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1. CN103921464 - 一种斜齿少齿差行星齿轮传动电动伺服螺旋压力机

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[ ZH ]
一种斜齿少齿差行星齿轮传动电动伺服螺旋压力机


技术领域
本发明属于螺旋压力机技术领域,具体涉及一种斜齿少齿差行星 齿轮传动电动伺服螺旋压力机。
背景技术
螺旋压力机在金属和非金属材料塑性加工中有十分重要的地位, 螺旋压力机凭借良好的力能特性被公认为是针对叶片等零件进行精 密锻造的最佳模锻设备,在汽车、航空、国防等工业领域中应用广泛。 由于传动方式的不同,陆续出现了摩擦、液压、离合器、电动等多种 类型的螺旋压力机。其中电动螺旋压力机具有最短的传动链和较高的 效率,在国外发展迅速,但在国内发展缓慢。随着伺服电机的迅速发 展,近期出现了一种新型电动螺旋压力机,它通过单个伺服电机直接 驱动螺旋压力机,称为电动伺服螺旋压力机。
电动伺服螺旋压力机具有位置反馈传感器,能够精确控制打击 力,适用于各种金属精密锻造,同时电力驱动使设备可以应用在各种 场合,因此受到广泛的关注。在申请号为201310351649.3的中国专利 中公开了一种直驱式伺服螺旋压力机,它通过安装在顶部的直驱电机 带动螺杆转动,进而带动滑块进行直线运动。这种直驱式伺服螺旋压 力机结构简单,减少了传统螺旋压力机的传动链,但是它对直驱电机 的伺服性能和动力性能要求过高,目前几乎没有伺服电机能够满足大 型螺旋压力机需求;由于伺服电机与飞轮直接连接,在停机时飞轮的 惯性会对电机造成不利影响,使电机寿命下降。因此这种直驱式伺服 螺旋压力机目前仅适用于小吨位,非金属材料加工的场合,难以满足 螺旋压力机的市场需求。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种斜齿 少齿差行星齿轮传动电动伺服螺旋压力机,简单紧凑,承载能力大, 控制精度高,能够实现大型锻件的精密模锻。
为了达到上述目的,本发明采取的技术方案为:
一种斜齿少齿差行星齿轮传动电动伺服螺旋压力机,包括斜齿少 齿差行星齿轮传动部分,斜齿少齿差行星齿轮传动部分安装在螺旋压 力机的上顶板上,其输入轴通过联轴器直接与两个或两个以上的伺服 电机连接,其输出轴为丝杠,通过行星滚柱将旋转运动转化为滑块的 上下运动,滑块的上下运动带动安装在上模座的模具对工件进行塑性 加工。
所述的斜齿少齿差行星齿轮传动部分包括两个或两个以上的主 动曲轴、偶数个内齿环板和中心齿轮,主动曲轴通过伺服电机带动主 动转动,进而带动内齿环板做平面圆周平动,通过中心齿轮和内齿环 板上的齿的啮合,实现动力传动。
所述的行星滚柱丝杠包括丝杠轴,丝杠轴通过螺纹带动行星滚柱 做行星运动,螺母内圈有螺纹,滚柱的运动进而带动螺母上下移动, 实现滑块的上下运动。
本发明的优点为:采用斜齿少齿差行星齿轮传动,传动比可以很 大,适合大型金属零件的精密;斜齿设计,改善了输入轴上的偏载; 采用多个伺服电机,降低了压力机对单个电机的功率需求,使得设备 对电网冲击变小;行星滚柱丝杠比螺杆螺母运动更精确,配合伺服控 制系统,能够实现精密成形。
附图说明
图1是本发明的总体结构示意图。
图2是本发明斜齿少齿差行星齿轮传动部分结构示意图。
图3是本发明及其附属电气模块连接示意框图。
具体实施方式
下面参照附图和实施例对本发明作详细阐释。
参照图1和图2,一种斜齿少齿差行星齿轮传动电动伺服螺旋压 力机,包括机身30,机身30底部和底座29连接,机身30上部和上 顶板17连接,两个伺服电机32通过电机座33分别安装在机身30两 个侧面,伺服电机32输出轴通过联轴器34与斜齿少齿差行星齿轮传 动部分的主动曲轴8连接,主动曲轴8一端通过第一轴承3和第一盖 板2支承在减速器外壳1上,减速器外壳1通过螺钉固定在上顶板 17上;主动曲轴8另一端通过第二轴承7和第二盖板9支承在减速 器上端盖10上,上内齿环板11和下内齿环板4分别通过第二圆锥滚 子轴承6和第一圆锥滚子轴承5与主动曲轴8的两个偏心处连接,上 端盖10通过螺钉固定在减速器外壳1上;中心齿轮12为上下部分旋 向不同的复合斜齿轮,其相应旋向部分分别与上内齿环板11和下内 齿环板4偏心啮合,参见图2,齿轮盖板13通过螺钉固定在中心齿 轮12上,两侧的中心齿轮12通过齿轮盖板13与丝杠轴14的后端固 定;丝杠轴14中间部分为一系列台肩,通过对装的第三圆锥滚子轴 承16、第四圆锥滚子轴承18和上轴承盖板15、下轴承盖板19固定 在上顶板17中心的开孔处,丝杠轴14仅沿周向转动,其轴向所受的 运动反力被第三圆锥滚子轴承16、第四圆锥滚子轴承18、轴承盖板 15、下轴承盖板19传递到上顶板17上;当伺服电机32转动时,通 过斜齿少齿差行星齿轮传动,带动丝杠轴14转动,丝杠轴14前端的 螺纹与一圈行星滚柱22的一端啮合,行星滚柱22通过两个支承环 31、两个支承环座23支承在螺母21上,行星滚柱22的另一端与螺 母21上的内螺纹啮合;上丝杠盖板20和下丝杠盖板24固定在螺母 21两端,将行星滚柱22封装在螺母21内;螺母21与滑块25中心 的开孔固定连接,滑块25安装在导轨28中,导轨28安装在机身30 上,上模座26安装在滑块25下边,下模座27安装在底座29上,滑 块25两边通过两个平衡气缸35来保持运动中的平衡。
本发明的工作原理为:
参照图3,本发明的工作过程为:工控机通过控制器控制伺服驱 动器,使两个伺服电机32上电,当伺服电机32上电后,带动主动曲 轴8转动,主动曲轴8使得第一内齿环板4、第二内齿环板11做平 面圆周平动,进而使得中心齿轮12带动丝杠轴14缓慢转动,丝杠 轴14的转动又使得螺母21带动滑块25上下移动;模具安装在上模 座26和下模座27上,通过滑块25的上下移动对工件进行塑性成形。
传统行星齿轮传动一般为内齿圈固定,太阳轮绕自身轴线转动做 输入,多个行星轮做行星运动带动行星架做输出;所述的斜齿少齿差 行星齿轮传动是一种行星轮极限增大的行星齿轮传动,将行星齿轮中 的行星轮极限增大(与内齿圈相差很少个齿),同时固定其轴线,将 内齿圈的运动设定为原先行星齿轮轴线的运动形式(平面圆周平动), 这样通过齿的啮合,让行星轮开始绕自身轴线缓慢转动。在本发明所 举的实施例中,上内齿环板11和下内齿环板4是内齿圈,它们通过 两侧的轴承6和主动曲轴8连接,当两个主动曲轴8转动时,主动曲 轴8和第一内齿环板4、第二内齿环板11构成了平行四边形机构, 根据机械原理可知,第一内齿环板4、第二内齿环板11在平面内做 圆周运动,因此这可以使其内侧的齿与中心齿轮12的外齿不断啮合, 从而带动中心齿轮12绕自身轴线缓慢转动;中心齿轮12是一种广义 的行星齿轮,它分为上下两部分,旋向相反,从而使得工作时齿轮的 重合度进一步增大,承载能力进一步增大。