用于五轴联动数控机床的减速装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种用于五轴联动数控机床的减速装置，其包括壳体、过渡法兰、电动机、谐波发生器、谐波柔轮、转动法兰以及组合轴承，所述电动机通过所述过渡法兰安装于所述壳体，所述谐波发生器和谐波柔轮安装于所述壳体内部，且所述谐波发生器连接于所述电动机，所述谐波柔轮连接于所述谐波发生器，所述组合轴承的一个端面安装于所述壳体，且所述组合轴承的另一个端面连接于所述转动法兰，所述谐波柔轮与所述转动法兰之间互相啮合。上述用于五轴联动数控机床的减速装置可以将电动机输入的高速转动变为转动法兰输出的低速转动，从而产生减速效应，且无需配置冷却装置，成本较低，可以代替力矩电机应用于五轴联动数控机床业。
【专利说明】用于五轴联动数控机床的减速装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及传动装置【技术领域】，特别是涉及一种用于五轴联动数控机床的减速装置。
【背景技术】
[0002]五轴联动数控机床是一种科技含量高、精密度高、专门用于加工复杂曲面的机床，这种机床对一个国家的航空、航天、车事、科研、精密器械、闻精医疗设备等等行业，有着举足轻重的影响力。动态性能是五轴联动机床的重要指标，尤其是转动轴的动态性能。为了提高五轴联动数控机床的动态性能，人们开发出了直线电机、力矩电机等新一代驱动电机，使整个数控机床业有了一大步的发展。力矩电机的转子直接驱动旋转部件，如工作台，它没有中间的传动环节，转动惯量非常小，动态性能好。但力矩电机通常需要配置冷却装置，价格高，较高的成本对力矩电机在五轴联动数控机床上的大面积使用造成了一定影响。
实用新型内容
[0003]基于此，有必要提供一种成本较低并能够代替力矩电机的用于五轴联动数控机床的减速装置。
[0004]一种用于五轴联动数控机床的减速装置，所述用于五轴联动数控机床的减速装置包括壳体、过渡法兰、电动机、谐波发生器、谐波柔轮、转动法兰以及组合轴承，所述电动机通过所述过渡法兰安装于所述壳体，所述谐波发生器和谐波柔轮安装于所述壳体内部，且所述谐波发生器连接于所述电动机，所述谐波柔轮连接于所述谐波发生器，所述组合轴承的一个端面安装于所述壳体，且所述组合轴承的另一个端面连接于所述转动法兰，所述谐波柔轮与所述转动法兰之间互相啮合；
[0005]所述电动机带动所述谐波发生器运转，所述谐波发生器再带动所述谐波柔轮不断地发生弹性变形，所述谐波柔轮也不断地改变与所述转动法兰啮合状态产生错齿运动，这种错齿运动将所述电动机输入的高速转动变为所述转动法兰输出的低速转动。
[0006]在其中一个实施例中，所述谐波发生器开设有键槽，所述谐波柔轮设有内齿圈，所述谐波发生器的键槽啮合于所述谐波柔轮的内齿圈。
[0007]在其中一个实施例中，所述谐波发生器是双凸轮结构。
[0008]在其中一个实施例中，所述壳体设有定位面，所述组合轴承的一个端面通过所述定位面安装于所述壳体。
[0009]在其中一个实施例中，所述组合轴承是刚性轴承。
[0010]在其中一个实施例中，所述刚性轴承是圆柱滚子轴承。
[0011]在其中一个实施例中,所述圆柱滚子轴承连接有角接触轴承。
[0012]在其中一个实施例中，所述电动机、谐波发生器、谐波柔轮以及组合轴承的中心轴线均在同一条直线上。
[0013]在其中一个实施例中,所述电动机是伺服电机。
[0014]在其中一个实施例中，所述伺服电机是永磁式同步电动机。
[0015]上述用于五轴联动数控机床的减速装置，其壳体内部安装有谐波发生器和谐波柔轮，电动机通过过渡法兰安装在壳体上，组合轴承安装于壳体且连接有转动法兰。所述电动机带动谐波发生器运转，谐波发生器再带动谐波柔轮不断地发生弹性变形，谐波柔轮也不断地改变与转动法兰啮合状态产生错齿运动，这种错齿运动可以将电动机输入的高速转动变为转动法兰输出的低速转动，从而产生了减速效应。同时，所述用于五轴联动数控机床的减速装置无需配置冷却装置，成本较低。因此上述用于五轴联动数控机床的减速装置可以代替力矩电机应用于五轴联动数控机床业。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为一个实施例的用于五轴联动数控机床的减速装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0017]为了解决目前力矩电机由于成本较高而难以广泛应用于五轴联动数控机床业的问题，本实施方式提供了一种可以代替力矩电机的用于五轴联动数控机床的减速装置。下面结合具体的实施例，对用于五轴联动数控机床的减速装置进行具体的描述。
[0018]请参考图1，本实施方式提供的用于五轴联动数控机床的减速装置包括壳体110、过渡法兰120、电动机130、谐波发生器140、谐波柔轮150、转动法兰160以及组合轴承170。
[0019]壳体110主要用于将其他部件集成在一起，使得整个用于五轴联动数控机床的减速装置结构较为紧凑。同时，壳体110还可以保护位于其内部的部件。
[0020]过渡法兰120用于将电动机130安装在壳体110上。由于电动机130在工作时可能会产生较为剧烈的震动，在本实施方式中，通过过渡法兰120，电动机130能够更加紧密的固定在壳体110上，防止电动机130在工作时因震动从壳体110上松脱下来。
[0021]电动机130是用于五轴联动数控机床的减速装置的动力来源。在本实施方式中，电动机130是伺服电机，能够根据实际需要调节转速。更具体地，该伺服电机是永磁式同步电动机。永磁式同步电动机采用高剩磁感应，高矫顽力的稀土类磁铁制成，可比直流电动机外形尺寸更小，质量更轻，转子惯量也更低。
[0022]谐波发生器140、谐波柔轮150均安装于壳体110内部。且谐波发生器140连接在电动机130上，谐波柔轮150连接于谐波发生器140。谐波发生器140上开设有键槽，谐波柔轮150上设有与键槽相对应的内齿圈。谐波发生器140的键槽啮合于谐波柔轮150的内齿圈。这样，当电动机130带动谐波发生器140运转时，谐波发生器140将带动啮合在谐波发生器140上的谐波柔轮150运转。在本实施方式中，谐波发生器140是双凸轮结构。并且，谐波柔轮150采用密度较小的轻质材料做成薄壁状，这是为了尽可能地降低谐波柔轮150在运转时产生的转动惯量。
[0023]转动法兰160与谐波柔轮150之间互相啮合。电动机130带动谐波发生器140运转时，谐波发生器140将带动谐波柔轮150不断地发生弹性变形。谐波柔轮150也不断地改变与转动法兰160的啮合状态产生错齿运动，这种错齿运动可以将电动机130输入的高速转动变为转动法兰160输出的低速转动，从而产生了减速效应。
[0024]组合轴承170安装在壳体110内。为了使组合轴承170稳定地固定在壳体110内，壳体110设有定位面112。组合轴承170卡合在定位面112处即可稳定固定在壳体110内。同时，转动法兰160连接于组合轴承170。组合轴承170能够支撑并定位转动法兰160。在本实施方式中，组合轴承170是刚性轴承，更具体地,组合轴承170是圆柱滚子轴承。圆柱滚子轴承可承受较大的轴向力，同时还可承受较大的径向力。由于圆柱滚子轴承径向定位功能不是很好，为了弥补这个缺陷，圆柱滚子轴承还连接了一个角接触轴承。
[0025]此外，电动机130、谐波发生器140、谐波柔轮150以及组合轴承170的中心轴线均在同一条直线上，这样的设置使得整个传动过程涉及到的部件只产生较小的转动惯量，避免了能量在传动部件上的损耗，因此尽可能地提高了电动机130带负载的能力。
[0026]上述用于五轴联动数控机床的减速装置，其壳体110内部安装有谐波发生器140和谐波柔轮150，电动机130通过过渡法兰120安装在壳体110上。组合轴承170安装于壳体110且连接有转动法兰160。电动机130带动谐波发生器140运转，谐波发生器140再带动谐波柔轮150不断地发生弹性变形，谐波柔轮150也不断地改变与转动法兰160啮合状态产生错齿运动，这种错齿运动可以将电动机130输入的高速转动变为转动法兰160输出的低速转动，从而产生了减速效应。同时，该用于五轴联动数控机床的减速装置无需配置冷却装置，成本也较低。因此上述用于五轴联动数控机床的减速装置可以代替力矩电机应用于五轴联动数控机床业，解决了目前力矩电机由于成本较高而难以广泛应用于五轴联动数控机床业的的问题。
[0027]以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【权利要求】
1.一种用于五轴联动数控机床的减速装置，其特征在于，所述用于五轴联动数控机床的减速装置包括壳体、过渡法兰、电动机、谐波发生器、谐波柔轮、转动法兰以及组合轴承，所述电动机通过所述过渡法兰安装于所述壳体，所述谐波发生器和谐波柔轮安装于所述壳体内部，且所述谐波发生器连接于所述电动机，所述谐波柔轮连接于所述谐波发生器，所述组合轴承的一个端面安装于所述壳体，且所述组合轴承的另一个端面连接于所述转动法兰，所述谐波柔轮与所述转动法兰之间互相啮合； 所述电动机带动所述谐波发生器运转，所述谐波发生器再带动所述谐波柔轮不断地发生弹性变形，所述谐波柔轮也不断地改变与所述转动法兰啮合状态产生错齿运动，这种错齿运动将所述电动机输入的高速转动变为所述转动法兰输出的低速转动。
2.根据权利要求1所述的用于五轴联动数控机床的减速装置，其特征在于，所述谐波发生器开设有键槽，所述谐波柔轮设有内齿圈，所述谐波发生器的键槽啮合于所述谐波柔轮的内齿圈。
3.根据权利要求1或2所述的用于五轴联动数控机床的减速装置，其特征在于，所述谐波发生器是双凸轮结构。
4.根据权利要求1所述的用于五轴联动数控机床的减速装置，其特征在于，所述壳体设有定位面，所述组合轴承的一个端面通过所述定位面安装于所述壳体。
5.根据权利要求1或4所述的用于五轴联动数控机床的减速装置，其特征在于，所述组合轴承是刚性轴承。
6.根据权利要求5所述的用于五轴联动数控机床的减速装置，其特征在于，所述刚性轴承是圆柱滚子轴承。
7.根据权利要求6所述的用于五轴联动数控机床的减速装置，其特征在于，所述圆柱滚子轴承连接有角接触轴承。
8.根据权利要求1所述的用于五轴联动数控机床的减速装置，其特征在于，所述电动机、谐波发生器、谐波柔轮以及组合轴承的中心轴线均在同一条直线上。
9.根据权利要求1或8所述的用于五轴联动数控机床的减速装置，其特征在于，所述电动机是伺服电机。
10.根据权利要求9所述的用于五轴联动数控机床的减速装置，其特征在于，所述伺服电机是永磁式同步电动机。
【文档编号】B23Q5/00GK204262865SQ201420027206
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2014年1月16日 优先权日:2013年8月14日
【发明者】黄祺, 郭池, 王智, 周正宏 申请人:苏州秉创科技有限公司