CN103185107A - 非圆齿轮换刀机械手装置 - Google Patents

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CN103185107A CN 201310086605 CN201310086605A CN103185107A CN 103185107 A CN103185107 A CN 103185107A CN 201310086605 CN201310086605 CN 201310086605 CN 201310086605 A CN201310086605 A CN 201310086605A CN 103185107 A CN103185107 A CN 103185107A
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陈定方
郑方焱
杨公波
李传
孙科
陈萍
潘小帝
陶孟仑
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Abstract

非圆齿轮换刀机械手装置,箱体上通过轴承支撑输入蜗杆轴、输出轴、行星架蜗轮,圆柱齿轮固定在箱体上。输入蜗杆轴和输出轴空间交错布置,输入蜗杆轴与行星架蜗轮啮合。行星架蜗轮左端通过圆锥滚子轴承支撑行星架齿轮轴,行星架齿轮轴左端通过键与行星齿轮联接,右端通过键与行星非圆齿轮联接。行星非圆齿轮与非圆齿轮相啮合,行星齿轮与固定在箱体上的圆柱齿轮啮合,非圆齿轮键槽与输出轴联接。具有良好的动力学特性和较小的分度角,齿轮选用合理的齿廓可以大大提高承载能力。非圆齿轮的加工工艺只需现有齿轮加工工艺的基础上稍加改进,就能适应大批量生产。具有1/56的减速比,无需再配备减速器,可选用高速电机输入,布局紧凑,易于安装。适用于组合加工机床或者加工中心的机械加工。

Description

非圆齿轮换刀机械手装置
技术领域
[0001] 本发明涉及机械传动装置,特别是涉及一种非圆齿轮换刀机械手装置。
背景技术
在组合加工机床或者加工中心中,换刀***是重要的配置,其执行机构要实现特殊的换刀运动。其运动本身是一个来回摆动,同时步进的运动。目前能实现这些运动的只有复杂的组合凸轮连杆机构。其主要的缺点是设计周期长,限制因素多,结构不紧凑,动力学性能不好,承载能力低等。
发明内容
本发明的的目的是提供一种非圆齿轮换刀机械手装置,其具有良好的动力学特性,承载能力高,结构紧凑,易于安装。
本发明实现上述目的的技术方案为:包括一个箱体,其特征在于:还包括输入蜗杆轴、输出轴、行星架蜗轮、圆柱齿轮、圆锥滚子轴承、行星齿轮、行星架齿轮轴、行星非圆齿轮、非圆齿轮和键。箱体上通过轴承支撑输入蜗杆轴、输出轴、行星架蜗轮,圆柱齿轮固定在箱体上。输入蜗杆轴和输出轴空间交错布置;输入蜗杆轴与行星架蜗轮啮合;行星架蜗轮左端通过圆锥滚子轴承支撑行星架齿轮轴,行星架齿轮轴左端通过键与行星齿轮联接,右端通过键与行星非圆齿轮联接。行星非圆齿轮与非圆齿轮相啮合,行星齿轮与固定在箱体上的圆柱齿轮啮合。非圆齿轮键槽与输出轴联接。
动力从输入蜗杆轴输入,经行星架蜗轮一级减速。由于圆柱齿轮固定不动,从而行星齿轮和行星非圆齿轮自转加公转,并将合成运动通过非圆齿轮传递给输出轴。
本发明采用非圆齿轮-圆柱齿轮差动轮系,将行星架运动作为主输入运动,由于太阳齿轮(圆柱齿轮)固定,行星齿轮自转并且公转,通过一对非圆齿轮将其复合运动输出。按照一定的传动比函数设计非圆齿轮的节曲线,即可得到所需的运动。
Figure 2013100866052100002DEST_PATH_IMAGE002
非圆齿轮的节曲线设计按照推导出来的传动比函数,其中非圆齿轮的传动比函数按照以下方法计算:
式中,
Figure 2013100866052100002DEST_PATH_IMAGE004
Figure 2013100866052100002DEST_PATH_IMAGE006
Figure 2013100866052100002DEST_PATH_IMAGE008
为分度各工作周期时间,最大摆角为,分度角为
Figure 2013100866052100002DEST_PATH_IMAGE014
Figure 2013100866052100002DEST_PATH_IMAGE016
为另一对圆锥齿轮的传动比,按下式计算
Figure 2013100866052100002DEST_PATH_IMAGE018
 
Figure 2013100866052100002DEST_PATH_IMAGE020
按下式用数值方法解出。
Figure 2013100866052100002DEST_PATH_IMAGE022
 
 圆柱齿轮和非圆齿轮可以根据受力和设计要求选用直齿、斜齿、螺旋齿,其齿廓的形状也可根据设计要求使用渐开线、圆弧、正弦曲线等。
本发明的有益效果:该装置采用了非圆齿轮-圆柱齿轮差动轮系组合机构,机械手运动由行星轮和行星架运动合成,具有良好的动力学特性和较小的分度角;齿轮选用合理的齿廓可以大大提高承载能力;非圆齿轮的加工工艺只需现有齿轮加工工艺的基础上稍加改进,就能适应大批量生产;具有1/56的减速比,无需再配备减速器,可选用高速电机输入;布局紧凑,易于安装。
附图说明
图1为本发明的的结构示意图。
图2为行星非圆齿轮主视图。
图3为非圆齿轮主视图。
具体实施方式
如图1所示,包括一个箱体1、输出轴2、圆柱齿轮3、行星齿轮4、行星架齿轮轴5、行星架蜗轮6、输入蜗杆轴7、行星非圆齿轮8、非圆齿轮9、圆锥滚子轴承和键;箱体1上通过轴承支撑输入蜗杆轴7、输出轴2、行星架蜗轮6,圆柱齿轮3固定在箱体1上。输入蜗杆轴7和输出轴2空间交错布置;输入蜗杆轴7与行星架蜗轮6啮合;行星架蜗轮6左端通过圆锥滚子轴承支撑行星架齿轮轴5,行星架齿轮轴5左端通过键与行星齿轮4联接,右端通过键与行星非圆齿轮8联接。行星非圆齿轮8与非圆齿轮9相啮合,行星齿轮4与固定在箱体1上的圆柱齿轮3啮合。非圆齿轮9键槽与输出轴2联接。
动力从输入蜗杆轴7输入,经行星架蜗轮6一级减速。由于圆柱齿轮3固定不动,从而行星齿轮4和行星非圆齿轮8自转加公转,并将合成运动通过非圆齿轮9传递给输出轴2。

Claims (1)

1.非圆齿轮换刀机械手装置,包括一个箱体(1),其特征在于:还包括输出轴(2)、圆柱齿轮(3)、行星齿轮(4)、行星架齿轮轴(5)、行星架蜗轮(6)、输入蜗杆轴(7)、行星非圆齿轮(8)、非圆齿轮(9)、圆锥滚子轴承和键;箱体(1)上通过轴承支撑输入蜗杆轴(7)、输出轴(2),圆柱齿轮(3)固定在箱体(1)上;输入蜗杆轴(7)和输出轴(2)空间交错布置;输入蜗杆轴(7)与行星架蜗轮(6)啮合;行星架蜗轮(6)左端通过圆锥滚子轴承支撑行星架齿轮轴(5),行星架齿轮轴(5)左端通过键与行星齿轮(4)联接,右端通过键与行星非圆齿轮(8)联接;行星非圆齿轮(8)与非圆齿轮(9)相啮合,行星齿轮(4)与固定在箱体(1)上的圆柱齿轮(3)啮合,非圆齿轮(9)键槽与输出轴(2)联接;动力从输入蜗杆轴(7)输入,经行星架蜗轮(6)一级减速;由于圆柱齿轮(3)固定不动,从而行星齿轮(4)和行星非圆齿轮(8)自转加公转,并将合成运动通过非圆齿轮(9)传递给输出轴(2)。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109798354A (zh) * 2017-11-17 2019-05-24 亿迈齿轮两合股份公司 行星架、具有该架的行星齿轮及具有该行星齿轮的电机-齿轮单元

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RJ01 Rejection of invention patent application after publication
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