本发明涉及一种旋转驱动装置,尤其涉及一种齿轮传动式旋转驱动装置。
背景技术:
1、在数控机床、自动化设备中,往往需要精密的旋转部件,如旋转工作台、铣头的摆动轴等,这些部件能够通过可编程控制进行旋转运动,通过驱动传动机构能够传递一定扭矩,并且在任意回转角度准确的对旋转部分进行角向定位。目前旋转部件的内部核心传动结构主要有四种结构形式:空间凸轮加凸轮滚子的方式、涡轮蜗杆传动方式、力矩电机直驱方式、齿轮组传动方式。这四种结构形式各自的缺陷在于:
2、空间凸轮加凸轮滚子的方式:凸轮滚子轴在传动过程中受剪切力作用,对于较大扭矩负载,受力比较局限。而且凸轮属于非标的零件,设计和制造工艺复杂,大规格凸轮受到加工设备的限制,制作成本非常高。
3、涡轮蜗杆传动方式:涡轮蜗杆传动为滑动摩擦传动,会在传动零件接触表面产生摩擦磨损,时间长了会产生传动间隙导致传动精度下降。
4、力矩电机直驱方式:由于电机直驱,传动中没有传动比对扭矩进行放大,从而传动扭矩相对较小,无法适应大扭矩的工作。另外,力矩电机的发热量大,需要配备专用的冷却装置,成本非常高。
5、齿轮组传动方式:齿轮组传动的刚性高,齿轮易于制造加工。但在齿轮传动中,齿与齿之间啮合需要有背隙,不然齿会卡死,齿轮背隙会导致传动精度下降。为了消除传动间隙,目前使用的结构是两个小齿轮同时与一个齿圈啮合,两个小齿轮分别由两台伺服电机驱动,在电气控制上让两个电机产生扭矩差,从而实现消除齿轮间隙。但是这种结构成本较高,且必须匹配具有主从控制功能的控制系统来实现。
技术实现思路
1、本发明的目的是克服现有的缺陷,提供一种齿轮传动式旋转驱动装置,解决目前齿轮组传动方式存在结构复杂,驱动结构及消隙结构成本高的问题。
2、为了解决上述技术问题,本发明提供了如下的技术方案:
3、一种齿轮传动式旋转驱动装置,包括转动盘,用于连接所需转动的部件;旋转驱动环,所述旋转驱动环的端面与所述转动盘连接,所述旋转驱动环的内侧面设置有齿圈;一个驱动源,所述驱动源具有能够提供旋转动力的输出轴;至少两个齿轮,每个所述齿轮与所述齿圈啮合,每个所述齿轮的中心贯穿设置有传动轴,每个所述传动轴均与所述输出轴传动连接;至少两个所述齿轮分别抵靠在所述齿圈不同方向的齿面上。
4、进一步地,包括底座,所述底座用于与设备支撑部件连接;环形支撑座,所述环形支撑座的端面或外侧面与所述底座连接,所述环形支撑座位于所述旋转驱动环的外侧,所述旋转驱动环与所述环形支撑座之间设置有滚动体使得所述旋转驱动环能够沿所述环形支撑座的内缘同心自由转动。
5、进一步地,所述驱动源包括伺服电机,所述伺服电机连接有减速机,所述减速机的输出轴同轴连接有驱动带轮;所述齿轮设置有两个,分别为第一齿轮和第二齿轮,所述第一齿轮的中心贯穿设置有第一传动轴,所述第一传动轴上套设有第一从动带轮,所述第一从动带轮通过第一同步带与所述驱动带轮的上段传动连接,所述第二齿轮的中心贯穿设置有第二传动轴,所述第二传动轴上套设有第二从动带轮,所述第二从动带轮通过第二同步带与所述驱动带轮的下段传动连接。
6、进一步地,所述减速机安装在所述底座上预设的第一接口内;所述驱动带轮的下端套设有第一轴承,所述第一轴承安装在所述底座上预设的第二接口内,所述第一传动轴的下端套设有第二轴承,所述第二轴承安装在所述底座上预设的第三接口内,所述第二传动轴的下端套设有第三轴承,所述第三轴承安装在所述底座上预设的第四接口内;所述第一轴承、第二轴承和第三轴承位于同一水平面。
7、进一步地,所述第一同步带的外侧设置有第一张紧轮,所述第一张紧轮抵触在所述第一同步带上,所述第一张紧轮的轮轴的上端连接有第一法兰座,所述第一法兰座安装在所述底座上预设的第五接口内;所述第二同步带的外侧设置有第二张紧轮,所述第二张紧轮抵触在所述第二同步带上,所述第二张紧轮的轮轴的上端连接有第二法兰座,所述第二法兰座安装在所述底座上预设的第六接口内;所述第一张紧轮和第二张紧轮分别设置在第一同步带和第二同步带的不同方向的外侧,使得所述第一同步带和第二同步带给所述第一从动带轮和第二从动带轮分别提供方向相反的张紧扭矩,使得所述第一齿轮和第二齿轮给所述齿圈提供方向相反的压紧扭矩,保证所述第一齿轮和第二齿轮分别抵靠在所述齿圈不同方向的齿面上。
8、进一步地,所述第一张紧轮的轮轴偏心连接于所述第一法兰座的下端面,所述第二张紧轮的轮轴偏心连接于所述第二法兰座的下端面。
9、进一步地,所述第一传动轴上在所述第一齿轮和第一从动带轮之间套设有第四轴承,所述第四轴承安装在所述底座上预设的第七接口内,所述第二传动轴上在所述第二齿轮和第二从动带轮之间的套设有第五轴承,所述第五轴承安装在所述底座上预设的第八接口内;所述第四轴承、第五轴承、第一法兰座和第二法兰座位于同一水平面。
10、本发明一种齿轮传动式旋转驱动装置,采用单伺服驱动,同时对两个齿轮施加方向相反的预压扭矩,起到消隙效果,具有结构简单、成本低的特点。
11、本发明的好处还在于,采用齿轮、同步带的传动方式,可以通过调整齿轮的模数和同步带的规格来满足不同的承载需求,而且齿轮、同步带及相关零部件相比于空间凸轮等应用更加广泛,设计制造较为成熟,成本较低。
1.一种齿轮传动式旋转驱动装置,其特征在于:包括
2.根据权利要求1所述的一种齿轮传动式旋转驱动装置,其特征在于:包括
3.根据权利要求1所述的一种齿轮传动式旋转驱动装置,其特征在于:所述驱动源包括伺服电机,所述伺服电机连接有减速机,所述减速机的输出轴同轴连接有驱动带轮;
4.根据权利要求3所述的一种齿轮传动式旋转驱动装置,其特征在于:所述减速机安装在所述底座上预设的第一接口内;
5.根据权利要求3所述的一种齿轮传动式旋转驱动装置,其特征在于:所述第一同步带的外侧设置有第一张紧轮,所述第一张紧轮抵触在所述第一同步带上,所述第一张紧轮的轮轴的上端连接有第一法兰座,所述第一法兰座安装在所述底座上预设的第五接口内;
6.根据权利要求5所述的一种齿轮传动式旋转驱动装置,其特征在于:所述第一张紧轮的轮轴偏心连接于所述第一法兰座的下端面,所述第二张紧轮的轮轴偏心连接于所述第二法兰座的下端面。
7.根据权利要求5所述的一种齿轮传动式旋转驱动装置,其特征在于:所述第一传动轴上在所述第一齿轮和第一从动带轮之间套设有第四轴承,所述第四轴承安装在所述底座上预设的第七接口内,所述第二传动轴上在所述第二齿轮和第二从动带轮之间的套设有第五轴承,所述第五轴承安装在所述底座上预设的第八接口内;
