一种中间轴热装精密对齿装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于对齿技术领域，涉及一种中间轴热装精密对齿装置，包括中间轴定位机构、齿轮定位机构、对齿位置度机构；中间轴定位机构包括上顶尖和下顶尖，下顶尖的顶端设有下顶尖套；齿轮定位机构包括压机底座、下顶尖座和涨珠机构，下顶尖固定安装在下顶尖座上，涨珠机构布置在下顶尖座上，涨珠机构包括涨珠气缸、锥形芯轴及多个钢珠；锥形芯轴设置在下顶尖座内部，在下顶尖座的顶部外壁上开有多个圆孔，钢珠安装在锥形芯轴与下顶尖座外壁之间对应的圆孔内；对齿位置度机构包括上球头机构和下球头机构；上顶尖连接有伺服压机，伺服压机上设有压力传感器，在压机背板上设置有挡块。能够在保证装配精度的同时，兼容多种机型，实现快速换产。快速换产。快速换产。

【技术实现步骤摘要】
一种中间轴热装精密对齿装置及方法


[0001]本专利技术属于对齿
，具体涉及一种中间轴热装精密对齿装置及方法。

技术介绍

[0002]作为变速器核心零部件，中间轴总成精度要求高，装配难度大。其装配工艺的基本原理是利用齿轮受热膨胀产生的孔轴间隙，将轴穿入齿轮内孔后借助压装对齿机构对齿轮和轴进行角向定位与轴向定位，保证齿轮与轴之间角向位置度关系和轴向位置尺寸关系。
[0003]中间轴型号众多，换产频繁，不同型号的轴长短、直径不同，齿轮内孔、外径也不同，且不同机型的齿轮压装深度、对齿位置也不尽相同。传统压装设备往往只能生产单一机型，且换产需要人工调整机械机构，换产时间长，精度不易保证。如何在保证装配精度的同时，兼容多种机型，并实现快速换产，长期以来属于行业难题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种中间轴热装精密对齿装置及方法，解决了目前对齿机构不能兼容多种机型、无法实现快速换产的问题。
[0005]本专利技术是通过以下技术方案来实现：
[0006]一种中间轴热装精密对齿装置，包括中间轴定位机构、齿轮定位机构、对齿位置度机构；
[0007]中间轴定位机构包括上顶尖和下顶尖，下顶尖的顶端设有下顶尖套；对中间轴进行定位时，中间轴的上端面与上顶尖抵触，下端面与下顶尖套的上端面抵触，上顶尖和下顶尖套的上端面将中间轴完全夹紧；
[0008]齿轮定位机构包括压机底座、下顶尖座和涨珠机构，下顶尖固定安装在下顶尖座上，涨珠机构布置在下顶尖座上，涨珠机构包括涨珠气缸、锥形芯轴及多个钢珠，涨珠气缸设置在下顶尖座的下部，用于给锥形芯轴下部通气；锥形芯轴设置在下顶尖座内部，在下顶尖座的顶部外壁上开有多个圆孔，钢珠安装在锥形芯轴与下顶尖座外壁之间对应的圆孔内；
[0009]对齿位置度机构包括用于对中间轴进行角向定位的上球头机构和对齿轮进行角向定位的下球头机构，上球头机构包括上球头和上X伺服电机，上X伺服电机用于控制上球头位移，适配不同型号中间轴基准齿的分度圆直径；下球头机构包括下球头和下X伺服电机，下X伺服电机用于控制下球头位移，适配不同型号齿轮的分度圆直径；
[0010]上顶尖连接有伺服压机，伺服压机上设有压力传感器，在压机背板上设置有挡块。
[0011]进一步，在下顶尖的底部开有空腔，空腔内设有弹簧。
[0012]进一步，上球头机构还包括上球头连接板和上Z伺服电机，上球头、上X伺服电机及上Z伺服电机均连接在上球头连接板上；
[0013]上Z伺服电机带动安装上球头做轴向移动，通过设置伺服位移值，上Z伺服电机行程兼容不同机型轴齿对齿位置。
[0014]进一步，下球头机构还包括下球头连接板和下Z伺服电机，下球头、下X伺服电机及下Z伺服电机均连接在下球头连接板上；
[0015]下Z伺服电机带动安装下球头做轴向移动，通过设置伺服位移值，下Z伺服电机行程兼容不同机型轴齿对齿位置。
[0016]进一步，下顶尖座和上球头机构通过连杆相连接，当中间轴向下移动时，下顶尖座下移，通过连杆连接的上球头机构被同步带动下移，压装过程中上球头始终顶在中间轴基准齿槽内，与中间轴无相对运动。
[0017]进一步，齿轮外部采用齿轮夹爪夹持，在齿轮夹爪上开设有若干个气孔，气孔开设的位置正对齿轮，当热装完成后，给气孔通压缩空气，压缩空气吹在热装完成后的齿轮上。
[0018]进一步，在压机上设置有轴夹持机构，用于机器人上下料时对中间轴的抓取；
[0019]轴夹持机构包括轴夹爪、轴夹爪连接板、轴夹爪气缸、导向轴和带锁气缸；
[0020]轴夹爪安装在轴夹爪连接板上，轴夹爪气缸和轴夹爪连接板连接，用于带动轴夹爪在轴向上的运动；
[0021]导向轴安装在上，导向轴的一端与带锁气缸连接，另一端与轴夹爪连接板连接；
[0022]带锁气缸安装在上球头机构上。
[0023]本专利技术还公开了基于所述中间轴热装精密对齿装置的一种中间轴热装精密对齿方法，包括以下过程：
[0024]压装基准位定位：下顶尖座向上运动，与挡块贴合后，下顶尖座保持在此位置，上顶尖带动中间轴向下移动，当中间轴的下端面与下顶尖套端面贴合时，伺服压机的压力传感器感应到设置的力，伺服压机将此位置记为压装基准位；
[0025]中间轴定位：采用上顶尖和下顶尖对中间轴进行中心定位，用下顶尖套端面对中间轴进行轴向定位，下顶尖座每次压装过程均依靠固定的挡块限位，故不同型号的中间轴下端面位置一致，而上顶尖连接在伺服压机上，通过设置伺服位移值，伺服压机行程兼容不同型号的中间轴长度；
[0026]上X伺服电机带动上球头做径向移动，通过设置伺服位移值，上X伺服电机行程兼容不同型号中间轴基准齿的分度圆直径；
[0027]齿轮定位：当齿轮放置在压机底座上后，采用压机底座端面对齿轮进行轴向定位；在中间轴被压入齿轮前，采用涨珠机构对齿轮进行初定位，下顶尖座上升到固定位置，涨珠气缸通气，推动锥形芯轴向上运动，带动钢珠进入下顶尖座外壁的圆孔内，并与齿轮内孔接触，利用多个钢珠实现齿轮的中心定位；在中间轴被压入齿轮后，采用中间轴对齿轮进行最终中心定位；
[0028]对齿位置度保证：上球头机构的上球头顶入中间轴基准齿槽内，将齿槽顶紧，上球头两侧与齿槽两齿面完全贴合，对中间轴进行角向定位；
[0029]下球头机构的下球头顶入齿轮的齿槽内，将齿槽顶紧，球头两侧与齿槽两齿面完全贴合，对齿轮进行角向定位。
[0030]进一步，当齿轮内孔直径较小时，齿轮内孔与下顶尖座外套的距离小，则钢珠被推出下顶尖座外套圆孔的体积小，则锥形芯轴向上运动的距离近；
[0031]当齿轮内孔直径较大时，齿轮内孔与下顶尖座外套的距离大，则钢珠被推出下顶尖座外套圆孔的体积大，则锥形芯轴向上运动的距离远。
[0032]进一步，下球头机构还包括下球头连接板和下Z伺服电机，下球头、下X伺服电机及下Z伺服电机均连接在下球头连接板上；
[0033]当下球头顶住齿轮齿顶时，调整过程为：
[0034]在下球头机构上做径向运动的下X伺服电机采用力模式，当下球头顶住齿轮齿顶时，力条件满足，位移条件不满足，下X伺服电机切换为位移模式，带动下球头连接板后退Xmm，其中X根据不同齿轮尺寸预先设置；
[0035]接着在下球头机构上做轴向运动的下Z伺服电机采用位移模式，带动下球头连接板向上移动Zmm，Z根据不同齿轮尺寸预先设置；
[0036]随后下X伺服电机切换为力模式，带动下球头连接板前进，因为齿轮为斜齿结构，下球头通过轴向移动，再次对齿时，可拨动齿轮旋转，顶入齿槽后，下X伺服电机切换为位移模式，带动下球头连接板后退Xmm；此时，下Z伺服电机采用位移模式，带动下球头连接板向下移动Zmm，下球头回到要求的对齿位置；
[0037]随后，下X伺服电机切换为力模式，带动下球头连接板前进，下球头顶入齿槽，将齿槽顶紧，下球头两侧与齿槽两齿面完全贴合，完成对齿轮的角向定位。
[0本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种中间轴热装精密对齿装置，其特征在于，包括中间轴定位机构、齿轮定位机构、对齿位置度机构；中间轴定位机构包括上顶尖(1)和下顶尖(2)，下顶尖(2)的顶端设有下顶尖套(3)；对中间轴进行定位时，中间轴的上端面与上顶尖(1)抵触，下端面与下顶尖套(3)的上端面抵触，上顶尖(1)和下顶尖套(3)的上端面将中间轴完全夹紧；齿轮定位机构包括压机底座(5)、下顶尖座(6)和涨珠机构，下顶尖(2)固定安装在下顶尖座(6)上，涨珠机构布置在下顶尖座(6)上，涨珠机构包括涨珠气缸(7)、锥形芯轴(8)及多个钢珠(9)，涨珠气缸(7)设置在下顶尖座(6)的下部，用于给锥形芯轴(8)下部通气；锥形芯轴(8)设置在下顶尖座(6)内部，在下顶尖座(6)的顶部外壁上开有多个圆孔，钢珠(9)安装在锥形芯轴(8)与下顶尖座(6)外壁之间对应的圆孔内；对齿位置度机构包括用于对中间轴进行角向定位的上球头机构(10)和对齿轮进行角向定位的下球头机构(11)，上球头机构(10)包括上球头(12)和上X伺服电机(18)，上X伺服电机(18)用于控制上球头(12)位移，适配不同型号中间轴基准齿的分度圆直径；下球头机构(11)包括下球头(13)和下X伺服电机(20)，下X伺服电机(20)用于控制下球头(13)位移，适配不同型号齿轮的分度圆直径；上顶尖(1)连接有伺服压机(17)，伺服压机(17)上设有压力传感器，在压机背板(14)上设置有挡块(15)。2.根据权利要求1所述的一种中间轴热装精密对齿装置，其特征在于，在下顶尖(2)的底部开有空腔，空腔内设有弹簧(4)。3.根据权利要求1所述的一种中间轴热装精密对齿装置，其特征在于，上球头机构(10)还包括上球头连接板(19)和上Z伺服电机(22)，上球头(12)、上X伺服电机(18)及上Z伺服电机(22)均连接在上球头连接板(19)上；上Z伺服电机(22)带动安装上球头(12)做轴向移动，通过设置伺服位移值，上Z伺服电机(22)行程兼容不同机型轴齿对齿位置。4.根据权利要求1所述的一种中间轴热装精密对齿装置，其特征在于，下球头机构(11)还包括下球头连接板(21)和下Z伺服电机(23)，下球头(13)、下X伺服电机(20)及下Z伺服电机(23)均连接在下球头连接板(21)上；下Z伺服电机(23)带动安装下球头(13)做轴向移动，通过设置伺服位移值，下Z伺服电机(23)行程兼容不同机型轴齿对齿位置。5.根据权利要求1所述的一种中间轴热装精密对齿装置，其特征在于，下顶尖座(6)和上球头机构(10)通过连杆(30)相连接，当中间轴向下移动时，下顶尖座(6)下移，通过连杆(30)连接的上球头机构(10)被同步带动下移，压装过程中上球头(12)始终顶在中间轴基准齿槽内，与中间轴无相对运动。6.根据权利要求1所述的一种中间轴热装精密对齿装置，其特征在于，齿轮外部采用齿轮夹爪(24)夹持，在齿轮夹爪(24)上开设有若干个气孔，气孔开设的位置正对齿轮，当热装完成后，给气孔通压缩空气，压缩空气吹在热装完成后的齿轮上。7.根据权利要求1所述的一种中间轴热装精密对齿装置，其特征在于，在压机上设置有轴夹持机构，用于机器人上下料时对中间轴的抓取；轴夹持机构包括轴夹爪(25)、轴夹爪连接板(26)、轴夹爪气缸(27)、导向轴(28)和带锁
气缸(29)；轴夹爪(25)安装在轴夹爪连接板(26)上，轴夹爪气缸(27)和轴夹爪连接板(26)连接，用于带动轴夹爪(25)在轴向上的运动；导向轴(28)安装在上，导向轴(28)的一端与带锁气缸(29)连接，另一端与轴夹爪连接板(26)连接；带...

【专利技术属性】
技术研发人员：张亚光，严鉴铂，寇植达，姬汶辰，耿艳彪，王波，
申请(专利权)人：陕西法士特齿轮有限责任公司，
类型：发明
国别省市：