[实用新型]基于中心布置的WW型行星差动的U轴机构

说明书

本实用新型公开了一种基于中心布置的WW型行星差动的U轴机构，包括本体、回转主轴和旋转盘，所述旋转盘上设有径向传动组件，所述径向传动组件用于带动刀具进行径向移动，所述本体上还安装有行星差动机构和径向驱动组件。所述行星差动机构包括相互串联的后轮系和前轮系，二者与回转主轴同轴。本实用新型既减小了侧方空间的占用，也可以充分利用本体内部的空间，增大传动机构齿轮的尺寸，从而改善传动性能，同时还具有布置灵活、加工方便等优点。

技术领域

本实用新型涉及一种实现机床U轴功能的装置，尤其是一种基于中心布置的WW型行星差动的U轴机构。

背景技术

重型、细长轴或异形工件上的回转部分，通常采用工件固定、刀具回转的方式来加工。例如：镗铣床配数控平旋盘来加工重型工件的圆柱面、环面、球面、圆锥面、锥螺纹等，平旋盘式数控管螺纹车床套车加工管道两端的锥管螺纹，坐标磨床通过行星磨削的方式磨削精密锥孔、台阶孔，数控坡口机进行管道切断、坡口加工，专用机床镗车端面、内孔等。该加工方式的特点是，在旋转的主轴(及旋转盘)上设置有进行径向运动的进给轴，根据国标GB/T19660，此轴通常定义为U轴。

U轴机构的核心在于通过内部的传动机构实现旋转运动和径向运动。现有技术中，U轴机构的传动方式主要有三种：斜面齿纹式、齿轮齿条式和行星差动式。其中，斜面齿纹和齿轮齿条式只能在主轴可伸缩的通用机床，或者是带有推杆机构的专用机床上使用，应用受限。同时，斜面齿纹式一般用于中小规格U轴机构设计；齿轮齿条式本身传动精度低，逐渐被淘汰。因此，现在主流的方案是行星差动机构方案。

然而，目前的行星差动机构方案都是基于差动机构偏置的结构。例如申请人于2021年申请的实用新型专利《基于2K-H(C)型行星传动的U轴机构》(公开号为CN216078192U)，其行星差动机构位于主轴的一侧，额外占用了部分空间，存在整个装置径向尺寸大、难以小型化的问题。对于一些有空间尺寸要求的工况，这种结构受到很大的限制。而且，为了尽可能地缩减径向尺寸，设计时只能通过减小模数和齿数的方式来控制差动机构齿轮的大小，这必然影响到传动性能。

实用新型内容

本实用新型提出了一种基于中心布置的WW型行星差动的U轴机构，其目的是：减小整个装置的径向空间占用，改善行星差动机构的传动性能。

本实用新型技术方案如下：

一种基于中心布置的WW型行星差动的U轴机构，包括用于与机床固定连接的本体，本体上安装有可转动的回转主轴，回转主轴的后端用于与机床的主轴相连接，回转主轴的前端连接有旋转盘，所述旋转盘上设有径向传动组件，所述径向传动组件用于带动刀具进行径向移动，所述本体上还安装有行星差动机构和径向驱动组件；

所述行星差动机构包括后轮系和前轮系；

所述后轮系包括第一输入轮、第一轮架、第一中间轮、第二中间轮和第一输出轮；所述第一输入轮和第一输出轮都与回转主轴同轴，第一输入轮与回转主轴固定连接或为一体，第一输出轮则套装在回转主轴上以实现相对于回转主轴的转动；第一中间轮和第二中间轮相互连接或为一体、且通过转动连接方式安装在第一轮架上，第一中间轮和第二中间轮的轴线与所述回转主轴平行；第一中间轮与第一输入轮相啮合，第二中间轮与第一输出轮相啮合；

所述前轮系包括第二输入轮、第二轮架、第三中间轮、第四中间轮和第二输出轮；所述第二输入轮和第二输出轮都与回转主轴同轴，且都套装在回转主轴上以实现相对于回转主轴的转动；第三中间轮和第四中间轮相互连接或为一体、且通过转动连接方式安装在第二轮架上，第三中间轮和第四中间轮的轴线与所述回转主轴平行；第三中间轮与第二输入轮相啮合，第四中间轮与第二输出轮相啮合；

所述第一输出轮和第二输入轮固定连接，或者为一体；

所述第一轮架固定在本体上，所述径向驱动组件与所述第二轮架相连接、用于驱动第二轮架绕回转主轴转动；或者，所述径向驱动组件与所述第一轮架相连接、用于驱动第一轮架绕回转主轴转动，而所述第二轮架固定在本体上；