高精密超大载荷自动预紧传动机构及直线驱动装置

本技术涉及激光加工中心零部件，具体涉及一种高精密超大载荷自动预紧传动机构及直线驱动装置。

背景技术：

1、激光加工是目前最先进的加工技术，主要采用高能激光来雕刻切割材料。随着高端制造业的快速发展，激光切割已广泛应用于航空航天、汽车轮船、机械制造、电梯制造、广告制作、家用电器制造、医疗器械、五金、装饰、金属对外加工服务等各种制造行业。

2、直线驱动装置是激光加工中心的核心零部件之一，其直接关系到激光切割的精度。由于每个维度的直线调节距离较大，现有的激光加工中心普遍采用基于齿轮齿条的电动直线模组作为直线驱动装置。但是，由于齿轮齿条配合的先天不足，导致齿轮和齿条啮合时始终存在一定的间隙，使安装激光切割头的滑架在运行时会有微小的晃动，导致激光切割的精度始终不够理想，无法达到更高的应用水平。

3、解决以上问题成为当务之急。

技术实现思路

1、为解决以上的技术问题，本实用新型提供了一种高精密超大载荷自动预紧传动机构及直线驱动装置。

2、其技术方案如下：

3、一种高精密超大载荷自动预紧传动机构，包括相互平行的输入轴、第一输出轴和第二输出轴，所述第一输出轴上同步转动地套装有第一输出齿轮，所述第二输出轴上同步转动地套装有第二输出齿轮，所述第一输出齿轮和第二输出齿轮并排设置，且第一输出齿轮和第二输出齿轮的直径和齿数均相同，所述输入轴通过传动组件将动力传递给第一输出轴和第二输出轴，所述传动组件包括与输入轴平行的第一中间轴和第二中间轴，所述第一中间轴上同步转动地套装有与一体成型在输入轴上的一级主动齿啮合的一级从动齿轮，所述第二中间轴上同步转动地套装有与一体成型在第一中间轴上的二级主动齿啮合的二级从动齿轮，该第二中间轴上一体成型有旋向相反的第一主动斜齿轮和第二主动斜齿轮，所述第一主动斜齿轮和第二主动斜齿轮的直径和齿数均相同，所述第一输出轴上同步转动地套装有与第一主动斜齿轮啮合的第一从动斜齿轮，所述第二输出轴上同步转动地套装有与第二主动斜齿轮啮合的第二从动斜齿轮，所述第一从动斜齿轮和第二从动斜齿轮的直径和齿数均相同。

4、一种直线驱动装置，包括驱动电机、呈长条形结构的梁柱、与梁柱滑动配合的滑架、沿长度方向安装在梁柱上的齿条以及上述的高精密超大载荷自动预紧传动机构，所述高精密超大载荷自动预紧传动机构还包括传动机构壳体，所述传动组件安装在传动机构壳体的内部，所述驱动电机安装在传动机构壳体上，该驱动电机的电机轴插入传动机构壳体中后通过花键套带动输入轴同步转动，所述第一输出轴向外穿出传动机构壳体后同步转动地套装有所述第一输出齿轮，所述第二输出轴向外穿出传动机构壳体后同步转动地套装有所述第二输出齿轮，所述第一输出齿轮和第二输出齿轮均与齿条啮合。

5、与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

6、采用以上技术方案的高精密超大载荷自动预紧传动机构及直线驱动装置，由于第二中间轴上的第一主动斜齿轮和第二主动斜齿轮的螺旋线旋向相反，当在第二中间轴上施加轴向力时，会使第一主动斜齿轮和第二主动斜齿轮产生微量的轴向移动，此时，第一输出轴和第二输出轴便以相反的方向转过微小的角度，从而使第一输出齿轮和第二输出齿轮分别从相反的方向贴紧齿条的齿槽，进而消除了齿轮和齿条之间的间隙，实现自动预紧的功能，使直线驱动装置在控制激光切割头平移时非常稳定，避免激光切割头发生微小的晃动，提高了激光切割的加工精度，从而使激光切割能够达到更高的应用水平。

技术特征：

1.一种高精密超大载荷自动预紧传动机构，包括相互平行的输入轴(1)、第一输出轴(2)和第二输出轴(3)，所述第一输出轴(2)上同步转动地套装有第一输出齿轮(4)，所述第二输出轴(3)上同步转动地套装有第二输出齿轮(5)，所述第一输出齿轮(4)和第二输出齿轮(5)并排设置，且第一输出齿轮(4)和第二输出齿轮(5)的直径和齿数均相同，所述输入轴(1)通过传动组件将动力传递给第一输出轴(2)和第二输出轴(3)，其特征在于：所述传动组件包括与输入轴(1)平行的第一中间轴(6)和第二中间轴(7)，所述第一中间轴(6)上同步转动地套装有与一体成型在输入轴(1)上的一级主动齿(1a)啮合的一级从动齿轮(8)，所述第二中间轴(7)上同步转动地套装有与一体成型在第一中间轴(6)上的二级主动齿(6a)啮合的二级从动齿轮(9)，该第二中间轴(7)上同步转动套装有旋向相反的第一主动斜齿轮(7a)和第二主动斜齿轮(7b)，所述第一主动斜齿轮(7a)和第二主动斜齿轮(7b)的直径和齿数均相同，所述第一输出轴(2)上同步转动地套装有与第一主动斜齿轮(7a)啮合的第一从动斜齿轮(10)，所述第二输出轴(3)上同步转动地套装有与第二主动斜齿轮(7b)啮合的第二从动斜齿轮(11)，所述第一从动斜齿轮(10)和第二从动斜齿轮(11)的直径和齿数均相同。

2.根据权利要求1所述的高精密超大载荷自动预紧传动机构，其特征在于：所述第一输出轴(2)和第二输出轴(3)为旋向相反的斜齿轮。

3.根据权利要求1所述的高精密超大载荷自动预紧传动机构，其特征在于：所述输入轴(1)和第二中间轴(7)同轴设置，所述第一中间轴(6)和第一输出轴(2)同轴设置。

4.根据权利要求1所述的高精密超大载荷自动预紧传动机构，其特征在于：所述一级主动齿(1a)的直径小于一级从动齿轮(8)的直径，所述二级主动齿(6a)的直径小于二级从动齿轮(9)的直径。

5.一种直线驱动装置，其特征在于：包括驱动电机(15)、呈长条形结构的梁柱(12)、与梁柱(12)滑动配合的滑架(13)、沿长度方向安装在梁柱(12)上的齿条(14)以及权利要求1-4中任一项所述的高精密超大载荷自动预紧传动机构，所述高精密超大载荷自动预紧传动机构还包括传动机构壳体(16)，所述传动组件安装在传动机构壳体(16)的内部，所述驱动电机(15)安装在传动机构壳体(16)上，该驱动电机(15)的电机轴(15a)插入传动机构壳体(16)中后通过花键套(17)带动输入轴(1)同步转动，所述第一输出轴(2)向外穿出传动机构壳体(16)后同步转动地套装有所述第一输出齿轮(4)，所述第二输出轴(3)向外穿出传动机构壳体(16)后同步转动地套装有所述第二输出齿轮(5)，所述第一输出齿轮(4)和第二输出齿轮(5)均与齿条(14)啮合。

6.根据权利要求5所述的直线驱动装置，其特征在于：所述梁柱(12)上安装有至少一根沿其长度方向延伸的导轨(18)，所述滑架(13)同时固定安装在各导轨(18)的滑台(18a)上。

技术总结
本技术公开了一种高精密超大载荷自动预紧传动机构及直线驱动装置，由于第二中间轴上的第一主动斜齿轮和第二主动斜齿轮的螺旋线旋向相反，当在第二中间轴上施加轴向力时，会使第一主动斜齿轮和第二主动斜齿轮产生微量的轴向移动，此时，第一输出轴和第二输出轴便以相反的方向转过微小的角度，从而使第一输出齿轮和第二输出齿轮分别从相反的方向贴紧齿条的齿槽，进而消除了齿轮和齿条之间的间隙，实现自动预紧的功能，使直线驱动装置在控制激光切割头平移时非常稳定，避免激光切割头发生微小的晃动，提高了激光切割的加工精度，从而使激光切割能够达到更高的应用水平。

技术研发人员：段书凯,张引航,林毓培
受保护的技术使用者：西南大学
技术研发日：20230407
技术公布日：2024/1/13