專利名稱：主傳動箱換檔機構的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及大型數(shù)控鏜銑機床，具體地說是一種用以改變大型數(shù)控鏜銑機床主傳動箱傳動比的主傳動箱換檔機構。
背景技術：
數(shù)控鏜銑加工機床主要是通過主軸切削來完成工件加工的，而鏜、銑、鉆、攻絲等加工工序的不同不僅需要使用不同的加工刀具，對主軸的轉速、輸出扭矩等的需求也各不相同。在大部分的切削加工機床中，僅通過主軸電機自身的輸出變化并不能滿足所有加工工序的需求，這就需要通過減速傳動箱來調節(jié)輸出轉速和輸出扭矩來滿足主軸的切削需求。傳統(tǒng)加工設備中的主傳動箱高低檔換檔設計中，大多采用手動控制方法。該方法是根據(jù)普通交流主軸電機的特點設計的，采用多檔的傳動比，可根據(jù)主軸的輸出需求，調整最佳的主軸輸出傳動比。但該方法由于設置的傳動比檔位多、結構復雜，需要對操縱人員進行專業(yè)培訓，同時換檔流程時間長、影響加工效率。而現(xiàn)代數(shù)控加工設備，可通過數(shù)控系統(tǒng)控制主軸電機，最大限度地調節(jié)其輸出扭矩和轉速，多種加工工序的完成不再需要多檔位的設置，只要選用適用的主軸電機，采用自動換檔裝置、設置兩到三個檔位就基本可以達到該數(shù)控加工設備的加工需求。目前常用的自動換檔機構由換檔驅動機構及換檔齒輪傳動機構組成，兩者通過撥叉連接，換檔驅動機構采用液壓油缸或氣缸。公告日為2006年4月12日，公告號為 CN2770864Y，名稱為“一種機床主軸自動換檔機構”的中國實用新型專利就公開了一種這樣的換檔機構。該專利在機床主軸與電機輸入軸之間設置有中間過渡軸，在電機輸入軸上固定有輸入主動寬齒輪，在中間過渡軸上套接有由中間過渡軸小齒輪及中間過渡軸大齒輪組成的雙聯(lián)齒輪，在機床主軸上固定有機床主軸小齒輪及機床主軸大齒輪；通過撥叉的撥動使換檔機構處于低速及高速兩種檔位低速檔位時，中間過渡軸小齒輪分別與輸入主動寬齒輪及機床主軸大齒輪相嚙合；高速檔位時，中間過渡軸大齒輪分別與輸入主動寬齒輪及機床主軸小齒輪相嚙合。該專利只有兩級傳動，傳動比范圍??；另外，該專利的發(fā)信機構位于傳動箱體內，占用了傳動箱內的空間，不利于傳動箱內齒輪的布置。

發(fā)明內容
本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術的不足，提供一種傳動比范圍大的主傳動箱換檔機構。按照本發(fā)明提供的技術方案一種主傳動箱換檔機構，包括換檔驅動機構及換檔齒輪傳動機構，所述換檔齒輪傳動機構包括可轉動地固定在傳動箱體上的兩根平行的第一齒輪軸及第二齒輪軸；所述第一齒輪軸上固定有輸入齒輪及滑動配合有由高速檔大齒輪與低速檔小齒輪組成的雙聯(lián)齒輪，所述雙聯(lián)齒輪通過撥叉與換檔驅動機構相連；所述第二齒輪軸上固定有輸出齒輪、高速檔小齒輪及低速檔大齒輪，所述雙聯(lián)齒輪在所述撥叉的推動下分別處于所述高速檔大齒輪與所述高速檔小齒輪相嚙合以及所述低速檔小齒輪與所述低速檔大齒輪相嚙合兩種狀態(tài)。所述換檔驅動機構包括具有中空腔體的缸體，所述缸體的兩端分別固定有缸蓋及缸座，所述缸蓋及所述缸座上分別設置有與所述缸體的腔體相通的第二接頭及第一接頭， 所述缸蓋上固定有近接開關安裝板，所述近接開關安裝板上固定有第一近接開關及第二近接開關，所述缸座固定在所述傳動箱體的外側，
所述缸體的腔體中滑動配合有活塞，所述活塞固定在換檔桿上，所述換檔桿的外端從所述缸蓋中穿出，其端部固定有與所述第一近接開關及所述第二近接開關相配合的發(fā)信蓋，所述換檔桿的內端從所述缸座中穿出并伸入所述傳動箱體內，其端部與所述撥叉固定連接。所述換檔桿的內端安裝在所述撥叉的連接桿安裝孔中，并由定位鍵定位。所述低速檔小齒輪通過花鍵連接在所述第一齒輪軸上，所述低速檔小齒輪的一側設置有軸套，所述軸套上安裝有所述高速檔大齒輪及所述撥叉，所述撥叉與所述軸套之間設置有軸承。 所述軸承由軸承蓋及螺母軸向定位，所述螺母上安裝有螺母止動墊圈。本發(fā)明與已有技術相比具有以下優(yōu)點本發(fā)明中的換檔齒輪傳動機構采用兩根齒輪軸，并且在一根齒輪軸上設置有專門的輸入齒輪將電機的扭矩傳遞到本級傳動軸上，與現(xiàn)有技術相比，增加了一檔傳動齒輪，可以明顯擴大傳動比的范圍；本發(fā)明的換檔驅動機構中的發(fā)信機構位于傳動箱體外，不占用傳動箱內的空間，有利于傳動箱內齒輪的布置。


圖1是本發(fā)明處于低速檔狀態(tài)的結構示意圖。圖2是本發(fā)明處于高速檔狀態(tài)的結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖中的實施例對本發(fā)明作進一步的說明。圖1、圖2中，包括第一近接開關1、第二近接開關2、近接開關安裝板3、發(fā)信蓋4、 缸蓋5、缸體6、換檔桿7、缸座8、定位鍵9、撥叉10、高速檔大齒輪11、低速檔小齒輪12、輸入齒輪13、第一齒輪軸14、低速檔大齒輪15、第二齒輪軸16、箱體17、高速檔小齒輪18、輸出齒輪19、箱蓋20、軸承21、軸承蓋22、螺母止動墊圈23、螺母M、墊圈25、第一接頭26、第二接頭27、活塞觀等。如圖1、圖2所示，本發(fā)明是一種主傳動箱換檔機構，包括換檔驅動機構及換檔齒輪傳動機構，兩者通過撥叉10連接。在使用中，換檔驅動機構通過帶動撥叉10來帶動換檔齒輪傳動機構的運動，由此完成高低檔的換檔動作。換檔齒輪傳動機構包括通過軸承可轉動地固定在傳動箱體上的兩根平行的第一齒輪軸14及第二齒輪軸16。傳動箱體由箱體17及箱蓋20組成。第一齒輪軸14上固定有輸入齒輪13及滑動配合有由高速檔大齒輪11與低速檔小齒輪12組成的雙聯(lián)齒輪。輸入齒輪13與固定在電機輸出軸上的主動齒輪相嚙合。低速檔小齒輪12通過花鍵連接在第一齒輪軸14上，低速檔小齒輪12的一側設置有軸套，軸套上安裝有高速檔大齒輪11及撥叉10，撥叉10與軸套之間設置有軸承21。軸承21的內鋼圈與低速檔小齒輪12的軸套相配合，并與高速檔大齒輪11的一側貼合。軸承21由軸承蓋 22及螺母M軸向定位，螺母M上安裝有螺母止動墊圈23。螺母M通過螺紋與低速檔小齒輪12的軸套連接，并通過壓緊墊圈25最終壓緊軸承21的內鋼圈，而當螺母M擰緊后， 通過安裝在螺母M和墊圈25之間的螺母止動墊圈23防止螺母M在使用中發(fā)生松動。雙聯(lián)齒輪完成安裝后，可在第一齒輪軸14上的花鍵部分滑動，由此完成本發(fā)明中高低檔的切換。軸承21的外鋼圈與撥叉10配合安裝，而軸承蓋22通過螺釘與撥叉10連接，在壓緊軸承21的外鋼圈的同時也將撥叉10與雙聯(lián)齒輪連接在了一起，并由此完成了換檔驅動機構與換檔齒輪傳動機構的連接。第二齒輪軸16上固定有輸出齒輪19、高速檔小齒輪18及低速檔大齒輪15。輸出齒輪19與固定在機床主軸上的被動齒輪相嚙合。高速檔小齒輪18與高速檔大齒輪11組成高速檔齒輪組，低速檔大齒輪15與低速檔小齒輪12組成低速檔齒輪組。第一齒輪軸14上的雙聯(lián)齒輪在撥叉10的推動下分別處于高速檔大齒輪11與高速檔小齒輪18相嚙合以及低速檔小齒輪12與低速檔大齒輪15相嚙合兩種狀態(tài)。換檔驅動機構采用油缸，該油缸包括具有中空腔體的缸體6，缸體6的兩端分別固定有缸蓋5及缸座8。缸蓋5及缸座8通過定位止口配合在缸體6上，然后通過螺釘緊固連接在一起。缸座8固定在傳動箱體的外側，通過螺釘連接在箱蓋20上。缸蓋5上固定有近接開關安裝板3，近接開關安裝板3上固定有第一近接開關1及第二近接開關2，
缸體6的腔體中滑動配合有活塞觀，活塞觀將腔體分成兩部分。缸蓋5及缸座8上分別設置有與缸體6的腔體兩部分分別相通的第二接頭27及第一接頭沈，通過第二接頭27 及第一接頭26將液壓油引入油缸腔體?；钊^固定在換檔桿7上，換檔桿7的外端從缸蓋5中穿出，其端部固定有與第一近接開關1及第二近接開關2相配合的發(fā)信蓋4，換檔桿7的內端從缸座8中穿出并伸入傳動箱體內，其端部安裝在撥叉10的連接桿安裝孔中，并由定位鍵9定位。定位鍵9通過撥叉10上的定位鍵安裝口安裝到換檔桿7上的定位鍵槽內，并通過螺釘緊固連接在換檔桿 7上，由此固定住換檔桿7與撥叉10的相對位置。本發(fā)明的工作過程如下如圖1所示，本發(fā)明處于低速檔工作狀態(tài)。當液壓油通過第二接頭27進入油缸腔體的左側部分，換檔桿7向右運動，帶動雙聯(lián)齒輪滑動到第一齒輪軸14的最右端，低速檔小齒輪12與低速檔大齒輪15嚙合，而安裝在換檔桿7左端的發(fā)信蓋4處于第二近接開關2位置，該狀態(tài)的電信號反饋給系統(tǒng)確認主傳動箱處于低速檔狀態(tài)。 此時，主軸輸入扭矩經(jīng)由與第一齒輪軸14連接的輸入齒輪13傳遞到第一齒輪軸14上，然后通過低速檔小齒輪12與低速檔大齒輪15傳遞到第二齒輪軸16上，并通過輸出齒輪19 將輸入扭矩傳遞到主軸并輸出。如圖2所示，本發(fā)明處于高速檔工作狀態(tài)。當液壓油通過第一接頭沈進入油缸腔體的右側部分，換檔桿7向左運動，帶動雙聯(lián)齒輪滑動到第一齒輪軸14的最左端，高速檔大齒輪11與高速檔小齒輪18嚙合，而安裝在換檔桿7左端的發(fā)信蓋4處于第一近接開關1 位置，該狀態(tài)的電信號反饋給系統(tǒng)確認主傳動箱處于高速檔狀態(tài)。此時，主軸輸入扭矩經(jīng)由輸入齒輪13傳遞到第一齒輪軸14上，然后通過高速檔大齒輪11與高速檔小齒輪18傳遞到第二齒輪軸16上，并通過輸出齒輪19將輸入扭矩傳遞到主軸并輸出。本發(fā)明中的換檔齒輪傳動機構采用兩根齒輪軸，并且在一根齒輪軸上設置有專門的輸入齒輪將電機的扭矩傳遞到本級傳動軸上，與現(xiàn)有技術相比，增加了一檔傳動齒輪，可以明顯擴大傳動比的范圍；本發(fā)明的換檔驅動機構中的發(fā)信機構位于傳動箱體外，不占用傳動箱內的空間，有利于傳動箱內齒輪的布置。
權利要求
1.一種主傳動箱換檔機構，包括換檔驅動機構及換檔齒輪傳動機構，其特征是所述換檔齒輪傳動機構包括可轉動地固定在傳動箱體上的兩根平行的第一齒輪軸(14)及第二齒輪軸(16)；所述第一齒輪軸(14)上固定有輸入齒輪(13)及滑動配合有由高速檔大齒輪 (11)與低速檔小齒輪(12)組成的雙聯(lián)齒輪，所述雙聯(lián)齒輪通過撥叉(10)與換檔驅動機構相連；所述第二齒輪軸(16)上固定有輸出齒輪(19)、高速檔小齒輪(18)及低速檔大齒輪 (15)，所述雙聯(lián)齒輪在所述撥叉(10)的推動下分別處于所述高速檔大齒輪(11)與所述高速檔小齒輪(18)相嚙合以及所述低速檔小齒輪(12)與所述低速檔大齒輪(15)相嚙合兩種狀態(tài)。
2.按照權利要求1所述的主傳動箱換檔機構，其特征是所述換檔驅動機構包括具有中空腔體的缸體(6)，所述缸體(6)的兩端分別固定有缸蓋(5)及缸座(8)，所述缸蓋(5)及所述缸座(8)上分別設置有與所述缸體(6)的腔體相通的第二接頭(27)及第一接頭(26)， 所述缸蓋(5)上固定有近接開關安裝板(3)，所述近接開關安裝板(3)上固定有第一近接開關(1)及第二近接開關(2 )，所述缸座(8 )固定在所述傳動箱體的外側。
3.按照權利要求2所述的主傳動箱換檔機構，其特征是所述缸體(6)的腔體中滑動配合有活塞(28)，所述活塞(28)固定在換檔桿(7)上，所述換檔桿(7)的外端從所述缸蓋 (5)中穿出，其端部固定有與所述第一近接開關(1)及所述第二近接開關(2)相配合的發(fā)信蓋(4)，所述換檔桿(7)的內端從所述缸座(8)中穿出并伸入所述傳動箱體內，其端部與所述撥叉(10)固定連接。
4.按照權利要求4所述的主傳動箱換檔機構，其特征是所述換檔桿(7)的內端安裝在所述撥叉(10 )的連接桿安裝孔中，并由定位鍵(9 )定位。
5.按照權利要求1所述的主傳動箱換檔機構，其特征是所述低速檔小齒輪(12)通過花鍵連接在所述第一齒輪軸(14)上，所述低速檔小齒輪(12)的一側設置有軸套，所述軸套上安裝有所述高速檔大齒輪(11)及所述撥叉(10)，所述撥叉(10)與所述軸套之間設置有軸承(21)。
6.按照權利要求5所述的主傳動箱換檔機構，其特征是所述軸承(21)由軸承蓋(22) 及螺母(24)軸向定位，所述螺母(24)上安裝有螺母止動墊圈(23)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種主傳動箱換檔機構，包括換檔驅動機構及換檔齒輪傳動機構，換檔齒輪傳動機構包括固定在傳動箱體上的兩根平行的第一齒輪軸及第二齒輪軸；第一齒輪軸上固定有輸入齒輪及滑動配合有由高速檔大齒輪與低速檔小齒輪組成的雙聯(lián)齒輪，雙聯(lián)齒輪通過撥叉與換檔驅動機構相連；第二齒輪軸上固定有輸出齒輪、高速檔小齒輪及低速檔大齒輪，雙聯(lián)齒輪在撥叉的推動下分別處于高速檔大齒輪與高速檔小齒輪相嚙合以及低速檔小齒輪與低速檔大齒輪相嚙合兩種狀態(tài)。本發(fā)明中的換檔齒輪傳動機構采用兩根齒輪軸，并且設置有專門的輸入齒輪，與現(xiàn)有技術相比，增加了一檔傳動齒輪，可以明顯擴大傳動比的范圍。
文檔編號F16H3/30GK102359580SQ201110273079
公開日2012年2月22日 申請日期2011年9月15日 優(yōu)先權日2011年9月15日
發(fā)明者單文勇, 葉穗, 周暉, 強海華, 徐金霖 申請人:無錫橋聯(lián)數(shù)控機床有限公司