技术领域

本实用新型涉及一种齿轮加工机床，特别是对锥齿轮副表面进行 半自动研磨的加工机床。

                     背景技术

圆锥齿轮副和准双曲面齿轮副是机床、汽车、拖拉机、工程机械、 兵器车辆等传动系统中广泛采用的重要零件，工业技术进步与发展对 这些齿轮副的制造质量提出了越来越高的要求；目前生产的锥齿轮 副，热处理后是进行磨齿、珩齿加工，由于是单个齿轮加工，因此会 造成齿轮副的接触精度低、表面粗糙度差，齿轮在运转过程中磨损较 快、产生的噪声大，从而对环境造成噪声污染，使机器的使用寿命缩 短，所以，提高锥齿轮的精度已成为齿轮生产的必须解决的问题，也 就是说必须寻求对锥齿轮副在热处理后，齿面高硬的情况下的精整加 工和变形修复的新途径，而这类加工机床在我国还是空白，无任何厂 家制造生产。

                     发明内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足而提供一种对 锥齿轮副表面进行半自动研磨、提高锥齿轮副的接触精度和表面粗糙 度的加工机床。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种半自动锥齿轮研齿机，其特征在于由主动机构、从动机构、 侧隙机构和滑板机构所组成，其中：

a、主动机构由主动箱及其锁紧机构、主动轴及其轴承座和工 件夹紧机构、主动电机、皮带轮传动装置、导轨及主动轴止动插销所 组成，其中，主动轴通过轴承座固定在主动箱中，其后端安装在工件 夹紧机构中的轴承座中，弹簧与轴承座压接，固定在主动箱上的主动 电机通过皮带轮传动装置与主动轴连成一体，主动箱卡合在固定于滑 板上的导轨上，安装在主动箱箱体上的主动轴止动插销与主动轴上的 插销槽相对应，固定在主动箱上的锁紧机构由位于主动箱内活塞与带 钩拉杆连接构成，带钩拉杆与导轨相对应；

b、从动机构由从动箱及其锁紧机构、从动轴及其轴承座和工 件夹紧机构、立柱及其琐紧机构、立柱水平运动导轨、从动轴止动插 销、固定于机身上的水平运动丝杆、从动箱垂直移动丝杆和制动电机 所组成，从动轴通过轴承安装在从动箱中，其后端安装在工件夹紧机 构中的轴承座中，弹簧与轴承座压接，安装在从动箱箱体上的从动轴 止动插销与从动轴上的插销槽相对应，立柱卡合在固定于机身上的立 柱水平运动导轨上并套接在固定在机身上的水平运动丝杆上，从动箱 卡合在立柱的轨道上，从动箱套接在垂直移动丝杆上，垂直移动丝杆 的上端固定在立柱的上端，固定在从动箱上的锁紧机构由手柄、丝杆 和带钩拉杆构成，手柄通过丝杆与带钩拉杆连成一体，带钩拉杆与立 柱相对应，立柱及其琐紧机构由手柄、螺杆和带钩拉杆构成，手柄通 过螺杆与带钩拉杆连成一体，带钩拉杆与立柱导轨相对应，固定于立 柱上的制动电机通过皮带轮传动装置与从动轴相连；

c、侧隙机构由滑座、进退油缸、侧隙油缸、活塞、导板、夹 紧油缸、弹簧所组成，进退油缸和侧隙油缸前后同轴设置于滑座中， 活塞安装于进退油缸和侧隙油缸中，活塞前端的丝杆与固定于主动箱 下的螺母相连，滑座活动式地安装于导板上，导板固定在滑板上，安 装在滑座内的夹紧油缸与导板相对应，夹紧油缸中安装有活塞，弹簧 压接于机身和滑座之间；

d、滑板机构是由滑板、转动轴、两个导向轮、固定于机身上 的圆弧导轨、固定于滑板下面的圆柱、驱动电机及其凸轮、滚珠、两 个弹簧所组成，其中，滚珠安装于滑板和机身之间，转动轴将滑板活 动式固定在机身上，两个导向轮相对于转动轴对称设置于滑板的下 面，固定于机身上的两个圆弧导轨分别与两个导向轮匹配，固定在机 身上的驱动电机通过其传动轴与凸轮连成一体，凸轮与固定于滑板下 面的圆柱压接，凸轮与圆柱的压接曲面是阿基米德曲面，在滑板的左 端设置有一固定在机身上的弹簧，弹簧与滑板压接，在机身上还固定 有另一弹簧，该弹簧的另一端与两个导向轮压接。

其中，主动箱的进退油缸、侧隙油缸、主动箱的工件夹紧机构 和从动箱的工件夹紧机构、主动箱的锁紧机构、滑座的夹紧油缸与机 身外的液压供油装置相连。

本实用新型相比于现有技术有如下优点：

因为本实用新型的设计成功，对锥齿轮精整加工提供了一种有效 的设备，使用它可以有效提高锥齿轮热处理后的齿面接触精度和表面 粗糙度，从而有效提高锥齿轮的制造质量；同时，本实用新型还填补 了此类机床的国内空白。

                     附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的侧隙机构结构示意图；

图3是本实用新型的主动箱的锁紧机构结构示意图；

图4是本实用新型的主动轴止动插销的结构示意图；

图5是本实用新型的从动箱的锁紧机构结构示意图；

图6是本实用新型的从动轴止动插销结构示意图；

图7是本实用新型的立柱的琐紧机构结构示意图；

图8是本实用新型的滑板机构结构示意图；

图9是本实用新型的工作原理图；

                   具体实施方式

一种半自动锥齿轮研齿机，其特征在于由主动机构、从动机构、 侧隙机构和滑板机构所组成，其中：

a、主动机构由主动箱2及其锁紧机构16、主动轴3及其轴承 座4和工件夹紧机构5、主动电机6、皮带轮传动装置17、导轨7及 主动轴止动插销18所组成，其中，主动轴3通过轴承座4固定在主 动箱2中，其后端安装在工件夹紧机构5中的轴承座19中，弹簧20 与轴承座19压接，固定在主动箱2上的主动电机6通过皮带轮传动 装置17与主动轴3连成一体，主动箱2卡合在固定于滑板47上的导 轨7上，安装在主动箱2箱体上的主动轴止动插销18与主动轴3上 的插销槽21相对应，固定在主动箱2上的锁紧机构16由位于主动箱 2内活塞22与带钩拉杆23连接构成，带钩拉杆23与导轨7相对应；

b、从动机构由从动箱9及其锁紧机构24、从动轴11及其轴 承座12和工件夹紧机构13、立柱8及其琐紧机构25、立柱水平运动 导轨26、从动轴止动插销10、固定于机身1上的水平运动丝杆15、 从动箱垂直移动丝杆27和制动电机48所组成，从动轴11通过轴承 12安装在从动箱9中，其后端安装在工件夹紧机构13中的轴承座28 中，弹簧29与轴承座28压接，安装在从动箱9箱体上的从动轴止动 插销10与从动轴11上的插销槽30相对应，立柱8卡合在固定于机 身1上的立柱水平运动导轨26上并套接在固定在机身1上的水平运 动丝杆15上，从动箱9卡合在立柱8的轨道14上，从动箱9套接在 垂直移动丝杆27上，垂直移动丝杆27的上端固定在立柱8的上端， 固定在从动箱9上的锁紧机构24由手柄31、丝杆32和带钩拉杆33 构成，手柄31通过丝杆32与带钩拉杆33连成一体，带钩拉杆33与 立柱8相对应，立柱8及其琐紧机构25由手柄34、螺杆35和带钩 拉杆36构成，手柄34通过螺杆35与带钩拉杆36连成一体，带钩拉 杆36与立柱导轨26相对应，固定于立柱8上的制动电机48通过皮 带轮传动装置49与从动轴11相连；

c、侧隙机构由滑座37、进退油缸38、侧隙油缸39、活塞40、 导板41、夹紧油缸42、弹簧43所组成，进退油缸38和侧隙油缸39 前后同轴设置于滑座37中，活塞40安装于进退油缸38和侧隙油缸 39中，活塞40前端的丝杆44与固定于主动箱2下的螺母45相连， 滑座37活动式地安装于导板41上，导板41固定在滑板47上，安装 在滑座37内的夹紧油缸42与导板41相对应，夹紧油缸42中安装有 活塞46，弹簧43压接于机身1和滑座37之间；

d、滑板机构是由滑板47、转动轴50、两个导向轮51、固定 于机身1上的圆弧导轨52、固定于滑板47下面的圆柱53、驱动电机 54及其凸轮55、滚珠56、弹簧57和58所组成，其中，滚珠56安 装于滑板47和机身1之间，转动轴50将滑板47活动式固定在机身 1上，两个导向轮51相对于转动轴50对称设置于滑板47的下面， 固定于机身1上的两个圆弧导轨52分别与两个导向轮51匹配，固定 在机身1上的驱动电机54通过其传动轴与凸轮55连成一体，凸轮 55与固定于滑板47下面的圆柱53压接，凸轮55与圆柱53的压接 曲面是阿基米德曲面，在滑板47的左端设置有一固定在机身1上的 弹簧57，弹簧57与滑板47压接，在机身1上还固定有另一弹簧58， 该弹簧58的另一端与两个导向轮51压接。

其中，主动箱2的进退油缸38、侧隙油缸39、主动箱2的工件 夹紧机构5和从动箱9的工件夹紧机构13、主动箱2的锁紧机构16、 滑座37的夹紧油缸42与机身1外的液压供油装置相连。

本实用新型的工作原理是：

设备运行前，首先启动机身1外的液压供油装置，为主动箱2的 进退油缸38、侧隙油缸39、主动箱2的工件夹紧机构5和从动箱9 的工件夹紧机构13、主动箱2的锁紧机构16、滑座37的夹紧油缸 42提供液压；

一、主动箱2的进退：参照图2，在液压的作用下，通过进 退油缸38中的活塞40带动丝杆44水平移动，从而带动主动箱2沿 丝杆44作水平移动；

二、主动箱2的锁紧：参照图3，在液压的作用下，通过活 塞22带动带钩拉杆23将主动箱2和导轨7琐紧；

三、主动轴3转动琐紧：参照图4，在装夹或撤下工件时， 通过固定于主动箱2上的主动轴止动插销18插入主动轴3上的插销 槽21中，锁紧主动轴3防止其转动；

四、从动箱9的垂直移动：参照图1，转动从动箱垂直移动 丝杆27带动从动箱9沿立柱8的轨道14作上下移动；

五、从动箱9的锁紧：参照图5，转动固定在从动箱9上的 手柄31，带动丝杆32转动，从而带动带钩拉杆33移动将从动箱9 和立柱8锁紧；

六、立柱8的移动：参照图1从动箱的水平运动丝杆15转 动带动立柱8沿立柱导轨26移动；

七、立柱8的锁紧：参照图7，转动柄34带动丝杆35转动， 从而带动带钩拉杆36移动将立柱8和机身1上的导轨26锁紧；

八、从动轴11的转动琐紧：参照图6，在装夹或撤下工件 时，通过从动箱9箱体上的从动轴止动插销10插入从动轴11上的插 销槽30中，将从动轴11锁紧防止其转动；

九、主动工件夹紧：在液压的作用下，工件夹紧机构5中的 轴承座19压缩连同主动轴3带动夹具将工件夹紧；

十、从动工件夹紧：在液压的作用下，工件夹紧机构13中 的轴承座28压缩连同从动轴11带动夹具将工件夹紧；

十一、滑板47的摆动：转动轴50将滑板47活动式固定在机 身1上，滑板47可以绕其摆动，电机54带动凸轮55转动并通过固 定于滑板47下面的圆柱53带动滚珠56上的滑板47作逆时针摆动， 此时滑板47的摆动是在圆弧导轨52中运行的；其顺时针摆动是通过 固定于机身1上的弹簧57推动的，弹簧58保证两个导向轮51在圆 弧导轨52中运行；

十二、从动轴11的制动：当对工件进行加工时，制动电机48 通过皮带轮传动装置49给从动轴11一个反抗力矩(制动力矩)，此 力矩是为了使被加工的锥齿轮的齿面受到研磨作用，这种研磨主要集 中在齿面接触区上。

本实用新型是这样对锥齿轮进行研磨的：

将一对配偶锥齿轮利用夹具分别安装在主动轴3和从动轴11上， 主动轴3上安装小轮，从动轴11上安装大轮，调整本研齿机，使其 成正常啮合状态，启动电机6使主动轴3带动从动轴11，从而使齿 轮副作正、反方向啮合转动，若向齿面间连续供给研磨液和给从动齿 轮以轻微的制动负荷，将使齿面受到研磨作用，其主要集中在齿面接 触区上；

为了使整个齿面都受到研磨，本研齿机设计了由电机54带动滑 板47、侧隙机构、主动机构实现“摆动小轮节锥”附加运动，即工 件主动轮带动从动轮作正、反向转动的同时，主动轮还在水平面内协 调自动完成以下三种相关的附加运动：(以下说明参照图9)

第一、主动轮节锥绕其齿宽中点(见图b，O-O′，以下简称枢 轴点)的往复摆动，(见图a、b -S--+S)。使齿面被研区“F”沿 齿宽移动(不能超出齿端，见图c)，图示“F”为主动轮节锥未摆动 (本机处于“0”位)时齿面被研磨区域位置，“d”为主动轮节锥顺 时针摆动后齿面被研磨区域位置，“d′”为主动轮节锥逆时针摆动后 齿面被研磨区域位置。由于“摆动小轮节锥”运动引起工件安装距的 变化，使齿面被研磨区域形成对角线分布；

第二、为了克服齿面被研磨区域形成对角线分布，使其沿节锥 母线(见图c b----b′)分布，主动轮节锥在作摆动的同时，沿主动 轮轴线方向的+H---H(见图b)往复运动，用以补偿因主动轮摆动 节锥引起的工作安装距的变化，保证齿面被研磨区域处于齿高上的正 确位置；

第三、上述两种运动，引起工件齿侧间隙发生变化，为此，主 动轮节锥在作上述两种运动的同时，还作沿从动轮轴线方向的+J-- -J(见图b)往复运动，用以补偿工作齿间隙，使其在摆至大端，小 端和中点位置的全过程中都保持相等的齿侧间隙。

以上三种运动为协调自动地进行，称为“摆动小轮节锥”研齿原 理的附加运动，使齿轮齿面接触区在齿高上等距移动，均匀研磨掉齿 轮副接触区的不良表面，提高了锥齿轮副热处理后的齿面接触精度和 表面粗糙度。