[其他]换挡机构

说明书

本发明谈的是换挡机构，特别是可以产生精确传动、适用于调整机床使用的传动装置的改进的换挡机构。

典型的换挡机构一般有两类，一类是利用拨叉和滑动齿轮装置，另一类是采用离合器和/或刹车换挡的常啮合机构。当齿轮传动系的转速增加时，这类机构有下列一种或多种不希望有的特性。当采用拨叉时，在换挡齿轮上会产生力矩负荷，因而轴与齿轮的轴合必须相对较松，从而在齿轮旋转时产生不平衡状态。另外，拨叉与换挡齿轮的接触离开齿轮旋转中心，还会造成齿轮与拨叉之间的滑动。即使在拨叉上附加上的滚子，在速度增加时也会产生滑动（功率损失）。采用离合器-刹车换挡的常啮合机构，则使所有齿轮总处于啮合状态。这种装置消耗附加功率并增加齿轮系的惯性。另外，用于高转速的离合器-刹车装置不便利用，可能还需增加控制电路。

在转让给本发明的受让人的美国第4，449，866，号专利中，介绍了伺服控制的主轴传动系统，其利用柱塞与气缸机构来移动齿轮轴26及其相连的组合齿轮24。虽然此一换挡伺服系统不用前述的拨叉与齿轮滑动装置或采用离合器/或刹车换挡的常啮合机构，但这的确存在下列缺点，它不能提供特别适应在较重载荷下高速换挡，同时在数字控制电路控制下保持其自动工作精度所需的精确配合及精确的齿轮运动。

本发明的目的是提供一种改进的换挡机构，它移动变速齿轮时的力均匀地作用于齿轮轴线周围，防止移动时不对中，因此装在支撑轴上的齿轮装置精度特别高，但能容易地使齿轮沿轴移动，而无卡滞现象。

本发明的中一目的是提供一种换挡机构，它到将该机构中的功率损失减至最小。

本发明的另一目的是提供一种改进的换挡机构，它特别适应在大载荷下高速工作、同时在数字控制电路的控制下，以自动工作所需的极高精度传递功率。

本发明的另一目的是提供一种换挡机构，其在有联动机构及在高速下工作的换挡系统中，产生的热量及其它干扰最少。

简要来讲，按照本发明的图示实施例，为机床提供一种改进的换挡机构，该机床有主轴箱，驱动以轴颈安装在主轴箱中的载刀具主轴的若干种速度旋转。其传动系统包括诸如电马达的驱动装置，电马达有输出轴，与机床主轴同步旋转。传递来自马达输出轴的动力的一齿轮系列与主轴相连，该齿轮系中的可移动组合齿轮与若干齿轮中的任何一个啮合，以便可以选择地改变主轴的速度。换挡机构包括一旅转滑动轴装置，其包括第一旋转轴和第二轴，第二轴的安装方式使其可以相对第一轴滑动并与其一起旋转，第一轴连接有组合齿轮，以便与第二轴一起转动。一柱塞气缸机构推动机构推动一滑动轴，该滑动轴同轴地与上述第二连接，使该第二轴得利滑动，因此，该组合齿轮与其一起沿第一旋转轴滑动。该组合齿轮与该第二轴的连接装置，包括一固定在该可移动组合齿轮上的一个横销。在该第一轴上设有槽，以使该第二轴可相对于该第一轴及销壁滑动。另外，上述滑动气缸轴与上述第二轴是通过一轴承总成连接的，该轴承总成允许该第二轴独立旅转。该滑动气缸轴与该第二轴同轴布置，使该组合齿轮、第一及第二轴与由柱塞气缸驱动的轴之间有共轴的关系。

本发明的新颖性特点详细地在权利要求中列出。至于本发明的构成、其工作方式及其它优点，可联系附图，参考下列介绍得到更好的了解，其中：

图1表示与主轴传统系统有关的本发明的换挡机构的侧视较长及剖视图。

图2与图1相似，但表示的是换挡到主传齿轮系中不同位置的换挡机构。

图3是将气缸轴与换挡机构的轴联结起来的轴承机构的纵截面放大图。

图4是将换挡机构的轴与组合齿轮相通连接的各另件部剖详图。

图5是沿图2的5-5线所取的水平截面图（部分另部件省略）。

图6是沿1的6-6线所取的水平截面图（部分另部件省略）。

将图1与图2结合起来看，其中换挡机构中总标号10表示，布于主轴箱12中，而主轴箱12安装在机床（未示出）上。主轴箱可相对工件支撑台（示示出）往复移动。马达12由一组螺栓之类的另件（未示出）固定在主轴箱12上，使得马达11的轴13经主轴箱12上的适当孔可伸入其中。箱13通过联轴器14与主动齿轮15连结，主动齿轮与马达轴13共轴并由轴承16支撑，以便与马达轴13一起旋轴。人们会承意到。与马达11相隔最远的轴承16是止推轴承，并通过油池17和油道18得到不断的润滑。