CN108581086A - 用于齿轮加工的齿轮固定工装 - Google Patents

Abstract

本发明属于齿轮加工技术领域，具体公开了一种用于齿轮加工的齿轮固定工装，包括工作台、固定板和顶板，工作台上设有定位轴，定位轴上设有旋转台，旋转台上设有固定台，固定台上设有转轴，转轴上端设有圆锥齿轮；顶板设有气缸，气缸活塞杆底端固定有支架；支架两端转动连接有设有通孔的限位球，活塞杆上转动连接有圆盘，圆盘上设有环形电磁铁，圆盘与活塞杆之间设有扭簧；圆盘的下表面铰接有对称的两根连杆，连杆分别穿过位置对应的通孔竖直向下伸出，第二连杆的底端连接有电机，电机驱动连接有打磨轮；固定板上滑动连接有伺服电机，伺服电机驱动连接有锥形齿轮；本发明的目的在于解决齿轮打磨一个装置中仅能打磨一种齿轮的问题。

Description

用于齿轮加工的齿轮固定工装

技术领域

本发明属于齿轮加工技术领域，具体公开了一种用于齿轮加工的齿轮固定工装。

背景技术

齿轮是轮缘上有齿能连续咕合传递运动和动力的机械元件，是能互相啃合的有齿的机械零件。齿轮在传动中的应用很早就出现了，齿轮的生产与加工是工业生产中的重要一环。当前齿轮的种类多种多样，其中直齿轮和斜齿轮具有广泛的代表性。

在齿轮的加工过程中，齿轮的固定是否紧密直接影响到齿轮加工后的精度，常用的齿轮加工装置中齿轮固定工装的固定效果不佳。为解决上述问题，专利号为CN105965104B的专利公开了一种高精度高效率齿轮加工设备，包括底座、转动座、两个固定机构和切割机构；转动座可转动安装在底座上；固定机构包括两个安装杆、第一驱动装置和两个压紧装置；压紧装置包括转动轴、压紧块和定位轴，定位轴与转动轴同轴设置；切割机构包括机箱、安装轴、驱动齿轮、第二驱动装置、伸缩杆、打磨件和第三驱动装置，机箱安装在底座上，安装轴可转动安装在机箱上，驱动齿轮安装在安装轴上驱动齿轮形状与转动轴形状啃合，第二驱动装置驱动连接驱动齿轮，第二驱动装置驱动齿轮转动；伸缩杆伸缩方向为靠进和远离定位轴的方向，打磨件安装在伸缩杆靠近定位轴一侧。该方案结构稳定，加工的齿轮精度更高，使用寿命长、工作效率更高。

但该方案中装置只能加工直齿轮，无法对斜齿轮进行加工；上述方案中的打磨件只能进行横向的打磨，而斜齿轮的齿为倾斜状，打磨轮不能对斜齿轮的齿进行打磨，强行打磨斜齿轮，只会损坏斜齿轮。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于齿轮加工的齿轮固定工装，以解决齿轮打磨中一个装置仅能打磨一种齿轮的问题。

为解决上述问题，本发明的基本方案为：一种用于齿轮加工的齿轮固定工装，包括工作台和垂直于工作台的固定板，固定板的顶端设有水平放置的顶板，工作台的上表面设有定位轴，定位轴上转动连接有旋转台，旋转台的上表面设有固定装置，旋转台上还设有定位装置，固定装置包括固定台和转轴，转轴转动连接在固定台的上表面，转轴的上端固定连接有圆锥齿轮；转轴的顶端设有螺母；顶板的下表面设有气缸，气缸活塞杆上设有打磨装置，打磨装置包括固定于活塞杆底端的支架，支架垂直于活塞杆；支架的两端转动连接有限位球，限位球关于活塞杆位置对称，限位球上均开有通孔，支架与气缸之间还设有圆盘，圆盘转动连接在活塞杆上，圆盘的上表面固设有环形电磁铁，环形电磁铁的内圆周表面与活塞杆相接触，圆盘与活塞杆之间连接有扭簧；圆盘的下表面铰接有第一连杆和第二连杆，第一连杆和第二连杆关于活塞杆位置对称，第一连杆与第二连杆分别穿过位置对应的通孔竖直向下伸出，第二连杆的底端连接有第一电机，第一电机的输出轴连接有打磨轮；固定板上竖直滑动连接有滑块，滑块上固定有伺服电机，伺服电机驱动连接有锥形齿轮，锥形齿轮的轴线垂直于圆锥齿轮的轴线，锥形齿轮与圆锥齿轮可啮合。

本方案的基本原理为：将待加工的齿轮放置在第一固定装置的圆锥齿轮的上表面，拧紧螺母固定住齿轮。

转动旋转台，直至固定装置正对锥形齿轮，用旋转台上的定位装置将旋转台固定；滑动滑块，滑块带动第二伺服电机和锥形齿轮移动，直至锥形齿轮与圆锥齿轮啮合。

启动气缸、第一电机与伺服电机，气缸带动打磨装置竖直上下往复运动，第一电机驱动打磨轮转动；伺服电机驱动锥形齿轮间断性转动，锥形齿轮带动圆锥齿轮间断性转动，圆锥齿轮转动的过程中带动待加工齿轮间断性的转动，打磨装置上下运动一次，待加工齿轮转动一次。

打磨装置第一次竖直向下运动时，第一连杆的底端先与待加工齿轮接触，第一连杆顺着待加工齿轮上相邻齿之间的齿槽竖直向下移动；如果待加工齿轮为斜齿轮，第一连杆竖直向下的移动转为倾斜向下移动，第一连杆有转动的趋势，而限位球对第一连杆起到限位的作用，因此第一连杆与对应的限位球绕支架端部发生偏转，同时第一连杆相对对应的通孔滑动，直至第一连杆的倾斜程度与斜齿轮齿的倾斜角度相同；第一连杆发生偏转的过程中，第一连杆对圆盘施加力，带动圆盘绕活塞杆转动，圆盘转动的过程中带动第二连杆转动，第二连杆受到同样受到限位球的限位作用，第二连杆与对应的限位球绕支架端部发生偏转，而第二连杆发生偏转的方向与第一连杆相反，第二连杆相对对应的通孔滑动，当第二连杆的倾斜角度与第一连杆的倾斜角度相同时，圆盘停止转动，圆盘转动的过程中拉动扭簧，使扭簧发生形变；如果待加工齿轮为直齿轮，第一连杆始终保持竖直向下运动，经过上述相同的联动过程后，第一连杆、第二连杆与限位球的偏转角度均为零，同时圆盘不转动，扭簧的形变量为零；圆盘转动结束后环形电磁铁通电，电磁铁吸附住活塞杆，将圆盘与活塞杆固定，保持第一连杆与第二连杆偏转的角度，同时第二连杆上的打磨轮与待加工齿轮相邻齿之间的齿槽平行；打磨轮倾斜向下运动的过程在对待加工齿轮相邻齿的齿面进行打磨，打磨一次后，气缸带动打磨装置向上运动，待加工齿轮转动一次，待加工齿轮下一个相邻齿之间的齿槽正对打磨轮；打磨装置竖直上下的往复运动过程中对待加工齿轮的每个齿的齿面均进行打磨。

打磨结束后，关闭气缸、第一电机和伺服电机，关闭定位装置，转动旋转台，然后取下加工后的齿轮；电磁铁断电，扭簧开始恢复形变，扭簧带动圆盘反向转动至初始位置，同时第一连杆与第二连杆均恢复至初始状态，便于下一次的加工。

在打磨的过程中，第一连杆与第二连杆的偏斜角度固定不变，相对于每次向下运动第一连杆与第二连杆重复发生偏转来说，出现的误差更小，打磨精度更高；因为第一连杆与第二连杆每次偏转的角度容易出现误差，会降低打磨的精度。

本方案中的打磨轮可随时根据齿轮的种类来调整偏移的角度，直齿轮与斜齿轮都可以进行加工，相对于现有技术来说可加工齿轮的种类更多，且打磨轮可根据所加工齿轮的规格来调整，满足不同齿轮的规格；采用本方案，一个装置可满足多种规格齿轮的加工，提高了加工的效率。

进一步，旋转台的上表面还设有一个固定装置，两个固定装置关于转轴对称。

设置两个固定装置，在其中一个固定机构用于齿轮打磨的同时，另一个固定机构可以用于未加工齿轮的固定和已完成加工齿轮的回收，可提高加工效率。

进一步，定位装置包括定位孔和插销，定位孔设置于旋转台的周向表面上，定位孔、固定装置与转轴均位于同一直线上，工作台的上表面开有销孔。

采用插销配合定位孔与销孔固定旋转台，防止在加工的过程中旋转台发生转动，影响齿轮加工的精度。

进一步，顶板的上表面安装有冷却液箱，冷却液箱连接有管道，管道的管口朝向圆锥齿轮，管道上安装有阀门。

冷却液顺着管道动冷却液箱中流向打磨轮打磨时的位置，对打磨轮和被加工的齿轮进行降温处理，避免因打磨时的产生的热量影响打磨的精度。

进一步，第一连杆的底端固定连接有橡胶球，橡胶球的水平高度比打磨轮低。

第一连杆的底端设置橡胶球，防止第一连杆与待加工的齿轮直接接触对齿轮表面造成损坏或划伤，降低了齿轮加工的精度。

进一步，螺母的下表面安装有橡胶垫。螺母下表面安装有橡胶垫，橡胶垫防止螺母在固定齿轮的过程对齿轮造成损坏。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为图1A-A剖视图；

图3为图1中B的放大示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：工作台1、固定板2、顶板3、定位轴4、旋转台5、固定台6、转轴7、圆锥齿轮8、定位孔9、插销10、销孔11、气缸12、支架13、圆盘14、第一连杆15、橡胶球16、第二连杆17、第一电机18、砂轮19、扭簧20、环形电磁铁21、冷却液箱22、阀门23、锥形齿轮24、第二电机25、滑块26、第一限位球27、第二限位球28、活塞杆121。

实施例基本如附图1所示：一种用于齿轮加工的齿轮固定工装，包括工作台1和垂直于工作台1的固定板2，固定板2的顶端焊接有水平放置的顶板3；工作台1的上表面固定安装有定位轴4，定位轴4上转动安装有旋转台5，旋转台5的上表面安装有两个固定装置，第一固定装置与第二固定装置关于转轴7对称；旋转台5的周向表面上安装有两个定位孔9，定位孔9中设有插销10，两个定位孔9关于转轴7对称，定位孔9与固定装置均位于同一直线上，工作台1的上表面开有销孔11，如图3所示。

固定装置包括固定台6和转轴7，转轴7转动连接在固定台6的上表面，转轴7的上端固定连接有圆锥齿轮8；转轴7的顶端安装有螺母，螺母的下表面安装有橡胶垫。

顶板3的下表面安装有气缸12，气缸12活塞杆121上安装有打磨装置，打磨装置包括固定于活塞杆121底端的支架13，支架13垂直于活塞杆121；支架13的两端分别转动连接有第一限位球27与第二限位球28，第一限位球27与第二限位球28关于活塞杆121对称，第一限位球27与第二限位球28上均开有通孔；支架13与气缸12之间安装有圆盘14，圆盘14转动连接在活塞杆121上，圆盘14的上表面固定有环形电磁铁21，环形电磁铁21的内圆周表面与活塞杆121相接触，圆盘14与活塞杆121之间连接有扭簧20；圆盘14的下表面铰接有第一连杆15和第二连杆17，第一连杆15和第二连杆17的位置关于活塞杆121对称，第一连杆15穿过第一限位球27上的通孔向下，第二连杆17穿过第二限位球28上的通孔向下，如图2所示；第一连杆15的底端粘接有橡胶球16，第二连杆17的底端连接有第一电机18，第一电机18的输出轴螺纹连接有砂轮19，橡胶球16的水平高度比砂轮19低。

顶板3的上表面安装有冷却液箱22，冷却液箱22连接有管道，管道的管口朝向圆锥齿轮8，管道上安装有阀门23。

固定板2上竖直滑动连接滑块26，滑块26上固定有第二电机25，第二电机25为伺服电机，第二电机25驱动连接有锥形齿轮24，锥形齿轮24的轴线垂直于圆锥齿轮8的轴线，锥形齿轮24与圆锥齿轮8可啮合。

具体实施过程如下：将待加工的齿轮放置在第一固定装置的圆锥齿轮8的上表面，拧紧螺母固定住齿轮；螺母下表面安装有橡胶垫，橡胶垫防止螺母在固定齿轮的过程对齿轮造成损坏。

转动旋转台5，直至第一固定装置正对锥形齿轮24，使用插销10穿过定位孔9和销孔11，用以固定旋转台5；滑动滑块26，直至锥形齿轮24与圆锥齿轮8啮合。

启动气缸12、第一电机18与第二电机25，气缸12带动打磨装置竖直上下往复运动，第一电机18驱动砂轮19转动；第二电机25驱动锥形齿轮24间断性转动，锥形齿轮24带动圆锥齿轮8间断性转动，圆锥齿轮8转动的过程中带动待加工齿轮间断性的转动，打磨装置上下运动一次，待加工齿轮转动一次。

打磨装置第一次竖直向下运动时，第一连杆15的橡胶球16先与待加工齿轮接触，橡胶球16顺着待加工齿轮上相邻齿之间的齿槽竖直向下移动；如果待加工齿轮为斜齿轮，橡胶球16竖直向下移动转为倾斜向下移动，橡胶球16带动第一连杆15有转动的趋势，而第一限位球27对第一连杆15起到限位的作用，因此第一连杆15与第一限位球27绕支架的端部发生偏转，同时第一连杆15相对于第一限位球27发生滑动，直至第一连杆15的倾斜程度与斜齿轮齿的倾斜角度相同；第一连杆15发生偏转的过程中，第一连杆15对圆盘14施加力，带动圆盘14绕活塞杆121转动，圆盘14转动的过程中带动第二连杆17转动，第二连杆17受到第二限位球28的限位作用，第二连杆17与第二限位球28绕支架的端部发生偏转，同时第二连杆17相对于限位球发生滑动；而第二连杆17发生偏转的方向与第一连杆15相反，当第二连杆17的倾斜角度与第一连杆15的倾斜角度相同时，圆盘14停止转动，圆盘14转动的过程中拉动扭簧20，使扭簧20发生形变；如果待加工齿轮为直齿轮，橡胶球16始终保持竖直向下运动，第一连杆15、第二连杆17、第一限位球27和第二限位球28的偏转角度为零，同时圆盘14不转动，扭簧20的形变量为零；圆盘14转动结束后环形电磁铁21通电，电磁铁吸附住活塞杆121，将圆盘14与活塞杆121固定，保持第一连杆15与第二连杆17偏转的角度，同时第二连杆17上的砂轮19与待加工齿轮相邻齿之间的齿槽平行；砂轮19倾斜向下运动的过程在对待加工齿轮相邻齿的齿面进行打磨，气缸12带动打磨装置向上运动，待加工齿轮转动一次，待加工齿轮下一个相邻齿之间的齿槽正对砂轮19；打磨装置竖直上下往复运动的过程中对待加工齿轮的每个齿的齿面均进行打磨。

打磨的同时打开阀门23，冷却液顺着管道流向砂轮19打磨时的位置，对砂轮19和被加工的齿轮进行降温处理。

完成打磨后关闭气缸12、第一电机18和第二电机25，取下插销10，转动旋转台5，取下加工后的齿轮；电磁铁断电，扭簧20开始恢复形变，扭簧20带动圆盘14反向转动至初始位置，同时第一连杆15与第二连杆17均恢复至初始状态。

在打磨的过程中，第一连杆15与第二连杆17的偏斜角度固定不变，相对于每次向下运动第一连杆15与第二连杆17重复发生偏转来说，出现的误差更小，打磨精度更高；因为第一连杆15与第二连杆17每次偏转的角度容易出现误差，会降低打磨的精度。

设置两个固定装置，在其中一个固定机构用于齿轮打磨的同时，另一个固定机构可以用于未加工齿轮的固定和已完成加工齿轮的回收，可提高加工效率。以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (6)

1.用于齿轮加工的齿轮固定工装，包括工作台和垂直于工作台的固定板，固定板的顶端设有水平放置的顶板，其特征在于：所述工作台的上表面设有定位轴，定位轴上转动连接有旋转台，旋转台的上表面设有固定装置，旋转台上还设有定位装置，固定装置包括固定台和转轴，转轴转动连接在固定台的上表面，转轴的上端固定连接有圆锥齿轮；转轴的顶端设有螺母；顶板的下表面设有气缸，气缸活塞杆上设有打磨装置，打磨装置包括固定于活塞杆底端的支架，支架垂直于活塞杆；所述支架的两端转动连接有限位球，限位球关于活塞杆位置对称，限位球上均开有通孔，支架与气缸之间还设有圆盘，圆盘转动连接在活塞杆上，圆盘的上表面固设有环形电磁铁，环形电磁铁的内圆周表面与活塞杆相接触，圆盘与活塞杆之间连接有扭簧；圆盘的下表面铰接有第一连杆和第二连杆，第一连杆和第二连杆关于活塞杆位置对称，所述第一连杆与第二连杆分别穿过位置对应的通孔竖直向下伸出，第二连杆的底端连接有第一电机，第一电机的输出轴连接有打磨轮；所述固定板上竖直滑动连接有滑块，滑块上固定有伺服电机，伺服电机驱动连接有锥形齿轮，锥形齿轮的轴线垂直于圆锥齿轮的轴线，锥形齿轮与圆锥齿轮可啮合。

2.根据权利要求1所述的用于齿轮加工的齿轮固定工装，其特征在于：所述旋转台的上表面还设有一个固定装置，两个固定装置的位置关于转轴对称。

3.根据权利要求2所述的用于齿轮加工的齿轮固定工装，其特征在于：所述定位装置包括定位孔和插销，定位孔设置于旋转台的周向表面上，定位孔、固定装置与转轴均位于同一直线上，工作台的上表面开有销孔。

4.根据权利要求3所述的用于齿轮加工的齿轮固定工装，其特征在于：所述顶板的上表面安装有冷却液箱，冷却液箱连接有管道，管道的管口朝向圆锥齿轮，管道上安装有阀门。

5.根据权利要求4所述的用于齿轮加工的齿轮固定工装，其特征在于：所述第一连杆的底端固定连接有橡胶球，橡胶球的水平高度比打磨轮低。

6.根据权利要求5所述的用于齿轮加工的齿轮固定工装，其特征在于：所述螺母的下表面安装有橡胶垫。