【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于砂轮轴，涉及用于蜗杆砂轮磨齿机砂轮轴动平衡的调整装置。
技术介绍
1、蜗杆砂轮磨齿机是一种高效的齿轮精加工设备。蜗杆砂轮磨齿机的工作过程类似于涡轮蜗杆的啮合过程，被加工的齿轮工件相当于涡轮，砂轮则是蜗杆的形状。因此在工作过程中为了实现高速、高效率的加工就需要蜗杆砂轮以非常高的转速运行。由此带来砂轮轴两个方面的问题：动平衡以及共振。由于砂轮是易损件，在磨削过程中需要经常性地对砂轮进行修整，所以不断被修整的砂轮就存在显著的动平衡状态变化，这个变化有可能导致砂轮高速运动精度和稳定性的恶化。砂轮轴机械结构存在一定共振频率，这是机械的固有属性。砂轮的不断修整以及磨损导致整个砂轮轴的转动惯量发生了变化，从而砂轮轴的共振频率也会产生变化。在这一过程中，原本合适的加工参数产生的激励就有可能引起砂轮轴的共振，造成加工质量的下降。
2、为应对砂轮动平衡状态变化的问题，传统方法之一是在砂轮回转轴内部安装动平衡模块，其原理是通过加速度传感器检测砂轮轴旋转过程中的动平衡状态，之后通过调整两个偏心摆块，利用两个偏心摆块的角度绝对位置和相对夹角变化实现对砂轮轴的动平衡状态调整。但是现有方式也只是对砂轮轴的动平衡状态进行微调，对转动惯量的影响微乎其微。当出现砂轮轴的砂轮磨损导致转动惯量变化，进而引起共振频率点变化的问题，只能通过工程师根据经验修改工艺参数，影响加工效率。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种用于蜗杆砂轮磨齿机砂轮轴动平衡的调整装置，解决了现有技术中存在的动平衡状态
2、本专利技术所采用的技术方案是，用于蜗杆砂轮磨齿机砂轮轴动平衡的调整装置，包括串联的固定侧外壳和砂轮轴连接外壳，固定侧外壳内设置有直线电机定子，直线电机定子内均匀设置有至少三个直线电机动子，每个直线电机动子通过传动机构连接有齿轮，齿轮螺纹套接在传动机构上，齿轮位于砂轮轴连接外壳内，齿轮两端设置有限制其轴向运动的限位机构，在砂轮轴连接外壳上沿每个齿轮切向开设有通孔，通孔内设置有质量块，质量块表面设置有齿条，齿条与齿轮啮合；相邻两个质量块的运动轴线在空间中的夹角相等。
3、本专利技术的特点还在于：
4、直线电机定子内均匀设置有直线电机第一动子、直线电机第二动子、直线电机第三动子，直线电机第一动子通过内层传动轴与第一齿轮连接，直线电机第二动子通过中层传动轴套与第二齿轮传动连接，直线电机第三动子通过外层传动轴套与第三齿轮传动连接，内层传动轴、中层传动轴套、外层传动轴套自内而外依次套接。
5、第三齿轮一端与砂轮轴连接外壳接触，第三齿轮另一端与第二齿轮之间设置有第二挡圈，第二齿轮与第一齿轮之间设置有第一挡圈，第一齿轮自由端设置有第三挡圈。
6、直线电机第一动子与内层传动轴之间设置有第一固定套，直线电机第二动子与中层传动轴套之间设置有第二固定套。
7、中层传动轴套通过第二螺柱与第二齿轮螺纹连接，内层传动轴通过第一螺柱与第一齿轮螺纹连接。
8、固定侧外壳包括中空的水平壳体，水平壳体一端固定有用于对直线电机定子进行轴向压紧的端盖，另一端与砂轮轴连接外壳连接；砂轮轴连接外壳包括水平外壳体，水平外壳体一端与水平壳体连通，另一端固定有内侧端盖。
9、沿水平外壳体内轴向开设有t型通孔，内侧端盖连接在水平外壳体大孔径端，靠近固定侧外壳的齿轮端面与水平外壳体接触，对其形成轴向限位。
10、用于蜗杆砂轮磨齿机砂轮轴动平衡的调整方法，包括以下步骤：
11、步骤1、根据蜗杆砂轮磨齿机砂轮轴的位置反馈信息得到砂轮的直径减少量，通过直径减少量计算转动惯量变化量；根据转动惯量变化量计算得到直线电机动子的位移变化量，根据直线电机动子的位移变化量控制直线电机动子沿直线电机定子轴向运动；
12、步骤2、获取蜗杆砂轮磨齿机砂轮轴上的加速度传感器获取的数据，计算得到砂轮轴偏心质量，对质量块进行调整，使砂轮轴偏心质量与质量块产生的偏心质量大小相同、方向相反，实现砂轮轴动平衡调整。
13、根据下式对质量块进行调整：
14、
15、
16、
17、
18、
19、根据转动惯量变化量δj计算得到直线电机动子的位移变化量，公式为：
20、
21、式中，mn为第n个质量块的质量，rn为第n个质量块运动轴线和砂轮轴回转轴线之间的距离，δxn为直线电机第n动子的位移变化量，dn为第n螺柱的导程，其中，n>1，d1为传动机构的螺纹导程，q为质量块的数量。
22、本专利技术的有益效果是：本专利技术用于蜗杆砂轮磨齿机砂轮轴动平衡的调整装置，通过直线电机控制多个质量块沿转轴切向移动，可以改变砂轮轴的转动惯量，用以补偿砂轮磨损带来的转动惯量减少，从而稳定砂轮轴固有频率特性，提高加工稳定性；每个质量块可以分别独立运动，通过多个质量块合成不同相位、不同大小的偏心质量，从而实现磨齿机砂轮轴在线的动平衡，提高加工精度和稳定性；运动结构和固定结构无接触，使用寿命长。
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1.用于蜗杆砂轮磨齿机砂轮轴动平衡的调整装置，其特征在于，包括串联的固定侧外壳(1)和砂轮轴连接外壳(2)，所述固定侧外壳(1)内设置有直线电机定子(3)，所述直线电机定子(3)内均匀设置有至少三个直线电机动子，每个所述直线电机动子通过传动机构连接有齿轮，所述齿轮螺纹套接在传动机构上，所述齿轮位于砂轮轴连接外壳(2)内，所述齿轮两端设置有限制其轴向运动的限位机构，在所述砂轮轴连接外壳(2)上沿每个齿轮切向开设有通孔(4)，所述通孔(4)内设置有质量块(5)，所述质量块(5)表面设置有齿条，所述齿条与齿轮啮合；相邻两个所述质量块(5)的运动轴线在空间中的夹角相等。
2.根据权利要求1所述的用于蜗杆砂轮磨齿机砂轮轴动平衡的调整装置，其特征在于，所述直线电机定子(3)内均匀设置有直线电机第一动子(6)、直线电机第二动子(7)、直线电机第三动子(8)，所述直线电机第一动子(6)通过内层传动轴(9)与第一齿轮(10)连接，所述直线电机第二动子(7)通过中层传动轴套(11)与第二齿轮(12)传动连接，所述直线电机第三动子(8)通过外层传动轴套(13)与第三齿轮(14)传动连接，所
3.根据权利要求2所述的用于蜗杆砂轮磨齿机砂轮轴动平衡的调整装置，其特征在于，所述第三齿轮(14)一端与砂轮轴连接外壳(2)接触，所述第三齿轮(14)另一端与第二齿轮(12)之间设置有第二挡圈(15)，所述第二齿轮(12)与第一齿轮(10)之间设置有第一挡圈(16)，所述第一齿轮(10)自由端设置有第三挡圈(21)。
4.根据权利要求2所述的用于蜗杆砂轮磨齿机砂轮轴动平衡的调整装置，其特征在于，所述直线电机第一动子(6)与内层传动轴(9)之间设置有第一固定套(17)，所述直线电机第二动子(7)与中层传动轴套(11)之间设置有第二固定套(18)。
5.根据权利要求2所述的用于蜗杆砂轮磨齿机砂轮轴动平衡的调整装置，其特征在于，所述中层传动轴套(11)通过第二螺柱(19)与第二齿轮(12)螺纹连接，所述内层传动轴(9)通过第一螺柱(20)与第一齿轮(10)螺纹连接。
6.根据权利要求1所述的用于蜗杆砂轮磨齿机砂轮轴动平衡的调整装置，其特征在于，所述固定侧外壳(1)包括中空的水平壳体(1-1)，所述水平壳体(1-1)一端固定有用于对直线电机定子(3)进行轴向压紧的端盖(1-2)，另一端与砂轮轴连接外壳(2)连接；所述砂轮轴连接外壳(2)包括水平外壳体(2-1)，所述水平外壳体(2-1)一端与水平壳体(1-1)连通，另一端固定有内侧端盖(2-2)。
7.根据权利要求6所述的用于蜗杆砂轮磨齿机砂轮轴动平衡的调整装置，其特征在于，沿所述水平外壳体(2-1)内轴向开设有T型通孔，所述内侧端盖(2-2)连接在水平外壳体(2-1)大孔径端，靠近所述固定侧外壳(1)的齿轮端面与水平外壳体(2-1)接触，对其形成轴向限位。
8.用于蜗杆砂轮磨齿机砂轮轴动平衡的调整方法，采用权利要求1所述的用于蜗杆砂轮磨齿机砂轮轴动平衡的调整装置，其特征在于，包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的用于蜗杆砂轮磨齿机砂轮轴动平衡的调整方法，其特征在于，根据下式对质量块(5)进行调整：
10.根据权利要求8所述的用于蜗杆砂轮磨齿机砂轮轴动平衡的调整方法，其特征在于，根据转动惯量变化量ΔJ计算得到直线电机动子的位移变化量，公式为：
...【技术特征摘要】
1.用于蜗杆砂轮磨齿机砂轮轴动平衡的调整装置，其特征在于，包括串联的固定侧外壳(1)和砂轮轴连接外壳(2)，所述固定侧外壳(1)内设置有直线电机定子(3)，所述直线电机定子(3)内均匀设置有至少三个直线电机动子，每个所述直线电机动子通过传动机构连接有齿轮，所述齿轮螺纹套接在传动机构上，所述齿轮位于砂轮轴连接外壳(2)内，所述齿轮两端设置有限制其轴向运动的限位机构，在所述砂轮轴连接外壳(2)上沿每个齿轮切向开设有通孔(4)，所述通孔(4)内设置有质量块(5)，所述质量块(5)表面设置有齿条，所述齿条与齿轮啮合；相邻两个所述质量块(5)的运动轴线在空间中的夹角相等。
2.根据权利要求1所述的用于蜗杆砂轮磨齿机砂轮轴动平衡的调整装置，其特征在于，所述直线电机定子(3)内均匀设置有直线电机第一动子(6)、直线电机第二动子(7)、直线电机第三动子(8)，所述直线电机第一动子(6)通过内层传动轴(9)与第一齿轮(10)连接，所述直线电机第二动子(7)通过中层传动轴套(11)与第二齿轮(12)传动连接，所述直线电机第三动子(8)通过外层传动轴套(13)与第三齿轮(14)传动连接，所述内层传动轴(9)、中层传动轴套(11)、外层传动轴套(13)自内而外依次套接。
3.根据权利要求2所述的用于蜗杆砂轮磨齿机砂轮轴动平衡的调整装置，其特征在于，所述第三齿轮(14)一端与砂轮轴连接外壳(2)接触，所述第三齿轮(14)另一端与第二齿轮(12)之间设置有第二挡圈(15)，所述第二齿轮(12)与第一齿轮(10)之间设置有第一挡圈(16)，所述第一齿轮(10)自由端设置有第三挡圈(21)。
4.根据权利要求2所述的用于蜗杆砂轮磨齿机砂轮轴动平衡的调整装置，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘辰，赵万华，吴文武，位文明，郭正，李瑞亮，
申请(专利权)人：陕西高端机床创新研究有限公司，
类型：发明
国别省市：
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