机床的输出齿轮箱是机床设备对工件进行加工处理的直接实现部件，输出齿轮在工作过程中需要实现多种动作，其中直线进给动作和高、低速切换动作是最基本的输出动作。
变速齿轮箱是实现输出治具高、低速切换必不可少的部件，因此变速齿轮箱是机床设备的 重要组成部分，
它能改变设备的驱动装置与输出装置的传动连接关系，使设备输出不同的 扭矩和转速，以满足设备对于大扭矩和高转速的使用要求。
但变速齿轮箱的尺寸较大，对于部分输出齿轮空间布局紧凑的龙门机床，变速齿轮箱的结构设计和与输出治具的连接难度 很大。基于上述情况，我们有必要提供一种结构紧凑的变速输出齿轮箱。
数控龙门加工中心主轴变速齿轮箱设计
1、壳体 ；2、刀具主轴 ；21、导液槽 ；22、导液连接孔 ；3、主轴驱动电机 ；4、驱动齿轮 ； 41、驱动轴 ；42、驱动长齿 ；5、过渡齿轮 ；51、过渡轴 ；52、过渡大齿 ；53、过渡小齿 ；6、主轴齿 轮 ；61、输出轴 ；62、主轴大齿 ；63、主轴小齿 ；7、隔套让位槽 ；8、喷洒装置 ；9、冷却液主管 ； 10、冷却液支管 ；11、冷却液通孔 ；12、第一冷却通道 ；13、第二冷却通道 ；14、第三冷却通道 ； 15、深沟球轴承 ；16、龙门滑枕。
一体式结构的壳体 1，壳 体 1 的一侧设置有刀具主轴 2，壳体 1 远离刀具主轴 2 的一侧设置有驱动刀具主轴 2 运动的 主轴驱动电机 3，壳体 1 内安装有依次传动连接的驱动齿轮 4、过渡齿轮 5 和主轴齿轮 6，驱 动齿轮 4、过渡齿轮 5 和主轴齿轮 6 的轴心线相互平行设置，驱动齿轮 4 与主轴驱动电机 3 的输出端传动连接，主轴齿轮 6 与刀具主轴 2 传动连接。驱动齿轮 4、过渡齿轮 5 和主轴齿轮 6 呈三角形布局，使变速齿轮结构更加紧凑，有效节约了该龙门双速治具的横向空间，提 高该龙门双速治具在不同安装空间内使用的通用性。
壳体 1 靠近刀具主轴 2 的一侧对应过渡齿轮 5 设置有隔套让位槽 7，隔套让位槽 7 的轴心线与过渡齿轮 5 的轴心线位于同一条直线上，隔套让位槽 7 从壳体 1 远离主轴驱动 电机 3 的一侧延伸至过渡齿轮 5，过渡齿轮 5 的一端插入隔套让位槽 7 内。通过设置可收集 冷却液的隔套让位槽 7，并将隔套让位槽 7 设置在刀具主轴 2 的一侧，避免了单独设置集液 箱，有效减小了该龙门双速治具的整体体积，降低该龙门双速治具在小空间内使用时的安 装难度。另外，过渡齿轮 5 的一端插入隔套让位槽 7 内，有效提高过渡齿轮 5 在转动过程中 的稳定性，保证机床设备可靠运转。
壳体 1 内部设置有对各个齿轮的啮合位置和轴承喷洒冷却液的喷洒装置 8。喷洒 装置 8 向壳体 1 内的各个动连接部位喷洒冷却液，有效降低壳体 1 内各个运动部件的温度， 提高该龙门双速治具在高速运转时的稳定性，延长机床的使用寿命。壳体 1 的顶部并位于 主轴驱动电机 3的一侧设置有与外部温控装置连通的冷却液主管 9，壳体 1内部设置有与喷 洒装置 8 连通的冷却液支管 10，壳体 1 的顶部壳壁开设有冷却液通孔 11，冷却液通孔 11 的 一端与冷却液主管 9 连通，冷却液通孔 11 的另一端与冷却液支管 10 连通。具体地，从温控 装置排出的低温冷却液经过冷却液主管 9、冷却液通孔 11和冷却液支管 10后进入喷洒装置 8，然后喷洒装置 8 将低温冷却液喷向各个动连接部位，实现降温。
壳体 1 的顶部壳壁对应驱动齿轮 4 开设有第一冷却通道 12，第一冷却通道 12 的 一端与用于固定驱动齿轮 4 的轴承连通，第一冷却通道 12 的另一端与冷却液通孔 11 连通。 壳体 1 的顶部壳壁对应过渡齿轮 5 开设有第二冷却通道 13，第二冷却通道 13 的一端与用于 固定过渡齿轮 5 的轴承连通，第二冷却通道 13 的另一端与冷却液主管 9 连通。壳体 1 的顶 部壳壁对应主轴齿轮 6开设有第三冷却通道 14，第三冷却通道 14的一端与用于固定主轴齿 轮 6 的轴承连通，第三冷却通道 14 的另一端与冷却液主管 9 连通。具体地，通过设置第一 冷却通道 12、第二冷却通道 13和第三冷却通道 14，使低温冷却液直接从驱动齿轮 4、过渡齿 轮 5 和主轴齿轮 6 上的轴承位置流过，对轴承进行充分散热，保证轴承的运转可靠性，延长 轴承的使用寿命。
刀具主轴 2 上开设有螺旋状的导液槽 21，刀具主轴 2 靠近主轴驱动电机 3 的一端 设置有导液连接孔 22，导液连接孔 22 的一端与冷却液支管 10 连通，导液连接孔 22 的另一 端与导液槽 21 连通。通过在刀具主轴 2 上设置导液槽 21，使冷却液从刀具主轴 2 带走热 量，有效降低刀具主轴 2 的温度，保证其运转的可靠性。导液槽 21 远离主轴驱动电机 3 的 一端与隔套让位槽 7 连通，隔套让位槽 7 远离刀具主轴 2 的一侧设置有与外部温控装置连 通的回流孔。将隔套让位槽 7 用于收集冷却液，避免单独设置集液箱，有效减小设备的整体 体积。
驱动齿轮 4 包括驱动轴 41 和设置在驱动轴 41 上的驱动长齿 42，驱动轴 41 通过深 沟球轴承 15 安装在壳体 1 内。过渡齿轮 5 包括过渡轴 51 和设置在过渡轴 51 上的过渡大 齿 52 和过渡小齿 53，过渡大齿 52 位于靠近主轴驱动电机 3 的一端，过渡小齿 53 位于远离 主轴驱动电机 3 的一端，过渡大齿 52 与过渡小齿 53 固定连接，过渡轴 51 通过深沟球轴承 15 安装在壳体 1 内。主轴齿轮 6 包括输出轴 61 和设置在输出轴 61 上的主轴大齿 62 和主 轴小齿 63，主轴大齿 62 位于靠近主轴驱动电机 3 的一端，主轴小齿 63 位于远离主轴驱动电机 3 的一端，主轴大齿 62 与主轴小齿 63 固定连接，输出轴 61 通过深沟球轴承 15 安装在壳 体 1 内。将驱动齿轮 4、过渡齿轮 5 和主轴齿轮 6 通过深沟球轴承 15 安装在壳体 1 内，可抵 消驱动轴 41、过渡轴 51 和输出轴 61 间距的综合误差，使齿轮传动更平稳，噪音很小。具体地，过渡大齿 52 与驱动长齿 42 一直保持传动连接，过渡大齿 52 与主轴小齿 63 选择性传动连接，过渡小齿 53 与主轴大齿 62 选择性传动连接。当过渡大齿 52 与主轴 小齿 63 传动连接时，刀具主轴 2 处于高转速输出状态，刀具主轴 2 的最高转速可达 6000r/ min ；当过渡小齿 53 与主轴大齿 62 传动连接时，刀具主轴 2 处于大扭矩输出状态，刀具主轴 2 的最大扭矩可达 1000N.m。
过渡齿轮 5 上设置有用于驱动换速的换档拨叉，换档拨叉远离过渡齿轮 5 的一端 延伸至壳体 1 的外部。换档拨叉选择性驱动过渡大齿 52 和过渡小齿 53 运动，以使过渡大 齿 52 与主轴小齿 63 传动连接，或者使过渡小齿 53 与主轴大齿 62 传动连接。该龙门双速治具包括龙门滑枕 16，龙门滑枕 16 设置在壳体 1 的一侧，龙门滑枕 16 上设置有供壳体 1 滑动的壳体 1 滑轨，壳体 1 与龙门滑枕 16 滑动连接。
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