專利名稱：滾切鼓形齒輪裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鼓形齒輪制造的輔助裝置，特別適用于供大傾角傳動(dòng)的齒輪聯(lián)軸器中鼓形齒輪的加工。
當(dāng)前，在滾齒機(jī)上加工鼓形齒輪(

圖1)，是在刀架沿工件軸向進(jìn)給(f.)的同時(shí)，相對(duì)工件徑向再附加以進(jìn)給運(yùn)動(dòng)(f.)，兩者合成曲線運(yùn)動(dòng)(通常是圓弧)滾切出鼓形齒輪。為實(shí)現(xiàn)這一合成運(yùn)動(dòng)，必須對(duì)滾齒機(jī)進(jìn)行改裝，加裝程序控制裝置或機(jī)械、液壓、電氣仿形裝置。不同參數(shù)的鼓形齒輪要求配置相應(yīng)的靠模。此外，加工出的鼓形齒輪齒面，在工作時(shí)，和聯(lián)軸器的內(nèi)齒套并不符合共軛原理，只能有少數(shù)牙齒套以點(diǎn)接觸形式工作，從而大大降低聯(lián)軸器的承載能力與使用壽命。特別是當(dāng)聯(lián)軸器以大傾角工作時(shí)，這一問(wèn)題更趨嚴(yán)重。需要進(jìn)一步指出的是由于在滾切過(guò)程中，滾刀與工件中心距不斷變化，導(dǎo)至所切出的鼓形齒輪齒形歪斜、齒向扭曲，造成工作時(shí)齒面接觸進(jìn)一步惡化。
欲獲得正確的、符合共軛原理的鼓形齒輪，必須使齒坯在滾切過(guò)程中，模擬完成鼓形齒輪與相應(yīng)聯(lián)軸器內(nèi)齒圈在傳動(dòng)工作狀態(tài)下，完全相同的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。國(guó)內(nèi)石家莊煤礦機(jī)械廠曾提出以內(nèi)嚙合行星錐齒輪副完成這一運(yùn)動(dòng)(中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)機(jī)械加工學(xué)會(huì)第三屆年會(huì)論文集(二)1982)。該裝置存在傾角不能調(diào)整，只能加工一種固定齒數(shù)的工件、內(nèi)錐齒輪副加工困難、錐齒輪副存在傳動(dòng)間隙引起加工過(guò)程產(chǎn)生振動(dòng)及降低加工精度、滾齒機(jī)分齒傳動(dòng)鏈計(jì)算、換置復(fù)雜等缺陷。
本發(fā)明的主要目的是提供能按正確共軛齒形加工;制造、調(diào)整、使用均簡(jiǎn)單方便;無(wú)需改裝機(jī)床、配置大量靠模;而可切制質(zhì)量?jī)?yōu)良的鼓形齒輪加工裝置。對(duì)于工作傾角越大的鼓形齒輪，質(zhì)量提高、經(jīng)濟(jì)效益也越顯著。
概括地講，本發(fā)明的特點(diǎn)是安裝在本裝置上的齒坯，在切齒過(guò)程中，除了隨滾齒機(jī)工作臺(tái)做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)之外，還由本裝置的擺動(dòng)機(jī)構(gòu)提供齒坯不斷圍繞自身球心的擺動(dòng)，該機(jī)構(gòu)是由有偏心斜孔套筒及主軸限制自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)組成。該機(jī)構(gòu)所實(shí)現(xiàn)的擺動(dòng)，成全符合聯(lián)軸器在該工作傾角下，鼓形齒輪與內(nèi)齒套的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，在滾刀滾切出假想的內(nèi)齒套齒面的情況下，齒坯相應(yīng)被滾切成能與內(nèi)齒套相共軛的鼓形齒輪。
本發(fā)明的另一特點(diǎn)是通過(guò)偏心調(diào)整機(jī)構(gòu)，非常簡(jiǎn)便地完成不同傾角參數(shù)的調(diào)整。
擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力靠一系列齒輪機(jī)構(gòu)傳遞，并可通過(guò)更換不同齒數(shù)的齒輪加以調(diào)整，以適應(yīng)加工不同參數(shù)齒輪時(shí)，提高切齒效率及改善齒面加工質(zhì)量。
下面就本發(fā)明的具體方案，并結(jié)合附圖所給出的一個(gè)實(shí)施例，詳敘如下圖2是裝置全貌的剖視圖，示出按最大傾角調(diào)整的狀況。
圖3是沿圖2的D-D剖開(kāi)的視圖。
圖4是沿圖3的F-F剖開(kāi)的展開(kāi)圖。
圖5是沿圖2的G-G剖開(kāi)的視圖。
參照?qǐng)D2，本裝置主體安裝在滾齒機(jī)工作臺(tái)上，其回轉(zhuǎn)軸線OA與工作臺(tái)回轉(zhuǎn)軸線重合(殼體(1)外圓柱面徑切削加工，可用打表法精確調(diào)整、安裝，通過(guò)殼體底板制有的缺口，用T形槽螺釘與滾齒機(jī)工作臺(tái)固連)，隨工作臺(tái)一起回轉(zhuǎn)。齒坯(假想線表示)用螺母(7)、壓環(huán)(8)、心軸(9)固緊。齒坯與心軸軸線為OC，O為齒坯鼓形齒球面球心。參照?qǐng)D2、3，燕尾座(23)用壓板(60)、螺母(61)、螺栓(62)固緊在滾齒機(jī)后立柱上，并通過(guò)螺栓(22)、墊圈(26)、螺母(27)與內(nèi)齒圈(25)連成一體，而內(nèi)齒圈的內(nèi)齒與殼體(1)中的齒輪(55)相嚙合(殼體(1)上在相嚙合部位開(kāi)有窗口M)。當(dāng)殼體(1)隨工作臺(tái)一起回轉(zhuǎn)時(shí)，齒輪(55)做行星運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)一系列相嚙合的齒輪(56)、(57)、(17)、(20)將運(yùn)動(dòng)傳遞給大齒輪軸套(31)，大齒輪軸套(31)上下分別用軸承(12)、(30)支承，中段銑有輪齒，與齒輪(20)嚙合，可繞自身軸線OA回轉(zhuǎn);其內(nèi)孔是傾斜制造的，軸線為OB，OA、OB夾角為α，斜孔內(nèi)又套裝偏心套(29)。偏心套(29)外圓柱面軸線也是OB，但內(nèi)孔又制成斜孔，軸線為OC(裝配時(shí)調(diào)整墊片(5)厚度，可調(diào)整件(29)、(30)沿OB軸線位置，滿足OA、OB、OC三軸線共交于O點(diǎn))，OB、OC夾角為β。
調(diào)整傾角(OA、OC間夾角)時(shí)，用手搖轉(zhuǎn)工作臺(tái)，至兩側(cè)頂尖(46)對(duì)準(zhǔn)滑塊(45)頂尖孔位置，頂緊頂尖(旋擰方頭(51)，通過(guò)圓柱銷(50)，帶動(dòng)螺桿(49)旋轉(zhuǎn)。頂尖(46)內(nèi)孔制有與件(49)相配的陰螺紋，外圓制有沿軸向的鍵槽，與頂尖套(48)中的短圓柱銷(47)相配，故旋擰方頭(51)時(shí)，可實(shí)現(xiàn)頂尖(46)軸向進(jìn)退)，保證所調(diào)斜角在規(guī)定的平面內(nèi)(即圖2所示的紙面)，再松開(kāi)圓螺母(36)、退回錐面鎖套(35)(設(shè)計(jì)錐頂角大于自鎖角，不產(chǎn)生自鎖)，重新?lián)u轉(zhuǎn)工作臺(tái)，件(29)、(31)可繞OB軸相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而改變了OA、OC間夾角(改變范圍為α-β～α+β，如設(shè)計(jì)時(shí)取用α＝β，則調(diào)整范圍為0～2α，且制造簡(jiǎn)單-在件(31)按夾角α鏜出斜孔后，裝入件(29)并通過(guò)件(35)、(36)緊固之，此時(shí)按件(31)軸線OA鏜制件(29)內(nèi)孔，可獲OA、OB、OC三軸交于O點(diǎn)之效果)，滿足不同傾角調(diào)整需要。按要求傾角調(diào)整之后，需擰緊圓螺母(36)，壓緊錐面鎖套(35)、件(29)、(31)則可視為連成一體，隨之將兩側(cè)頂尖(46)退回，恢復(fù)切齒狀態(tài)。
切齒時(shí)，當(dāng)件(29)、(31)共同按OA軸回轉(zhuǎn)時(shí)，OC軸軌跡將形成以O(shè)為頂點(diǎn)、OA為回轉(zhuǎn)軸的圓錐面。若齒坯心軸(9)直接與件(29)固連，勢(shì)必形成齒坯既通過(guò)件(31)繞OA軸轉(zhuǎn)動(dòng)又隨殼體、工作臺(tái)一同轉(zhuǎn)動(dòng)，造成滾齒機(jī)展成鏈換置復(fù)雜，而且導(dǎo)至滾刀刀刃切削鼓形齒面時(shí)，僅在某些固定部位切削，并不能獲得全部鼓形齒面切削加工。為此，本發(fā)明設(shè)置了限制工件主軸(41)自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。工件主軸(41)由軸承(3)、(37)支承，通過(guò)圓螺母(40)、防松墊圈(39)、圓環(huán)(38)壓緊軸承并防松。件(41)下端銑成扁方，可沿限位環(huán)(42)中的矩形導(dǎo)向槽擺動(dòng)，而件(42)兩端制有軸頸，以軸承(43)分別支承在滑塊(45)中，兩個(gè)滑塊(45)則可按其另外的圓柱孔(軸線與限位環(huán)(42)軸線垂直)沿兩平行圓柱導(dǎo)桿(44)滑動(dòng)(件(44)兩端與殼體(1)以過(guò)盈配合裝配)，這樣，滿足了工件主軸(41)繞OA軸做圓錐運(yùn)動(dòng)時(shí)，本身并不能自轉(zhuǎn)，即從行星齒輪(55)傳來(lái)的運(yùn)動(dòng)僅使齒坯完成繞O點(diǎn)的擺動(dòng)，并不影響滾齒機(jī)的分齒運(yùn)動(dòng)。
另外尚需說(shuō)明的特點(diǎn)是工件主軸(41)上端部制有莫氏錐孔，心軸(9)則制有相配的莫氏錐柄，保證定心準(zhǔn)確、工作可靠。旋緊內(nèi)六角螺釘(6)，通過(guò)球面壓塊(10)壓緊心軸(9)。在K端面可增減調(diào)整墊片滿足既壓緊心軸又使件(10)凸球面與頂蓋(4)凹球面配合良好，稍有間隙。在工作時(shí)，這一球面副可起到密封作用，同時(shí)輔助支承作用，以增加剛度。件(10)凸球面上按傾角度數(shù)刻以同心圓形刻度，以利于按刻度調(diào)整要求之傾角大小，在心軸(9)錐柄上方一段較大軸頸上制有螺紋，以備用旋擰螺母的方法卸下心軸。
另一特點(diǎn)是傳遞擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的三根齒輪軸(16)等，具有相同的，簡(jiǎn)單的光軸構(gòu)造，均是采用平鍵(19)、(58)等傳遞扭矩，采用隔套(18)、(21)、(59)等分別確定齒輪(55)、(56)、(57)、(17)、(20)等軸向位置，以軸承(28)等支承，并通過(guò)螺桿(13)、螺母(14)、頂盤(15)調(diào)整軸承予緊力。當(dāng)旋下螺釘(6)、(2)卸下球面壓塊(10)、頂蓋(4)及頂盤(15)時(shí)，件(16)等三個(gè)齒輪軸上端均制有螺孔，可旋入相應(yīng)的螺桿方便地拆下各軸零件，通過(guò)殼體(1)上窗口M改變更換齒輪(57)、(17)位置或更換不同齒數(shù)的交換齒輪而改變齒坯搖擺次數(shù)。
另外特點(diǎn)是殼體(1)上制有M、N兩個(gè)窗口(圖2、3、4、5)，M窗口作用前已敘述，N窗口主要用于傾角調(diào)整時(shí)，可從殼體外伸入鉤形圓螺母搬手旋擰圓螺母(36)，為此，固緊軸承止推環(huán)(34)的螺釘(33)、彈簧墊圈(32)，在N窗口處換用埋頭螺釘(63)(圖5)，以免防礙搬手工作。此外，兩窗口還可提供往各潤(rùn)滑點(diǎn)注油的方便。在切削工作時(shí)，而窗口則需用鐵片封住，以防污物、切屑進(jìn)入殼體內(nèi)部。
此外，擋屑圈(24)可防止切屑落入內(nèi)齒圈(25)牙齒內(nèi)，而支架(54)(下端固定在工作臺(tái)殼體上)通過(guò)螺釘(52)、墊圈(53)等與內(nèi)齒圈固連，以增加內(nèi)齒圈支承剛度。調(diào)整環(huán)(11)起補(bǔ)償調(diào)整作用，可修磨其厚度調(diào)整軸承間隙。
綜上所述，本方案具有如下優(yōu)點(diǎn)1.為齒坯提供了完全符合鼓形齒輪工作狀態(tài)的運(yùn)動(dòng)，所滾切的齒面滿足共軛原理，可達(dá)到全部牙齒以線接觸、恒定瞬時(shí)速比傳遞運(yùn)動(dòng)。既提高了運(yùn)動(dòng)傳遞精度也提高了承載能力及使用壽命;
2.本方案提供的裝置，不涉及滾齒機(jī)任何部分改裝液壓、電氣等仿形系統(tǒng)，拆裝方變、工作可靠、制造成本低，可做為滾齒機(jī)配套附件生產(chǎn)，擴(kuò)大機(jī)床用途;
3.采用偏心傾角調(diào)整機(jī)構(gòu)，簡(jiǎn)單、可靠、可調(diào)范圍大、調(diào)整方便，無(wú)需配置大量不同參數(shù)靠模，經(jīng)濟(jì)效益好;
4.擺動(dòng)及限制主軸自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)精巧，實(shí)現(xiàn)了齒坯擺動(dòng)與機(jī)床分齒運(yùn)動(dòng)換置無(wú)關(guān)的設(shè)計(jì)，使得滾切鼓形齒輪與普通直齒圓柱齒輪機(jī)床換置完全一致，加工工件齒數(shù)不受限制;
5.齒坯擺動(dòng)次數(shù)可方便地通過(guò)改變交換齒輪加以改變，有利于提高加工質(zhì)量及切齒效率;
6.采用本裝置加工鼓形齒輪，設(shè)計(jì)計(jì)算大大簡(jiǎn)化。不必進(jìn)行鼓形齒輪側(cè)隙、齒形、靠模曲線等繁雜計(jì)算，直接按工作時(shí)要求的傾角值調(diào)整本裝置即可進(jìn)行加工。
本方案系適用于國(guó)產(chǎn)Y38滾齒機(jī)的實(shí)施例(燕尾座23按Y38后立柱形狀設(shè)計(jì)，其它型號(hào)滾齒機(jī)可相應(yīng)設(shè)計(jì)件23形狀)，可加工GCL1～GCL13規(guī)格尺寸的鼓形齒輪。
權(quán)利要求
1.一種按共軛原理滾切鼓形齒輪裝置，其特征在于它主要是由有偏心斜孔套筒及主軸限制自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)組成的擺動(dòng)機(jī)構(gòu)、傾角調(diào)整機(jī)構(gòu)、具有換置機(jī)構(gòu)的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)傳遞機(jī)構(gòu)組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的按共軛原理滾切鼓形齒輪裝置，其特征在于主軸限制自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)是由僅消除一個(gè)主軸自轉(zhuǎn)自由度，并且齒坯擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)與滾齒機(jī)展鏈無(wú)關(guān)的兩個(gè)互相垂直方向的滑塊機(jī)構(gòu)組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的按共軛原理滾切鼓形齒輪裝置，其特征在于傾角調(diào)整機(jī)構(gòu)是由雙重偏心斜孔套筒構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的按共軛原理滾切鼓形齒輪裝置，其特征在于擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)傳遞及換置機(jī)構(gòu)是由齒輪周轉(zhuǎn)輪系構(gòu)成，其中具有交換齒輪換置擺動(dòng)次數(shù)。
全文摘要
在滾齒機(jī)上加裝本裝置可按共軛原理滾切出正確齒形的鼓形齒輪。滾切時(shí)，由裝置的擺動(dòng)機(jī)構(gòu)及主軸限制自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)為齒坯提供繞自身的搖擺運(yùn)動(dòng)，而與滾齒機(jī)展成鏈無(wú)并；調(diào)整偏心機(jī)構(gòu)可滿足不同傳動(dòng)傾角鼓形齒輪加工的需要。裝置制造、使用簡(jiǎn)單方便，不涉及改裝機(jī)床；傾角可調(diào)范圍大；加工工件齒數(shù)不受限制；所滾切的鼓形齒輪齒面與工作狀態(tài)的運(yùn)動(dòng)要求相一致，齒形、齒向?qū)ΨQ。瞬時(shí)速比恒定，可提高傳動(dòng)精度，承載能力及使用壽命。
文檔編號(hào)B23F5/00GK1030541SQ8710189
公開(kāi)日1989年1月25日 申請(qǐng)日期1987年3月15日 優(yōu)先權(quán)日1987年3月15日
發(fā)明者彭福華 申請(qǐng)人:吉林工業(yè)大學(xué)