一種斜齒少齒差行星齒輪傳動(dòng)電動(dòng)伺服螺旋壓力的制造方法
【專利摘要】一種斜齒少齒差行星齒輪傳動(dòng)電動(dòng)伺服螺旋壓力機(jī)，伺服電機(jī)上電后，帶動(dòng)主動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)，使得內(nèi)齒環(huán)板做平面圓周平動(dòng)，進(jìn)而使得中心齒輪帶動(dòng)絲杠軸緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，絲杠軸的轉(zhuǎn)動(dòng)又使得螺母帶動(dòng)滑塊上下移動(dòng)，模具安裝在上模座和下模座上，通過滑塊的上下移動(dòng)對(duì)工件進(jìn)行塑性成形，本發(fā)明采用斜齒少齒差行星齒輪傳動(dòng)，傳動(dòng)比可以很大，適合大型金屬零件的精密；斜齒設(shè)計(jì)，改善了輸入軸上的偏載；采用多個(gè)伺服電機(jī)，降低了壓力機(jī)對(duì)單個(gè)電機(jī)的功率需求，使得設(shè)備對(duì)電網(wǎng)沖擊變??；行星滾柱絲杠比螺桿螺母運(yùn)動(dòng)精度更高，配合伺服控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)精密成形。
【專利說明】一種斜齒少齒差行星齒輪傳動(dòng)電動(dòng)伺服螺旋壓力機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于螺旋壓力機(jī)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種斜齒少齒差行星齒輪傳動(dòng)電動(dòng)伺服螺旋壓力機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]螺旋壓力機(jī)在金屬和非金屬材料塑性加工中有十分重要的地位，螺旋壓力機(jī)憑借良好的力能特性被公認(rèn)為是針對(duì)葉片等零件進(jìn)行精密鍛造的最佳模鍛設(shè)備，在汽車、航空、國防等工業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛。由于傳動(dòng)方式的不同，陸續(xù)出現(xiàn)了摩擦、液壓、離合器、電動(dòng)等多種類型的螺旋壓力機(jī)。其中電動(dòng)螺旋壓力機(jī)具有最短的傳動(dòng)鏈和較高的效率，在國外發(fā)展迅速，但在國內(nèi)發(fā)展緩慢。隨著伺服電機(jī)的迅速發(fā)展，近期出現(xiàn)了一種新型電動(dòng)螺旋壓力機(jī)，它通過單個(gè)伺服電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)螺旋壓力機(jī)，稱為電動(dòng)伺服螺旋壓力機(jī)。
[0003]電動(dòng)伺服螺旋壓力機(jī)具有位置反饋傳感器，能夠精確控制打擊力，適用于各種金屬精密鍛造，同時(shí)電力驅(qū)動(dòng)使設(shè)備可以應(yīng)用在各種場合，因此受到廣泛的關(guān)注。在申請?zhí)枮?01310351649.3的中國專利中公開了一種直驅(qū)式伺服螺旋壓力機(jī)，它通過安裝在頂部的直驅(qū)電機(jī)帶動(dòng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)滑塊進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)。這種直驅(qū)式伺服螺旋壓力機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，減少了傳統(tǒng)螺旋壓力機(jī)的傳動(dòng)鏈，但是它對(duì)直驅(qū)電機(jī)的伺服性能和動(dòng)力性能要求過高，目前幾乎沒有伺服電機(jī)能夠滿足大型螺旋壓力機(jī)需求；由于伺服電機(jī)與飛輪直接連接，在停機(jī)時(shí)飛輪的慣性會(huì)對(duì)電機(jī)造成不利影響，使電機(jī)壽命下降。因此這種直驅(qū)式伺服螺旋壓力機(jī)目前僅適用于小噸位，非金屬材料加工的場合，難以滿足螺旋壓力機(jī)的市場需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種斜齒少齒差行星齒輪傳動(dòng)電動(dòng)伺服螺旋壓力機(jī)，簡單緊湊，承載能力大，控制精度高，能夠?qū)崿F(xiàn)大型鍛件的精密模鍛。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為:
[0006]—種斜齒少齒差行星齒輪傳動(dòng)電動(dòng)伺服螺旋壓力機(jī)，包括斜齒少齒差行星齒輪傳動(dòng)部分，斜齒少齒差行星齒輪傳動(dòng)部分安裝在螺旋壓力機(jī)的上頂板上，其輸入軸通過聯(lián)軸器直接與兩個(gè)或兩個(gè)以上的伺服電機(jī)連接，其輸出軸為絲杠，通過行星滾柱將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為滑塊的上下運(yùn)動(dòng)，滑塊的上下運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)安裝在上模座的模具對(duì)工件進(jìn)行塑性加工。
[0007]所述的斜齒少齒差行星齒輪傳動(dòng)部分包括兩個(gè)或兩個(gè)以上的主動(dòng)曲軸、偶數(shù)個(gè)內(nèi)齒環(huán)板和中心齒輪，主動(dòng)曲軸通過伺服電機(jī)帶動(dòng)主動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)內(nèi)齒環(huán)板做平面圓周平動(dòng)，通過中心齒輪和內(nèi)齒環(huán)板上的齒的嚙合，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力傳動(dòng)。
[0008]所述的行星滾柱絲杠包括絲杠軸，絲杠軸通過螺紋帶動(dòng)行星滾柱做行星運(yùn)動(dòng)，螺母內(nèi)圈有螺紋，滾柱的運(yùn)動(dòng)進(jìn)而帶動(dòng)螺母上下移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)滑塊的上下運(yùn)動(dòng)。
[0009]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)為:采用斜齒少齒差行星齒輪傳動(dòng)，傳動(dòng)比可以很大，適合大型金屬零件的精密；斜齒設(shè)計(jì)，改善了輸入軸上的偏載；采用多個(gè)伺服電機(jī)，降低了壓力機(jī)對(duì)單個(gè)電機(jī)的功率需求，使得設(shè)備對(duì)電網(wǎng)沖擊變?。恍行菨L柱絲杠比螺桿螺母運(yùn)動(dòng)更精確，配合伺服控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)精密成形。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖2是本發(fā)明斜齒少齒差行星齒輪傳動(dòng)部分結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖3是本發(fā)明及其附屬電氣模塊連接示意框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面參照附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)闡釋。
[0014]參照圖1和圖2，一種斜齒少齒差行星齒輪傳動(dòng)電動(dòng)伺服螺旋壓力機(jī)，包括機(jī)身30，機(jī)身30底部和底座29連接，機(jī)身30上部和上頂板17連接，兩個(gè)伺服電機(jī)32通過電機(jī)座33分別安裝在機(jī)身30兩個(gè)側(cè)面，伺服電機(jī)32輸出軸通過聯(lián)軸器34與斜齒少齒差行星齒輪傳動(dòng)部分的主動(dòng)曲軸8連接，主動(dòng)曲軸8 一端通過第一軸承3和第一蓋板2支承在減速器外殼I上，減速器外殼I通過螺釘固定在上頂板17上；主動(dòng)曲軸8另一端通過第二軸承7和第二蓋板9支承在減速器上端蓋10上，上內(nèi)齒環(huán)板11和下內(nèi)齒環(huán)板4分別通過第二圓錐滾子軸承6和第一圓錐滾子軸承5與主動(dòng)曲軸8的兩個(gè)偏心處連接，上端蓋10通過螺釘固定在減速器外殼I上；中心齒輪12為上下部分旋向不同的復(fù)合斜齒輪，其相應(yīng)旋向部分分別與上內(nèi)齒環(huán)板11和下內(nèi)齒環(huán)板4偏心嚙合,參見圖2,齒輪蓋板13通過螺釘固定在中心齒輪12上,兩側(cè)的中心齒輪12通過齒輪蓋板13與絲杠軸14的后端固定；絲杠軸14中間部分為一系列臺(tái)肩，通過對(duì)裝的第三圓錐滾子軸承16、第四圓錐滾子軸承18和上軸承蓋板15、下軸承蓋板19固定在上頂板17中心的開孔處，絲杠軸14僅沿周向轉(zhuǎn)動(dòng)，其軸向所受的運(yùn)動(dòng)反力被第三圓錐滾子軸承16、第四圓錐滾子軸承18、軸承蓋板15、下軸承蓋板19傳遞到上頂板17上；當(dāng)伺服電機(jī)32轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過斜齒少齒差行星齒輪傳動(dòng)，帶動(dòng)絲杠軸14轉(zhuǎn)動(dòng)，絲杠軸14前端的螺紋與一圈行星滾柱22的一端嚙合，行星滾柱22通過兩個(gè)支承環(huán)31、兩個(gè)支承環(huán)座23支承在螺母21上，行星滾柱22的另一端與螺母21上的內(nèi)螺紋嚙合；上絲杠蓋板20和下絲杠蓋板24固定在螺母21兩端，將行星滾柱22封裝在螺母21內(nèi)；螺母21與滑塊25中心的開孔固定連接，滑塊25安裝在導(dǎo)軌28中，導(dǎo)軌28安裝在機(jī)身30上，上模座26安裝在滑塊25下邊，下模座27安裝在底座29上，滑塊25兩邊通過兩個(gè)平衡氣缸35來保持運(yùn)動(dòng)中的平衡。
[0015]本發(fā)明的工作原理為:
[0016]參照圖3，本發(fā)明的工作過程為:工控機(jī)通過控制器控制伺服驅(qū)動(dòng)器，使兩個(gè)伺服電機(jī)32上電，當(dāng)伺服電機(jī)32上電后，帶動(dòng)主動(dòng)曲軸8轉(zhuǎn)動(dòng)，主動(dòng)曲軸8使得第一內(nèi)齒環(huán)板
4、第二內(nèi)齒環(huán)板11做平面圓周平動(dòng)，進(jìn)而使得中心齒輪12帶動(dòng)絲杠軸14緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，絲杠軸14的轉(zhuǎn)動(dòng)又使得螺母21帶動(dòng)滑塊25上下移動(dòng)；模具安裝在上模座26和下模座27上，通過滑塊25的上下移動(dòng)對(duì)工件進(jìn)行塑性成形。
[0017]傳統(tǒng)行星齒輪傳動(dòng)一般為內(nèi)齒圈固定，太陽輪繞自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)做輸入，多個(gè)行星輪做行星運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)行星架做輸出；所述的斜齒少齒差行星齒輪傳動(dòng)是一種行星輪極限增大的行星齒輪傳動(dòng)，將行星齒輪中的行星輪極限增大(與內(nèi)齒圈相差很少個(gè)齒)，同時(shí)固定其軸線，將內(nèi)齒圈的運(yùn)動(dòng)設(shè)定為原先行星齒輪軸線的運(yùn)動(dòng)形式(平面圓周平動(dòng))，這樣通過齒的嚙合，讓行星輪開始繞自身軸線緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)。在本發(fā)明所舉的實(shí)施例中，上內(nèi)齒環(huán)板11和下內(nèi)齒環(huán)板4是內(nèi)齒圈，它們通過兩側(cè)的軸承6和主動(dòng)曲軸8連接，當(dāng)兩個(gè)主動(dòng)曲軸8轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，主動(dòng)曲軸8和第一內(nèi)齒環(huán)板4、第二內(nèi)齒環(huán)板11構(gòu)成了平行四邊形機(jī)構(gòu)，根據(jù)機(jī)械原理可知，第一內(nèi)齒環(huán)板4、第二內(nèi)齒環(huán)板11在平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，因此這可以使其內(nèi)側(cè)的齒與中心齒輪12的外齒不斷嚙合，從而帶動(dòng)中心齒輪12繞自身軸線緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)；中心齒輪12是一種廣義的行星齒輪，它分為上下兩部分，旋向相反，從而使得工作時(shí)齒輪的重合度進(jìn)一步增大，承載能力進(jìn)一步增大。
【權(quán)利要求】
1.一種斜齒少齒差行星齒輪傳動(dòng)電動(dòng)伺服螺旋壓力機(jī)，包括斜齒少齒差行星齒輪傳動(dòng)部分，其特征在于:斜齒少齒差行星齒輪傳動(dòng)部分安裝在螺旋壓力機(jī)的上頂板上，其輸入軸通過聯(lián)軸器直接與兩個(gè)或兩個(gè)以上的伺服電機(jī)連接，其輸出軸為絲杠，通過行星滾柱將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為滑塊的上下運(yùn)動(dòng)，滑塊的上下運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)安裝在上模座的模具對(duì)工件進(jìn)行塑性加工。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種斜齒少齒差行星齒輪傳動(dòng)電動(dòng)伺服螺旋壓力機(jī)，其特征在于:所述的斜齒少齒差行星齒輪傳動(dòng)部分包括兩個(gè)或兩個(gè)以上的主動(dòng)曲軸、偶數(shù)個(gè)內(nèi)齒環(huán)板和中心齒輪，主動(dòng)曲軸通過伺服電機(jī)帶動(dòng)主動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)內(nèi)齒環(huán)板做平面圓周平動(dòng)，通過中心齒輪和內(nèi)齒環(huán)板上的齒的嚙合，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力傳動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種斜齒少齒差行星齒輪傳動(dòng)電動(dòng)伺服螺旋壓力機(jī)，其特征在于:所述的行星滾柱絲杠包括絲杠軸，絲杠軸通過螺紋帶動(dòng)行星滾柱做行星運(yùn)動(dòng)，螺母內(nèi)圈有螺紋，滾柱的運(yùn)動(dòng)進(jìn)而帶動(dòng)螺母上下移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)滑塊的上下運(yùn)動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種斜齒少齒差行星齒輪傳動(dòng)電動(dòng)伺服螺旋壓力機(jī)，其特征在于:包括機(jī)身(30)，機(jī)身(30)底部和底座(29)連接，機(jī)身(30)上部和上頂板(17)連接，兩個(gè)伺服電機(jī)(32)通過電機(jī)座(33)分別安裝在機(jī)身(30)兩個(gè)側(cè)面，伺服電機(jī)(32)輸出軸通過聯(lián)軸器(34)與斜齒少齒差行星齒輪傳動(dòng)部分的主動(dòng)曲軸(8)連接，主動(dòng)曲軸(8) —端通過第一軸承(3)和第一蓋板(2)支承在減速器外殼(I)上，減速器外殼(I)通過螺釘固定在上頂板(17)上；主動(dòng)曲軸(8)另一端通過第二軸承(7)和第二蓋板(9)支承在減速器上端蓋(10)上，上內(nèi)齒環(huán)板(11)和下內(nèi)齒環(huán)板(4)分別通過第二圓錐滾子軸承(6)和第一圓錐滾子軸承(5)與主動(dòng)曲軸(8)的兩個(gè)偏心處連接，上端蓋(10)通過螺釘固定在減速器外殼(I)上；中心齒輪(12)為上下部分旋向不同的復(fù)合斜齒輪，其相應(yīng)旋向部分分別與上內(nèi)齒環(huán)板(11)和下內(nèi)齒環(huán)板(4)偏心嚙合,齒輪蓋板(13)通過螺釘固定在中心齒輪(12)上，兩側(cè)的中心齒輪(12)通過齒輪蓋板(13)與絲杠軸(14)的后端固定；絲杠軸(14)中間部分為一系列臺(tái)肩，通過對(duì)裝的第三圓錐滾子軸承(16)、第四圓錐滾子軸承(18)和上軸承蓋板(15)、下軸承蓋板(19)固定在上頂板(17)中心的開孔處，絲杠軸(14)僅沿周向轉(zhuǎn)動(dòng)，其軸向所受的運(yùn)動(dòng)反力被第三圓錐滾子軸承(16)、第四圓錐滾子軸承(18)、軸承蓋板(15)、下軸承蓋板(19)傳遞到上頂板(17)上；當(dāng)伺服電機(jī)(32)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過斜齒少齒差行星齒輪傳動(dòng)，帶動(dòng)絲杠軸(14)轉(zhuǎn)動(dòng)，絲杠軸(14)前端的螺紋與一圈行星滾柱(22)的一端嚙合，行星滾柱(22)通過兩個(gè)支承環(huán)(31)、兩個(gè)支承環(huán)座(23)支承在螺母(21)上，行星滾柱(22)的另一端與螺母(21)上的內(nèi)螺紋嚙合；上絲杠蓋板(20)和下絲杠蓋板(24)固定在螺母(21)兩端，將行星滾柱(22)封裝在螺母(21)內(nèi)；螺母(21)與滑塊(25)中心的開孔固定連接，滑塊(25 )安裝在導(dǎo)軌(28 )中，導(dǎo)軌(28 )安裝在機(jī)身(30 )上，上模座(26 )安裝在滑塊(25 )下邊，下模座(27 )安裝在底座(29 )上，滑塊(25 )兩邊通過兩個(gè)平衡氣缸(35 )來保持運(yùn)動(dòng)中的平衡。
【文檔編號(hào)】B30B15/00GK103921464SQ201410155124
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月18日
【發(fā)明者】趙升噸, 崔敏超, 李靖祥, 陳超, 朱駿 申請人:西安交通大學(xué)