插齿机插斜齿螺旋角调整机构制造技术

本实用新型专利技术为一种插齿机插斜齿螺旋角调整机构，属于圆柱齿轮加工机床制造领域。它由两套曲柄滑块机构、两套杠杆滑块机构和一套螺旋角合成机构组成，它可将一些只能插削一种固定螺旋角的普通插齿机改造成能插削任一旋向，各种螺旋角的万能斜齿插齿机或新设计一种新型的万能斜齿插齿机。插斜齿螺旋角的调整靠拨动两曲柄滑块偏心位置来实现，调整方便，精度高，可保证得到准确的螺旋运动。可解决小直径、大螺旋角内齿轮的插齿困难，适合单件生产及多品种小批量生产各种斜齿圆柱齿轮。（*该技术在2002年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本技术提出的一种插齿机插斜齿螺旋角调整机构属于圆柱齿轮加工机床制造领域。目前市场上销售的插齿机只能加工直齿轮或者在插齿机刀架上，设计、制造专用螺旋导轨后加工一种固定螺旋角的斜齿轮。一台插齿机一般只有一副专用螺旋导轨，因为螺旋导轨多次拆装将会影响齿轮的加工精度，螺旋导轨安装调整较复杂，费工、费时，所以一般插齿机插削斜齿轮的螺旋角是不可调整的。到八十年代中期，美国和西德先后专利技术了两种可在一定范围内调整插斜齿螺旋角的插齿机，并申请了专利。从西德的专利(专利号3328904)来看，它是一种数控型可调螺旋角插齿机构，由于需要研制高精度、高灵敏度的数控系统，成本高，制造困难，至今未见有产品在市场销售。美国的专利(专利号为4606682)是机械型可调螺旋角插齿机构，它的传动系统如附附图说明图1所示，它是利用刀架上的两套曲柄连杆滑块机构，一套驱动主轴作往复直线运动，另一套驱动主轴作往复旋转运动，两种运动合成为主轴的螺旋运动，通过调整一曲柄盘的偏心大小，可调整主轴往复行程的大小；通过调整另一曲柄盘的偏心大小，可改变螺旋齿花键套的行程大小，再通过直齿花键可改变主轴的转角大小，从而可改变插斜齿螺旋角的大小。将附图1所示的两套曲柄连杆滑块机构简化为附图2。设曲柄盘Ⅰ上的偏心点从AO点旋转θ角至A点，连杆L使滑块从BO点垂直移动至B点，也就是主轴及插齿刀垂直移动量为H。另一曲柄盘Ⅱ上的一偏心点从CO点旋转θ′角至C点，连杆L使滑块从DO点垂直移动至D点，其垂直位移量为h，叉架的垂直位移使外导轮作往复螺旋运动，通过花键使主轴及插齿刀作往复旋转运动，叉架垂直移动h时，插齿刀分度圆上的一点从EO点旋转α角至E点。设螺旋齿花键的导程为T，插齿刀分度圆直径为df，那么α＝360°，h／T ＝π·df·α／360°＝π·df·h／T当插齿刀垂直位移H，刀具分度圆旋转弧长 时，其插斜齿螺旋角β＝tg－1 ／H。当两曲柄盘旋转任一角度时，β角均应为一定值，才能保证所插斜齿的齿向精度。从β角的计算公式可看出，只要h／H为常数，β角即为定值。设曲柄盘Ⅰ转过θ角时，曲柄盘Ⅱ转过θ′角则h /H =l2- r2sin2θ2+ r - rcos θ ′ -1L2- R2sin2θ+R - Rcos θ - L]]>式中R、r、L、l均为常数，θ和θ′在0～360°间变化时，h／H值也将随之变化，无论θ＝θ′还是θ≠θ′，h／H都不能完全保证是一常数。由此得出该专利技术在理论上存在螺旋线误差，且误差范围超过齿轮加工精度标准范围。此外从结构设计与受力分析来看，两套曲柄连杆滑块机构，同时设计在刀架上部，在结构设计上比较困难，曲柄盘Ⅱ经连杆将力传给叉架，再经外导轨使螺旋齿花键作螺旋运动时，受力情况不佳，因连杆与主轴轴心线之间存在一偏心距，必然会产生偏心力矩，将影响插齿精度。该专利技术不仅于1984年9月在美国申请了专利，而且于1985年和1986年先后在日本和西德申请了专利，但至今没有产品供应市场，这可能是因为该专利技术存在问题的缘故。本技术的目的是针对上述两种插斜齿螺旋角调整机构的不足，而提出的一种机械型插齿机插斜齿螺旋角调整机构，能在理论上完全消除螺旋线误差，插斜齿螺旋角的调整范围大，结构简单易于实现，精度高，利用本技术可将一些普通插齿机改造成为万能斜齿轮插齿机或新设计一种新型的万能斜齿插齿机。本技术的技术解决方案见附图3和附图4，该机构由一个螺旋角合成机构、两个曲柄滑块机构和两个杠杆滑块机构组成，其中一个主曲柄滑块机构上的辅助轴4通过一个杠杆滑块机构与螺旋角合成机构中的主轴1滑动连接；另一个辅助曲柄滑块机构上的辅助轴16通过另一个杠杆滑块机构与螺旋角合成机构中的连接轴套12滑动连接；这样，两个曲柄滑块机构上各自的辅助轴上下移动就会导致螺旋角合成机构中主轴1、连接轴套12的相应上下移动。主曲柄滑块机构由齿轮21、主曲柄盘5、带框架的辅助轴4、偏心滑块6和偏心轴7组成；辅助曲柄滑块机构由齿轮21、辅助曲柄盘13、带框架的辅助轴16、偏心滑块14和偏心轴15组成。调整偏心轴的位置可改变带框架辅助轴4和16上下移动的行程和速度。两个曲柄滑块机构分别与两个杠杆滑块机构相连，每一杠杆滑块机构都由两个滑块和一根杠杆组成，两个滑块分别安装在杠杆的两端，且两杠杆滑块机构的杠杆比必须相同，即CD／BC＝C1D1／B1C1。两杠杆滑块机构通过滑块2和17分别与螺旋角合成机构中的主轴1和连接轴套12相连，螺旋角合成机构由刀架分度蜗轮3，固定螺旋导轨10、活动螺旋导轨9、直导轨23、主轴1、连接轴套12和静压系统组成，活动螺旋导轨外表面上的螺旋花键与固定螺旋导轨内表面上的螺旋花键槽相啮合，活动螺旋导轨内表面上的直导轨花键槽与直导轨外表面上的花键相啮合，活动螺旋导轨9与连接轴套12连为一体，直导轨23固定在主轴1上，主轴1的下端安装刀具，主轴1与连接轴套12安置在同一条轴线上，刀架分度蜗轮8与固定螺旋导轨10连为一体。静压系统有两组，其中一组由节流器11、进油孔25、固定螺旋导轨内表面与活动螺旋导轨外表面之间形成的静压腔26组成，八个竖直的进油孔均匀分布在固定螺旋导轨10中，这些进油孔连通节流器和固定螺旋导轨内表面上的静压腔26；另一组由旋转接头20、节流器19、活动螺旋导轨内表面与直导轨外表面之间形成的静压腔27组成，八个竖直进油孔均匀分布在连接轴套12和活动螺旋导轨9中，这些进油孔连通节流器19和静压腔27，进油管通过旋转接头20与节流器19相通，压力油分别通过16个节流器和16个进油孔到达两个静压腔，使活动螺旋导轨及主轴上直导轨在压力油的作用下处于悬浮状态，不受外力干扰，可消除导轨间隙对传动精度的影响。本技术比美国专利优越的关键在于将曲柄连杆滑块机构改为曲柄滑块机构加杠杆滑块机构，这一改动可从理论上消除螺旋线误差。将附图3所示的机构简化为附图5，当主曲柄盘5转动时，固定在其上的偏心滑块A以R为半径绕中心O旋转，带框架的辅助轴4产生往复直线运动，经滑块B，杠杆3，滑块D使主轴1产生往复直线运动，当滑块A转过角度θ时，辅助轴4垂直移动H1，主轴垂直移动H，其关系式为H＝H1·CD／BC＝(R－R·｜COSθ｜)·CD／BC＝R(1－｜COSθ｜)·CD／BC同理，设驱动活动螺旋导轨垂直移动的辅助曲柄盘半径为r，活动螺旋导轨的垂直位移为h，由于杠杆比CD／BC＝C1D1／B1C1，则h＝r(1－｜COSθ′｜)·C1D1／B1C1＝r(1－｜cosθ′｜)·CD／BC当取θ′＝θ或者θ′＝θ＋180°时h／H＝r·(1－｜cosθ｜)·CD／BC／［R·(1－｜COSθ｜)·CD／BC］＝r／R＝C(常数)因此，当主、辅曲柄盘在同一相位或相位角相差180°时，其活动螺旋导轨的垂直位移与主轴的垂直位移之比为常数，即为主、辅曲柄盘半径之比。对于一条标准螺旋线来说，它的垂直位移与其转角之比为一常数。所以只要将活动螺旋导轨的螺旋花键做成标准的螺旋线，就能保证活动螺旋导轨的垂直位移与其转角之比为一常数，因为h／H＝C(常数)，所以主轴的垂直位移与主轴的转角之比也为常数，因此可使主轴的运动合成为标准的螺旋运动。前述螺旋角计算公式β＝tg－1(π·df／T·h／本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种插齿机插斜齿螺旋角调整机构，其特征在于：它由一个螺旋角合成机构，两个曲柄滑块机构和两个杠杆滑块机构组成，其中一个主曲柄滑块机构上的辅助轴４通过一个杠杆滑块机构与螺旋角合成机构中的主轴１滑动连接；另一个辅助曲柄滑块机构上的辅助轴１６通过另一个杠杆滑块机构与螺旋角合成机构中的连接轴套１２滑动连接；这样，两个曲柄滑块机构上各自的辅助轴上下移动就会导致螺旋角合成机构中主轴１、连接轴套１２的相应上下移动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：王秉钧，
申请(专利权)人：南京第二机床厂，
类型：实用新型
国别省市：32[中国|江苏]