内啮合自由运动链立式滚磨机论文和设计-石卫民

全文摘要

本实用新型公开了一种内啮合自由运动链立式滚磨机，包括用于安装滚磨轮的滚磨轮主轴装置、与滚磨轮主轴装置相连用于在垂向和径向上调节滚磨轮主轴装置安装的滚磨轮与被加工内齿圈之间的安装距离的垂向与径向进刀机构、用于安装和定位被加工内齿圈的工件夹具、以及与工件夹具相连用于采用自由运动链来带动工件夹具旋转、以使滚磨轮主轴装置上安装的滚磨轮与工件夹具上安装的被加工内齿圈相互滚磨的减速机构。本实用新型提供的内啮合自由运动链立式滚磨机，对淬火后齿轮的齿形齿面加工精度高、并可适配各种内齿圈的加工，通用性强。

主设计要求

1.一种内啮合自由运动链立式滚磨机，用于对淬火后的被加工内齿圈进行精加工，其特征在于，所述内啮合自由运动链立式滚磨机包括用于安装滚磨轮的滚磨轮主轴装置（20）、与所述滚磨轮主轴装置（20）相连用于在垂向和径向上调节所述滚磨轮主轴装置（20）安装的所述滚磨轮与所述被加工内齿圈之间的安装距离的垂向与径向进刀机构（10）、用于安装和定位所述被加工内齿圈的工件夹具（30）、以及与所述工件夹具（30）相连用于采用自由运动链来带动所述工件夹具（30）旋转、以使所述滚磨轮主轴装置（20）上安装的所述滚磨轮与所述工件夹具（30）上安装的所述被加工内齿圈相互滚磨的减速机构（40）。

设计方案

2.根据权利要求1所述的内啮合自由运动链立式滚磨机，其特征在于，

所述减速机构（40）包括与所述工件夹具（30）相连用于采用自由运动链来带动所述工件夹具（30）旋转的自由运动链减速装置（41），所述自由运动链减速装置（41）包括电机（411）、与所述电机（411）相连的蜗杆（412）、与所述蜗杆（412）相啮合的蜗轮（413）、以及套设于所述蜗轮（413）内用于安装所述加工内齿圈的主轴（414）。

3.根据权利要求2所述的内啮合自由运动链立式滚磨机，其特征在于，

所述自由运动链减速装置（41）还包括与所述主轴（414）相连的直齿传动组件（415）。

4.根据权利要求3所述的内啮合自由运动链立式滚磨机，其特征在于，

所述直齿传动组件（415）包括套设于所述主轴（414）上的第一直齿圆柱齿轮（4151）、与所述第一直齿圆柱齿轮（4151）相啮合的第二直齿圆柱齿轮（4152）、与所述第二直齿圆柱齿轮（4152）相啮合的第三直齿圆柱齿轮（4153）、以及与所述第三直齿圆柱齿轮（4153）相啮合的第四直齿圆柱齿轮（4154）。

5.根据权利要求4所述的内啮合自由运动链立式滚磨机，其特征在于，

相互啮合的所述第一直齿圆柱齿轮（4151）、所述第二直齿圆柱齿轮（4152）、所述第三直齿圆柱齿轮（4153）和所述第四直齿圆柱齿轮（4154）位于同一条轴线上，所述第二直齿圆柱齿轮（4152）套设于第一连接轴（4155）上，所述第三直齿圆柱齿轮（4153）套设于第二连接轴（4156）上，所述第四直齿圆柱齿轮（4154）套设于第三连接轴（4157）上。

6.根据权利要求5所述的内啮合自由运动链立式滚磨机，其特征在于，

所述滚磨轮主轴装置（20）包括竖直设置用于安装所述滚磨轮的花键轴（21）。

7.根据权利要求6所述的内啮合自由运动链立式滚磨机，其特征在于，

所述垂向与径向进刀机构（10）包括用于在径向上调节所述滚磨轮的径向进刀机构（11）和用于在垂向上调节所述滚磨轮的垂向进刀机构（12），所述径向进刀机构（11）包括X轴燕尾槽主轴滑台（111）、安装于所述X轴燕尾槽主轴滑台（111）上用于对安装的所述滚磨轮进行导向的导向轴（112）、套设于所述导向轴（112）上且可相对所述导向轴（112）移动的铜套（113）、与所述X轴燕尾槽主轴滑台（111）固定连接的第一丝杠螺母（114）、与所述第一丝杠螺母（114）相配合的第一丝杠（115）、安装于所述第一丝杠（115）上的第一手轮（116）、以及固定设于所述第一手轮（116）上的第一手柄（117）。

8.根据权利要求7所述的内啮合自由运动链立式滚磨机，其特征在于，

所述垂向进刀机构（12）包括与所述X轴燕尾槽主轴滑台（111）相连的Z轴燕尾槽滑台（121）、与所述Z轴燕尾槽滑台（121）滑动连接的Z轴燕尾托板（122）、与所述Z轴燕尾槽滑台（121）固定连接的第二丝杠螺母（123）、与所述第二丝杠螺母（123）相配合的第二丝杠（124）、安装于所述第二丝杠（124）上的第二手轮（125）、以及固定设于所述第二手轮（125）上的第二手柄（126）。

9.根据权利要求8所述的内啮合自由运动链立式滚磨机，其特征在于，

所述工件夹具（30）包括设于所述主轴（414）的中心通孔内用于安装所述被加工内齿圈的拉杆（31）、以及设于所述主轴（414）的端部且与所述主轴（414）固定连接用于定位所述被加工内齿圈的夹具底座（32）。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及滚磨机领域，尤其涉及一种内啮合自由运动链立式滚磨机。

背景技术

齿轮是指轮缘上有齿轮连续啮合传递运动和动力的机械元件。齿轮是能互相啮合的有齿的机械零件，它在机械传动及整个机械领域中的应用极其广泛。随着生产的发展，齿轮运转的平稳性受到重视。齿轮的齿形加工工艺一般是：滚齿（或插齿）→渗碳淬火（或感应淬火）→修正基准→磨齿，齿轮经过渗碳淬火或感应淬火后会产生变形，因此，被加工齿轮淬火后还需进行齿面和齿形的精加工，现有技术中，对于圆柱齿轮这类产品，一般都采用珩齿工艺，珩齿加工是就用齿轮形或蜗杆形珩磨轮与被珩齿轮做啮合传动，相当于一对交错轴斜齿轮传动，利用其齿面间的相对滑动速度和压力来进行珩磨的一种齿面精加工方法。珩齿工艺虽然能够改善齿面粗糙度，提高观感，但不能改善齿轮的精度，一是珩齿工艺是自由啮合，没有强制运动链，不能提高传递运动的准确性。第二，珩磨轮属于半挠性性质，工作时产生弹性变形，不能提高运动的平稳性。第三，由于珩磨轮的齿宽一般均小于被加工齿轮的齿宽，加之自由啮合，且工作过程中不作研磨处理，因此不能提高载荷分布的均匀性。

因此，现有齿轮齿形加工工艺不能改善被加工齿轮淬火后的精度，是一个亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型提出的内啮合自由运动链立式滚磨机，旨在解决现有齿轮齿形加工工艺不能改善被加工齿轮淬火后的精度的技术问题。

本实用新型提供一种内啮合自由运动链立式滚磨机，用于对淬火后的被加工内齿圈进行精加工，内啮合自由运动链立式滚磨机包括用于安装滚磨轮的滚磨轮主轴装置、与滚磨轮主轴装置相连用于在垂向和径向上调节滚磨轮主轴装置安装的滚磨轮与被加工内齿圈之间的安装距离的垂向与径向进刀机构、用于安装和定位被加工内齿圈的工件夹具、以及与工件夹具相连用于采用自由运动链来带动工件夹具旋转、以使滚磨轮主轴装置上安装的滚磨轮与工件夹具上安装的被加工内齿圈相互滚磨的减速机构。

进一步地，减速机构包括与工件夹具相连用于采用自由运动链来带动工件夹具旋转的自由运动链减速装置，自由运动链减速装置包括电机、与电机相连的蜗杆、与蜗杆相啮合的蜗轮、以及套设于蜗轮内用于安装加工内齿圈的主轴。

进一步地，自由运动链减速装置还包括与主轴相连的直齿传动组件。

进一步地，直齿传动组件包括套设于主轴上的第一直齿圆柱齿轮、与第一直齿圆柱齿轮相啮合的第二直齿圆柱齿轮、与第二直齿圆柱齿轮相啮合的第三直齿圆柱齿轮、以及与第三直齿圆柱齿轮相啮合的第四直齿圆柱齿轮。

进一步地，相互啮合的第一直齿圆柱齿轮、第二直齿圆柱齿轮、第三直齿圆柱齿轮和第四直齿圆柱齿轮位于同一条轴线上，第二直齿圆柱齿轮套设于第一连接轴上，第三直齿圆柱齿轮套设于第二连接轴上，第四直齿圆柱齿轮套设于第三连接轴上。

进一步地，滚磨轮主轴装置包括竖直设置用于安装滚磨轮的花键轴。

进一步地，垂向与径向进刀机构包括用于在径向上调节滚磨轮的径向进刀机构和用于在垂向上调节滚磨轮的垂向进刀机构，径向进刀机构包括X轴燕尾槽主轴滑台、安装于X轴燕尾槽主轴滑台上用于对安装的滚磨轮进行导向的导向轴、套设于导向轴上且可相对导向轴移动的铜套、与X轴燕尾槽主轴滑台固定连接的第一丝杠螺母、与第一丝杠螺母相配合的第一丝杠、安装于第一丝杠上的第一手轮、以及固定设于第一手轮上的第一手柄。

进一步地，垂向进刀机构包括与X轴燕尾槽主轴滑台相连的Z轴燕尾槽滑台、与Z轴燕尾槽滑台滑动连接的Z轴燕尾托板、与Z轴燕尾槽滑台固定连接的第二丝杠螺母、与第二丝杠螺母相配合的第二丝杠、安装于第二丝杠上的第二手轮、以及固定设于第二手轮上的第二手柄。

进一步地，工件夹具包括设于主轴的中心通孔内用于安装被加工内齿圈的拉杆、以及设于主轴的端部且与主轴固定连接用于定位被加工内齿圈的夹具底座。

本实用新型所取得的有益效果为：

本实用新型提供的内啮合自由运动链立式滚磨机，采用垂向与径向进刀机构、滚磨轮主轴装置、工件夹具和减速机构，通过垂向与径向进刀机构来调节工件夹具和滚磨轮主轴装置之间的安装距离以使垂向与径向进刀机构上安装的滚磨轮与工件夹具上安装的被加工内齿圈内啮合、并通过减速机构来带动内啮合的滚磨轮与被加工内齿圈之间相互滚磨，从而使经过渗碳淬火和感应淬火后的齿轮的精加工精度稳定地控制在GB\/10095的6~7级，并且能适应各种内齿圈的加工。本实用新型提供的内啮合自由运动链立式滚磨机，对淬火后齿轮的齿形齿面加工精度高、并可适配各种内齿圈的加工，通用性强。

附图说明

图1为本实用新型内啮合自由运动链立式滚磨机一实施例的立体结构示意图；

图2为本实用新型内啮合自由运动链立式滚磨机一实施例的剖面结构示意图；

图3为图1中所述垂向与径向进刀机构第一实施例的部分结构示意图；

图4为图1中所述垂向与径向进刀机构第二实施例的部分结构示意图；

图5为图1中所述垂向与径向进刀机构第三实施例的部分结构示意图。

附图标号说明：

10、垂向与径向进刀机构；20、滚磨轮主轴装置；30、工件夹具；40、减速机构；41、自由运动链减速装置；411、电机；412、蜗杆；413、蜗轮；414、主轴；415、直齿传动组件；4151、第一直齿圆柱齿轮；4152、第二直齿圆柱齿轮；4153、第三直齿圆柱齿轮；4154、第四直齿圆柱齿轮；4155、第一连接轴；4156、第二连接轴；4157、第三连接轴；21、花键轴；11、径向进刀机构；12、垂向进刀机构；111、X轴燕尾槽主轴滑台；112、导向轴；113、铜套；114、第一丝杠螺母；115、第一丝杠；116、第一手轮；117、第一手柄；121、Z轴燕尾槽滑台；122、Z轴燕尾托板；123、第二丝杠螺母；124、第二丝杠；125、第二手轮；126、第二手柄；31、拉杆；32、夹具底座；100、滚磨轮；200、被加工内齿圈。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1至图5所示，本实用新型第一实施例提出一种内啮合自由运动链立式滚磨机，用于对淬火后的被加工内齿圈200进行精加工，内啮合自由运动链立式滚磨机包括用于安装滚磨轮100的滚磨轮主轴装置20、与滚磨轮主轴装置20相连用于在垂向和径向上调节滚磨轮主轴装置20安装的滚磨轮100与被加工内齿圈200之间的安装距离的垂向与径向进刀机构10、用于安装和定位被加工内齿圈200的工件夹具30、以及与工件夹具30相连用于采用自由运动链来带动工件夹具30旋转、以使滚磨轮主轴装置20上安装的滚磨轮与工件夹具30上安装的被加工内齿圈相互滚磨的减速机构40。其中，垂向与径向进刀机构10采用垂向进刀机构和径向进刀机构的结合。垂向进刀机构用于在垂方上调节滚磨轮，径向进刀机构用于在径方上调节滚磨轮，垂向进刀机构和径向进刀机构可采用自动或者手动驱动方式，例如电机驱动或是螺杆手柄驱动。减速机构40可采用齿轮减速机构、蜗轮蜗杆减速机构、或者这两者的组合。滚磨轮主轴装置20可采用齿轮滚磨轮主轴装置，例如采用直齿轮滚磨轮主轴装置或是锥齿轮轮滚磨轮主轴装置，均在本专利的保护范围之内。

本实施例提供的内啮合自由运动链立式滚磨机，采用垂向与径向进刀机构、滚磨轮主轴装置、工件夹具和减速机构，通过垂向与径向进刀机构来调节工件夹具和滚磨轮主轴装置之间的安装距离以使垂向与径向进刀机构上安装的滚磨轮与工件夹具上安装的被加工内齿圈内啮合、并通过减速机构来带动内啮合的滚磨轮与被加工内齿圈之间相互滚磨，从而使经过渗碳淬火和感应淬火后的齿轮的精加工精度稳定地控制在GB\/10095的6~7级，并且能适应各种内齿圈的加工。本实施例提供的内啮合自由运动链立式滚磨机，对淬火后齿轮的齿形齿面加工精度高、并可适配各种内齿圈的加工，通用性强。

优选地，如图1和图2所示，本实施例提供的内啮合自由运动链立式滚磨机，减速机构40包括与工件夹具30相连用于采用自由运动链来带动工件夹具30旋转的自由运动链减速装置41，自由运动链减速装置41包括电机411、与电机411相连的蜗杆412、与蜗杆412相啮合的蜗轮413、以及套设于蜗轮413内用于安装加工内齿圈的主轴414。进一步地，自由运动链减速装置41还包括与主轴414相连的直齿传动组件415。具体地，直齿传动组件415包括套设于主轴414上的第一直齿圆柱齿轮4151、与第一直齿圆柱齿轮4151相啮合的第二直齿圆柱齿轮4152、与第二直齿圆柱齿轮4152相啮合的第三直齿圆柱齿轮4153、以及与第三直齿圆柱齿轮4153相啮合的第四直齿圆柱齿轮4154。相互啮合的第一直齿圆柱齿轮4151、第二直齿圆柱齿轮4152、第三直齿圆柱齿轮4153和第四直齿圆柱齿轮4154位于同一条轴线上，第二直齿圆柱齿轮4152套设于第一连接轴4155上，第三直齿圆柱齿轮4153套设于第二连接轴4156上，第四直齿圆柱齿轮4154套设于第三连接轴4157上。在本实例中，通过电机411为自由运动链减速装置41提供动力，提高生产效率，并提高淬火后的齿轮的精加工精度。在本实施例中，第一直齿圆柱齿轮4151、第二直齿圆柱齿轮4152、第三直齿圆柱齿轮4153和第四直齿圆柱齿轮4154采用平行轴齿轮传动中的外啮合直齿圆柱齿轮传动，传动比准确、稳定、效率高；工作可靠性高、寿命长。通过自由运动链减速装置41来为内啮合自由运动链立式滚磨机提供动力，从而使经过渗碳淬火和感应淬火后的齿轮的精加工精度稳定地控制在GB\/10095的6~7级，并且能适应各种内齿圈的加工。

进一步地，请见图1和图2，本实施例提供的内啮合自由运动链立式滚磨机，滚磨轮主轴装置20包括竖直设置用于安装滚磨轮的花键轴21。在本实施例中，通过花键轴21来安装滚磨轮100，使内啮合的滚磨轮与被加工内齿圈之间相互滚磨，使经过渗碳淬火和感应淬火后的齿轮的精加工精度稳定地控制在GB\/10095的6~7级，并且能适应各种内齿圈的加工。

优选地，参见图1至图5，本实施例提供的内啮合自由运动链立式滚磨机，垂向与径向进刀机构10包括用于在径向上调节滚磨轮的径向进刀机构11和用于在垂向上调节滚磨轮的垂向进刀机构12，径向进刀机构11包括X轴燕尾槽主轴滑台111、安装于X轴燕尾槽主轴滑台111上用于对安装的滚磨轮进行导向的导向轴112、套设于导向轴112上且可相对导向轴112移动的铜套113、与X轴燕尾槽主轴滑台111固定连接的第一丝杠螺母114、与第一丝杠螺母114相配合的第一丝杠115、安装于第一丝杠115上的第一手轮116、以及固定设于第一手轮116上的第一手柄117。垂向进刀机构12包括与X轴燕尾槽主轴滑台111相连的Z轴燕尾槽滑台121、与Z轴燕尾槽滑台121滑动连接的Z轴燕尾托板122、与Z轴燕尾槽滑台121固定连接的第二丝杠螺母123、与第二丝杠螺母123相配合的第二丝杠124、安装于第二丝杠124上的第二手轮125、以及固定设于第二手轮125上的第二手柄126。在本实施例中，垂向与径向进刀机构10中的径向进刀机构11和垂向进刀机构12均采用手动调节中的螺杆手柄驱动，调节方便且调节精度高，从而使垂向与径向进刀机构10上安装的滚磨轮与工件夹具30上安装的被加工内齿圈内啮合，使经过渗碳淬火和感应淬火后的齿轮的精加工精度稳定地控制在GB\/10095的6~7级，并且能适应各种内齿圈的加工。

可选地，如图1至图2所示，本实施例提供的内啮合自由运动链立式滚磨机，工件夹具30包括设于主轴414的中心通孔内用于安装被加工内齿圈的拉杆31、以及设于主轴414的端部且与主轴414固定连接用于定位被加工内齿圈的夹具底座32。其中，夹具底座32套设于主轴414的端部上，并通过螺钉与被加工内齿圈固定连接，从而精确定位被加工内齿圈，并防止晃动，提高淬火后齿轮的齿形齿面加工精度。

请见图1至图5，本实施例提供的内啮合自由运动链立式滚磨机，其工作原理和传动关系如下所示：

工作原理为：

将被加工内齿圈200安装于工件夹具30上，将滚磨轮100安装于滚磨轮主轴装置20上，分别调节径向进刀机构11和垂向进刀机构12，使滚磨轮100和被加工内齿圈200之间相互内啮合，开启电机411，使相互内啮合的滚磨轮100和被加工内齿圈200在减速机构40的带动下旋转，使滚磨轮主轴装置20上安装的滚磨轮100与工件夹具10上安装的被加工内齿圈200相互之间产生滚磨运动。

电机411提供的动力由减速机构40中的蜗杆412传到蜗轮413，传动链的传动关系为：

传动链：电机411→蜗杆412→蜗轮413→主轴414→被加工内齿圈200。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

设计图

内啮合自由运动链立式滚磨机论文和设计

内啮合自由运动链立式滚磨机论文和设计-石卫民

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主设计要求

设计方案

设计说明书

设计图

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