一种教学仿真型龙门刨床

本发明公开了一种教学仿真型龙门刨床，包括底座、工作台、横梁、立柱、侧刀架、垂直刀架、顶梁；左立柱和右立柱上设有导轨，横梁水平安装在左立柱和右立柱的导轨上；横梁上设置有水平导轨，在水平导轨上安装有左垂直刀架和右垂直刀架；在横梁下方的左立柱和右立柱的导轨上分别安装有左侧刀架和右侧刀架；通过专门设计的垂直刀架平移驱动机构、横梁垂直升降驱动机构、以及侧刀架垂直升降驱动机构，实现了龙门刨床横梁、两个垂直刀架和两个侧刀架的灵活运动，实现了对龙门刨的仿真；与生产型龙门刨相比，本教学仿真型龙门刨各运动驱动机构设计合理，更加简单精巧，成本低廉，运动控制简单方便，特别适合于教学使用。

1.一种教学仿真型龙门刨床，包括底座、工作台、横梁、立柱、侧刀架、垂直刀架、
顶梁，底座上设有导轨以及丝杠，工作台通过导轨以及丝杠副安装在底座上，以使工作
台在丝杠副的驱动下可沿导轨前后运动；底座的两侧分别固定左立柱和右立柱，顶梁水
平架设在左立柱和右立柱的顶端；左立柱和右立柱上设有导轨，横梁水平安装在左立柱
和右立柱的导轨上；横梁上设置有水平导轨，在水平导轨上安装有左垂直刀架和右垂直
刀架；在横梁下方的左立柱和右立柱的导轨上分别安装有左侧刀架和右侧刀架；其特征
在于：
所述教学仿真型龙门刨床还包括：驱动垂直刀架在横梁的导轨上运动的垂直刀架平
移驱动机构、驱动横梁在立柱的导轨上运动的横梁垂直升降驱动机构、驱动侧刀架在立
柱的导轨上运动的侧刀架垂直升降驱动机构；
所述垂直刀架平移驱动机构，包括水平丝杠、第一光轴和第二光轴，水平丝杠水平
固定在横梁上，第一光轴和第二光轴通过轴承座水平可旋转的固定在横梁上，第一光轴
的一端设置有第一齿轮，第二光轴的同侧端设置有第二齿轮，第一齿轮和第二齿轮与一
双联齿轮相啮合，双联齿轮固定在转轴上，转轴与电机的输出轴连接；第一光轴上设置
有第三齿轮，第三齿轮通过键与第一光轴上的长键槽配合，第二光轴上设置有第四齿轮，
第四齿轮通过键与第二光轴上的长键槽配合；水平丝杠上设置有第五齿轮和第六齿轮，
水平丝杠上的第五齿轮通过第一U型槽与第一光轴上的第三齿轮啮合，水平丝杠上的第
六齿轮通过第二U型槽与第二光轴上的第四齿轮啮合；第一U型槽与左垂直刀架固定连
接，第二U型槽和右垂直刀架固定连接；
所述横梁垂直升降驱动机构，包括横轴、左竖直丝杠和右竖直丝杠，左竖直丝杠和
右竖直丝杠分别竖直可旋转地设置在左立柱和右立柱上，所述横轴通过轴承座水平设置
在立柱顶端的顶梁上，且横轴的两端分别与左竖直丝杠和右竖直丝杠的顶端通过锥齿轮
啮合连接，横轴上固定设置有一链轮；所述左竖直丝杠和右竖直丝杠分别设置丝杠螺母，
螺母与横梁固定连接；
所述侧刀架垂直升降驱动机构，在左侧刀架和右侧刀架上固定设置步进电机，在左
立柱和右立柱上分别竖直固定设置丝杠，丝杠的两端固定设置在立柱上，丝杠上设置有
螺母齿轮，螺母齿轮与步进电机输出轴上的传动齿轮啮合，且传动齿轮和螺母齿轮的外
围设置有齿轮挡圈。
2.根据权利要求1所述的教学仿真型龙门刨床，其特征在于：双联齿轮包括左齿轮
和右齿轮，左齿轮和右齿轮齿数相等、直径相等，左齿轮和右齿轮同轴间隔固定设置，
第一齿轮与双联齿轮的右齿轮啮合，第二齿轮与双联齿轮的左齿轮啮合。
3.根据权利要求1所述的教学仿真型龙门刨床，其特征在于：第一光轴上的长键槽
的长度等于第一光轴总长的1/2，第二光轴上的长键槽的长度等于第二光轴总长的1/2；
第一光轴上的长键槽设置在第一光轴的左侧，第二光轴上的长键槽设置在第二光轴的右
侧。
4.根据权利要求1所述的教学仿真型龙门刨床，其特征在于：左竖直丝杠和右竖直
丝杠旋向相反。
5.根据权利要求1所述的教学仿真型龙门刨床，其特征在于：左竖直丝杠和右竖直
丝杠的顶端通过轴承固定在顶梁上。
6.如权利要求1-5之一所述的教学仿真型龙门刨床的运行方法，其特征在于：
电机正转带动双联齿轮旋转，双联齿轮的左齿轮和右齿轮分别与第二齿轮和第一齿
轮啮合，驱动第一光轴与第二光轴同时转动，第三齿轮与第五齿轮、以及第四齿轮与第
六齿轮在U型槽的限制作用下啮合，同时第三齿轮与第四齿轮分别通过键与键槽的配合
来实现自身的周向旋转，同时在固定水平丝杠做导向的作用下实现两个U型槽刀带动两
个垂直刀架同时水平运动；
将双联齿轮整体拨动至右侧，使双联齿轮的左齿轮与第一齿轮啮合，电机正转驱动
第一光轴旋转，从而实现左垂直刀架的移动；移动时，第三齿轮、第五齿轮和第一U型
槽整体平移，第一U型槽带动与其相连的左垂直刀架移动；
将双联齿轮整体拨动至左侧，使双联齿轮的右齿轮与第二齿轮啮合，电机正转驱动
第二光轴旋转，从而实现右垂直刀架的移动；移动时，第四齿轮、第六齿轮和第二U型
槽整体平移，第二U型槽带动与其相连的右垂直刀架移动；
电机反转，通过双联齿轮的位置变化实现与以上运动方式反向运动。