進給箱光桿輸出過載保護機構

王其松

（鹽城紡織職業技術學院，江蘇鹽城224005）

1 現實背景技術

在臥式車床刀架做進給運動時，動力由車床主軸輸出，經掛輪機構、進給箱變速后通過光桿輸出至溜板箱和刀架。當刀架端出現過載時，傳統設計一是依據掛輪機構的保護齒輪失效來保護整個進給傳動鏈，這種過載保護方法會伴隨著零件的破壞而需要維修更換;另一種方法是在溜板箱內設計有安全離合器，使得溜板箱結構相對復雜，成本也高。

2 技術內容與實施方式

為低成本、高效率達到車床進給系統的過載保護性能，本文介紹1種結構合理、易于制造、安裝和調整方便的臥式車床進給箱光桿過載保護機構，該機構設計在進給箱內部光桿輸出軸上，占有空間小、傳動可靠。

具體實施方案:如圖1，動力經由上一級花鍵軸9及其上滑移齒輪傳至齒輪2至光桿輸出軸8，過載保護機構設計在光桿輸出軸上，包括左端空套齒輪及軸向限位元件、花鍵支承套1、傳動齒輪2、鋼球3、花鍵套4、壓縮彈簧5、調節螺套7、光桿輸出軸8等。在光桿輸出軸兩端有軸承支承，中間部分一端設計有花鍵結構，依次安裝空套齒輪及軸向限位元件，花鍵支撐套內孔與光桿輸出軸上花鍵配合，外圓及端面支承有傳動齒輪，傳動齒輪內孔可在花鍵支撐套外圓空套轉動;在傳動齒輪端面上加工有均布的鋼球容留孔，容留孔中的鋼球另一半與花鍵套端面徑向槽配合，同時花鍵套可在光桿輸出軸上軸向移動，而壓縮彈簧則一端固定于花鍵套外圓上，另一端固定在與光桿輸出軸形成螺紋配合的調節螺套上，壓縮彈簧的伸縮作用力一端作用于調節螺套后傳遞給光桿輸出軸，另一端伸縮作用力通過花鍵套、鋼球、傳動齒輪、花鍵支承套傳遞給左端空套齒輪及軸向限位元件，作用力最終也傳遞給了光桿輸出軸。

應用時，通過進給箱體上螺釘6所在的螺孔，伸入工具卡入調節螺套的外圓齒形槽內，同時轉動光桿輸出軸使調節螺套相對光桿輸出軸旋轉產生軸向移動，調節螺套的軸向移動使壓縮彈簧的壓縮彈力變化，彈簧壓力作用在與花鍵套端面環槽接觸的鋼球上，形成轉動扭矩。正常工作時，傳動齒輪通過端面均布的接觸鋼球帶動花鍵套同步轉動，光桿輸出軸在花鍵套配合下也同步轉動，當刀架或溜板箱端出現過載時，花鍵套壓縮彈簧彈力變化而發生軸向移動，傳動齒輪端面內鋼球在花鍵套端面徑向容留槽上產生打滑，光桿輸出軸停止轉動，保護進給傳動鏈的過載損壞。

壓縮彈簧承受過載力的大小通過調節螺套壓縮彈簧變化量確定。在進給箱體上設計有調節螺套轉動調整用工藝螺孔，螺孔在過載保護值確定調節后用螺釘6緊固封閉。

3 應用效果

本過載保護機構中的傳動齒輪2既是進給動力輸入的傳動零件，又是光桿輸出軸過載保護作用時的失效保護零件。過載保護傳動機構產生的雙向軸向力都由光桿輸出軸內部承擔，機構對進給箱不產生附加作用力。在機床產品中應用效果良好，整體傳動穩定可靠、過載保護機構占有空間小、易調整。

［1］成大先.機械設計手冊［M］.5版.北京:化學工業出版社，2009.

［2］陳立德.機械設計基礎［M］.2版.北京:高等教育出版社，2004.