动蜗杆啮合蜗轮带动刀架转动，能够快速改变磁场的强度和方向，进而实现快速的运动控制，并且无需机械传动，避免了摩擦和磨损，消除了机械传动误差。伺服电机通过磁力带动蜗杆转动，蜗杆带动蜗轮旋转，蜗轮转轴后侧，配置西门子24位绝对编码器，保证旋转精度，蜗轮一端侧面配置真空锁紧组件，在电机停止驱动时候锁紧蜗杆，保证加工时候刀架角度不变，腔体内部使用时候灌装润滑油，保证了蜗轮蜗杆使用寿命。

Description

一种磨齿机用刀架摆角驱动机构

技术领域

本发明涉及数控制造技术领域，尤其涉及一种磨齿机用刀架摆角驱动机构。

背景技术

磨齿机用于高速、精确地磨削圆柱直、斜齿轮，其目的是修整齿轮热处理后的变形，提高齿面精度以及光洁度，达到传动平稳、降低噪音以及提高精度的要求。

现有技术中的立式磨齿机，在使用的时候，由于加工工件螺旋角不一，所有刀架要进行正负45°的摆角，其中需要使用到刀架摆角机构完成摆角操作，在刀架摆角机构控制刀架的角度时，多采用伺服电机和减速机的组合来驱动蜗轮蜗杆，进而驱动刀架摆角机构控制刀架角度，由于传统的机械传动中，存在摩擦等问题，长时间使用后，磨损的问题难以避免，容易导致控制运动时的误差增大，进而使得驱动的精度较低。

磨齿机中的锁紧机构通常采用液压涨紧环，通过液压系统提供的压力，使活塞向外施加压力，用于固定蜗轮接盘的固定端，在停止驱动时锁紧主轴，保证加工时刀架角度不变，确保在磨削过程中不会发生位移或晃动，从而保证磨削的精度和质量，但在实际应用中，往往需要复杂的液压系统，锁紧过程中存在振动和冲击，可能产生轴向移位和偏差。

因此，有必要针对现有技术中的存在的缺陷进行改进，以解决上述问题。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供一种磨齿机用刀架摆角驱动机构。为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种磨齿机用刀架摆角驱动机构，包括：设备机体和设置在所述设备机体内部的驱动腔，以及设置在所述驱动腔内部的蜗轮和蜗杆；所述蜗轮的侧面与所述蜗杆的侧面相啮合；

所述设备机体的内部开设有第一连接槽和第二连接槽，所述第一连接槽和所述第二连接槽贯通至所述驱动腔的内部，所述蜗杆的两端分别位于所述第一连接槽和所述第二连接槽的内部；

所述设备机体的顶部设置有驱动组件，所述驱动组件包括：设置在所述设备机体顶部的伺服电机，设置在所述伺服电机输出端的输出轴，以及设置在所述输出轴一端的主动磁体；所述主动磁体的底部固定有主动耦合磁块，所述蜗杆位于所述第一连接槽内部的一端设置有从动磁体，所述从动磁体的顶部固定有从动耦合磁块，所述主动耦合磁块和所述从动耦合磁块与所述设备机体之间均设置有隔离套。

本发明一个较佳实施例中，所述第二连接槽的内部设置有真空锁紧组件，所述真空锁紧组件包括：开设在所述蜗杆位于所述第二连接槽内部侧面的吸附槽，固定在所述第二连接槽内壁的固定框，以及设置在所述固定框内侧的若干真空吸盘；若干所述真空吸盘的吸附端位于所述吸附槽的内部，若干所述真空吸盘的一端连接有若干真空管，若干所述真空管的一端与真空发生单元连接。

本发明一个较佳实施例中，所述输出轴和所述蜗杆位于同一中轴线上。

本发明一个较佳实施例中，所述主动磁体为永磁体外磁钢，所述从动磁体为永磁体内磁钢。

本发明一个较佳实施例中，所述蜗轮位于所述设备机体的中部，所述蜗轮主轴的一端连接有刀架。

本发明一个较佳实施例中，所述第一连接槽的内侧固定有第一轴承，所述第一轴承的内侧与所述蜗杆位于所述第一连接槽内部的侧面固定连接，所述第二连接槽的内侧固定有第二轴承，所述第二轴承的内侧与所述蜗杆位于所述第二连接槽内部的侧面固定连接。

本发明一个较佳实施例中，所述蜗轮的转轴中部设置有用于保证所述蜗轮旋转精度的编码器。

本发明一个较佳实施例中，所述设备机体的一侧设置有润滑油进口和润滑油出口，所述润滑油进口和所述润滑油出口的一端均设置有连接油管，所述连接油管的一端贯通至所述驱动腔的内部。

本发明一个较佳实施例中，所述设备机体的背面设置有用于方便观察所述驱动腔内部润滑油状况的润滑油观察口。

本发明一个较佳实施例中，所述设备机体的正面设置有用于引导刀架运动的若干Z轴导轨滑块。

本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：

(1)本发明提供了一种磨齿机用刀架摆角驱动机构，采用刀架摆角转动，伺服电机通过磁力带动蜗杆转动，蜗杆带动蜗轮旋转，蜗轮转轴后侧，配置西门子24位绝对编码器，保证旋转精度，蜗轮一端侧面配置真空锁紧组件，在电机停止驱动时候锁紧蜗杆，保证加工时候刀架角度不变，腔体内部使用时候灌装润滑油，保证了蜗轮蜗杆使用寿命。

(2)本发明中通过在设备机体的顶部设置驱动组件，在伺服电机、主动磁体、主动耦合磁块、从动磁体和从动耦合磁块的配合下，采用磁力原理驱动蜗杆啮合蜗轮带动刀架转动，磁力驱动具有较快的动态响应能力，能够快速改变磁场的强度和方向，进而实现快速的运动控制，并且无需机械传动，避免了摩擦和磨损，消除了机械传动误差，可以实现精确的位置控制，从而提高了定位精度。

(3)本发明中通过在第二连接槽的内部配置真空锁紧组件，通过真空发生单元，可以将真空吸盘的吸附端与吸附槽之间的的气体迅速抽出形成负压，使真空吸盘快速吸附在蜗杆的驱动轴上，实现可靠制动，在静止状态还是在高速旋转状态下，都能提供稳定的制动效果，保证后续加工时刀架角度不变，进而保证磨削的精度和质量，与传统的液压摩擦制动不同，通过负压吸附实现制动，没有直接的物理接触，无冲击和摩擦损耗，延长使用寿命。

(4)本发明中通过在设备机体的一侧设置润滑油进口和润滑油出口，并在润滑油进口和润滑油出口的一端，通过连接油管贯通至驱动腔的内部，可以对驱动腔的内部灌装润滑油，进而可以减少驱动腔内部的蜗轮和蜗杆之间的摩擦和磨损，提高蜗轮和蜗杆的传动效率和使用寿命，并在工作过程中，吸收并降低传动过程中出现的热量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图；

图1是本发明的优选实施例的一种磨齿机用刀架摆角驱动机构的立体结构示意图；

图2是本发明的优选实施例的蜗轮和蜗杆啮合处半剖结构示意图；

图3是本发明的优选实施例的图2中A处的结构示意图；

图4是本发明的优选实施例的图2中B处的放大结构示意图；

图5是本发明的优选实施例的一种磨齿机用刀架摆角驱动机构的正视结构图；

图中：1、设备机体；11、驱动腔；12、第一连接槽；13、第二连接槽；2、蜗轮；21、蜗杆；3、伺服电机；31、输出轴；32、主动磁体；33、主动耦合磁块；34、从动磁体；35、从动耦合磁块；36、隔离套；4、吸附槽；41、固定框；42、真空吸盘；43、真空管；5、第一轴承；51、第二轴承；6、编码器；7、润滑油进口；71、润滑油出口；72、连接油管；73、润滑油观察口；8、Z轴导轨滑块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

如图1、图2和图3所示，一种磨齿机用刀架摆角驱动机构，包括：设备机体1和设置在设备机体1内部的驱动腔11，以及设置在驱动腔11内部的蜗轮2和蜗杆21；蜗轮2的侧面与蜗杆21的侧面相啮合。

设备机体1的内部开设有第一连接槽12和第二连接槽13，第一连接槽12和第二连接槽13贯通至驱动腔11的内部，蜗杆21的两端分别位于第一连接槽12和第二连接槽13的内部。

需要说明的是，蜗轮2位于设备机体1的中部，蜗轮2主轴的一端连接有刀架；蜗轮2的转轴中部设置有用于保证蜗轮2旋转精度的编码器6，编码器6优选为西门子24位绝对值编码器；需要对刀架进行摆角操作时，蜗杆21转动，通过啮合带动蜗轮2旋转，并带动刀架同步转动，进而实现摆角操作，蜗轮2转动的同时，编码器6用于测量和调整蜗轮2的运动状态，加工过程中保持稳定的转速和位置，以实现精确的磨削效果。

设备机体1的顶部设置有驱动组件，驱动组件包括：设置在设备机体1顶部的伺服电机3，设置在伺服电机3输出端的输出轴31，以及设置在输出轴31一端的主动磁体32；主动磁体32的底部固定有主动耦合磁块33，蜗杆21位于第一连接槽12内部的一端设置有从动磁体34，从动磁体34的顶部固定有从动耦合磁块35，主动耦合磁块33和从动耦合磁块35与设备机体1之间均设置有隔离套36。

需要说明的是，输出轴31和蜗杆21位于同一中轴线上；主动磁体32为永磁体外磁钢，从动磁体34为永磁体内磁钢；通过伺服电机3电流形成磁场并产生吸力，实现了力矩无接触传递；启动伺服电机3带动输出轴31转动，可以带动输出轴31一端的主动磁体32和主动耦合磁块33转动，在磁力传递的作用下，从动磁体34和从动耦合磁块35会带动蜗杆21同步转动，实现快速的运动控制，并且无需机械传动，避免了摩擦和磨损，消除了机械传动误差，可以实现精确的位置控制，从而提高了定位精度。

第一连接槽12的内侧固定有第一轴承5，第一轴承5的内侧与蜗杆21位于第一连接槽12内部的侧面固定连接，第二连接槽13的内侧固定有第二轴承51，第二轴承51的内侧与蜗杆21位于第二连接槽13内部的侧面固定连接；通过第一轴承5与第二轴承51的配合，可以将蜗杆21靠近两端的侧面，分别转动连接在第一连接槽12和第二连接槽13的内侧，实现蜗杆21的旋转运动状态。

如图2和图4所示，第二连接槽13的内部设置有真空锁紧组件，真空锁紧组件包括：开设在蜗杆21位于第二连接槽13内部侧面的吸附槽4，固定在第二连接槽13内壁的固定框41，以及设置在固定框41内侧的若干真空吸盘42；若干真空吸盘42的吸附端位于吸附槽4的内部，若干真空吸盘42的一端连接有若干真空管43，若干真空管43的一端与真空发生单元连接。

真空发生单元包括：气泵、真空发生器、电磁阀和压缩机，(图中未示出)；真空管43的一端依次与气泵、真空发生器、电磁阀和压缩机连接。

需要说明的是，若干真空吸盘42呈圆周阵列的方式，均匀分布在固定框41的内侧；打开电磁阀，并启动压缩机将空气压力提高，启动真空发生器产生负压，通过若干真空管43作用在若干真空吸盘42的吸附端，使得若干真空吸盘42的吸附端与吸附槽4之间的的气体迅速抽出形成负压，使若干真空吸盘42快速吸附在蜗杆21的驱动轴上，实现可靠制动，在静止状态还是在高速旋转状态下，都能提供稳定的制动效果，保证后续加工时刀架角度不变，进而保证磨削的精度和质量。

如图1和图5所示，设备机体1的一侧设置有润滑油进口7和润滑油出口71，润滑油进口7和润滑油出口71的一端均设置有连接油管72，连接油管72的一端贯通至驱动腔11的内部；设备机体1的背面设置有用于方便观察驱动腔11内部润滑油状况的润滑油观察口73。

需要说明的是，润滑油进口7和润滑油出口71通过外接油泵，实现供油和排油，通过连接油管72贯通至驱动腔11的内部，可以对驱动腔11的内部灌装润滑油，进而可以减少驱动腔11内部的蜗轮2和蜗杆21之间的摩擦和磨损，提高蜗轮2和蜗杆21的传动效率和使用寿命，并在工作过程中，吸收并降低传动过程中出现的热量，通过润滑油观察口73，可以观察到驱动腔11内部的润滑油颜色和浑浊度，通过颜色和浑浊度判断润滑油的状况，并观察到润滑油的液位，判断出是否需要补充。

设备机体1的正面设置有用于引导刀架运动的若干Z轴导轨滑块8，通过若干Z轴导轨滑块8的设置，可以支撑可引导刀架运动，确保刀架能够稳定地摆动。

以上依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定技术性范围。

Claims (10)

1.一种磨齿机用刀架摆角驱动机构，其特征在于，包括：设备机体和设置在所述设备机体内部的驱动腔，以及设置在所述驱动腔内部的蜗轮和蜗杆；所述蜗轮的侧面与所述蜗杆的侧面相啮合；

所述设备机体的内部开设有第一连接槽和第二连接槽，所述第一连接槽和所述第二连接槽贯通至所述驱动腔的内部，所述蜗杆的两端分别位于所述第一连接槽和所述第二连接槽的内部；

所述设备机体的顶部设置有驱动组件，所述驱动组件包括：设置在所述设备机体顶部的伺服电机，设置在所述伺服电机输出端的输出轴，以及设置在所述输出轴一端的主动磁体；所述主动磁体的底部固定有主动耦合磁块，所述蜗杆位于所述第一连接槽内部的一端设置有从动磁体，所述从动磁体的顶部固定有从动耦合磁块，所述主动耦合磁块和所述从动耦合磁块与所述设备机体之间均设置有隔离套。

2.根据权利要求1所述的一种磨齿机用刀架摆角驱动机构，其特征在于：所述第二连接槽的内部设置有真空锁紧组件，所述真空锁紧组件包括：开设在所述蜗杆位于所述第二连接槽内部侧面的吸附槽，固定在所述第二连接槽内壁的固定框，以及设置在所述固定框内侧的若干真空吸盘；若干所述真空吸盘的吸附端位于所述吸附槽的内部，若干所述真空吸盘的一端连接有若干真空管，若干所述真空管的一端与真空发生单元连接。

3.根据权利要求1所述的一种磨齿机用刀架摆角驱动机构，其特征在于：所述输出轴和所述蜗杆位于同一中轴线上。

4.根据权利要求1所述的一种磨齿机用刀架摆角驱动机构，其特征在于：所述主动磁体为永磁体外磁钢，所述从动磁体为永磁体内磁钢。

5.根据权利要求1所述的一种磨齿机用刀架摆角驱动机构，其特征在于：所述蜗轮位于所述设备机体的中部，所述蜗轮主轴的一端连接有刀架。

6.根据权利要求1所述的一种磨齿机用刀架摆角驱动机构，其特征在于：所述第一连接槽的内侧固定有第一轴承，所述第一轴承的内侧与所述蜗杆位于所述第一连接槽内部的侧面固定连接，所述第二连接槽的内侧固定有第二轴承，所述第二轴承的内侧与所述蜗杆位于所述第二连接槽内部的侧面固定连接。

7.根据权利要求1所述的一种磨齿机用刀架摆角驱动机构，其特征在于：所述蜗轮的转轴中部设置有用于保证所述蜗轮旋转精度的编码器。

8.根据权利要求1所述的一种磨齿机用刀架摆角驱动机构，其特征在于：所述设备机体的一侧设置有润滑油进口和润滑油出口，所述润滑油进口和所述润滑油出口的一端均设置有连接油管，所述连接油管的一端贯通至所述驱动腔的内部。

9.根据权利要求1所述的一种磨齿机用刀架摆角驱动机构，其特征在于：所述设备机体的背面设置有用于方便观察所述驱动腔内部润滑油状况的润滑油观察口。

10.根据权利要求1所述的一种磨齿机用刀架摆角驱动机构，其特征在于：所述设备机体的正面设置有用于引导刀架运动的若干Z轴导轨滑块。