一种齿轮轧制强制分齿机构

摘要

本发明设计一种齿轮轧制强制分齿机构，主要解决大模数齿轮滚轧难以分齿、轧轮寿命及加工效率低等问题。本发明机构由导轨(1)、后滑座(2)、调节杆(3)、顶尖(4)、芯棒(5)、齿坯(6)、螺母(7)、卡盘(8)、行星减速器(9)、固定架(10)、伺服电机(11)、摆动座(12)、前滑座(13)、轴向进给液压缸(14)、编码器I(15)、左主轴(16)、编码器II(17)、右主轴(18)、右径向进给液压缸(19)、右轧轮支座(20)、右轧轮(21)、控制器(22)、编码器III(23)、左轧轮(24)、左轧轮支座(25)及左径向进给液压缸(26)组成。行星减速器(9)、伺服电机(11)与固定架(10)是通过螺栓联接，固定架(10)与摆动座(12)也是通过螺栓联接固定。根据给定传动比关系控制齿坯转速，实现齿轮轧制的强制分齿。本发明不但能对大模数齿轮快速分齿，而且也能避免乱齿、多齿或少齿现象发生，提高轧轮寿命和加工效率。

权利要求

1.一种齿轮轧制强制分齿机构，其特征是：包括齿坯装夹系统、轧轮运动系统、强制分齿系统和轴向进给系统；所述齿坯装夹系统包括芯棒(5)、齿坯(6)及螺母(7)；芯棒(5)将多个齿坯(6)串接且用螺母(7)锁紧；所述轧轮运动系统包括左主轴(16)、右主轴(18)、左径向进给液压缸(26)、右径向进给液压缸(19)、左轧轮支座(25)、右轧轮支座(20)、左轧轮(24)和右轧轮(21)；左径向进给液压缸(26)推动左轧轮支座(25)和左轧轮(24)到达轧制位置；

同时，右径向进给液压缸(19)推动右轧轮支座(20)和右轧轮(21)到达轧制位置；左主轴(16)和右主轴(18)分别带动左轧轮(24)和右轧轮(21)旋转；所述强制分齿系统包括卡盘(8)、行星减速器(9)、固定架(10)、伺服电机(11)、编码器I(15)、编码器II(17)、控制器(22)及编码器III(23)；顶尖(4)和卡盘(8)将芯棒(5)固定，使齿坯装夹系统与强制分齿系统一同旋转；编码器I(15)与左主轴(16)，编码器II(17)与右主轴(18)相连以检测其转速，控制器(22)再按给定传动比关系控制伺服电机(11)的转速，编码器III(23)和控制器(22)实现伺服电机(11)的闭环控制；行星减速器(9)、伺服电机(11)与固定架(10)采用螺栓联接；所述轴向进给系统包括导轨(1)、后滑座(2)、调节杆(3)、顶尖(4)、摆动座(12)、前滑座(13)及轴向进给液压缸(14)；固定架(10)与摆动座(12)通过螺栓联接；轴向进给液压缸(14)推动齿坯装夹系统和强制分齿系统在导轨(1)上轴向滑动，齿坯(6)完全穿过左轧轮(24)和右轧轮(21)时，完成轴向轧制。

说明书

一种齿轮轧制强制分齿机构

技术领域

[0001] 本发明属于齿轮成形技术领域，涉及一种齿轮轧制强制分齿机构。

背景技术

[0002] 齿轮滚轧成形是一种将金属锻造技术和轧制相结合的新型齿轮无切削精密成形技术。该成形方法具有渐进成形的特点，所需成形力相对较小，而且一对轧轮可轧制模数相同、齿数和变位系数不同的齿轮，具有一定的柔性制造能力。

[0003] 轧制过程中对齿坯正确分齿是整个滚轧过程至关重要环节，而现有主要采用自由分齿方式。经过分析发现，大模数齿轮滚轧时，等体积和等弦长原则所计算得到的齿坯尺寸难以统一。因此，自由分齿不适用于大模数齿轮滚轧成形过程。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于克服上述不足，提供一种齿轮轧制强制分齿机构，可保证齿坯快速而正确的分齿，避免乱齿、多齿或少齿等现象发生，大大提高加工效率。

[0005] 本发明是这样实现的：本发明所提出的齿轮轧制强制分齿机构如图1和图2所示，由导轨1、后滑座2、调节杆3、顶尖4、芯棒5、齿坯6、螺母7、卡盘8、行星减速器9、固定架10、伺服电机11、摆动座12、前滑座13、轴向进给液压缸14、编码器I 15、左主轴16、编码器II 17、右主轴18、右径向进给液压缸19、右轧轮支座20、右轧轮21、控制器22、编码器III 23、左轧轮24、左轧轮支座25及左径向进给液压缸26组成。行星减速器9、伺服电机11与固定架10是通过螺栓联接，固定架10与摆动座12也是通过螺栓联接固定，芯棒5的固定与运动是利用顶尖4和卡盘8来实现。

[0006] 本发明齿轮轧制强制分齿机构的工作过程：首先，芯棒5将多个齿坯6串接且用螺母7锁紧；顶尖4和卡盘8将芯棒5固定，使齿坯装夹系统与强制分齿系统一同旋转。接着，左径向进给液压缸26推动左轧轮支座25和左轧轮24到达轧制位置；同时，右径向进给液压缸19推动右轧轮支座20和右轧轮21到达轧制位置；左主轴16和右主轴18分别带动左轧轮24和右轧轮21旋转。编码器I 15与左主轴16，编码器II 17与右主轴18相连以检测其转速，控制器22再按给定传动比关系控制伺服电机11的转速，编码器III 23和控制器22实现伺服电机
11的闭环控制。最后，轴向进给液压缸14推动齿坯装夹系统和强制分齿系统在导轨1上轴向滑动，齿坯6完全穿过左轧轮24和右轧轮21时，完成轴向轧制。

[0007] 由于本强制分齿机构是按照轧轮与齿坯的传动比来控制其转速，轧轮的每一个齿顶圆弧与齿坯凹槽能同时到位，避免了自由分齿时齿痕滑移、乱齿、多齿或少齿现象的发生，因此，本发明的优点及积极效果如下：

[0008] (1)避免了大模数齿轮滚轧时，自由分齿需多次调试现象的出现，加工效率明显提高；

[0009] (2)避免因乱齿、多齿或少齿而导致轧轮齿形断裂等现象的发生，提高了轧轮寿命；

[0010] (3)能够轧制出任意变位齿轮。

附图说明

[0011] 图1是齿轮轧制强制分齿机构结构图

[0012] 其中，1—导轨，2—后滑座，3—调节杆，4—顶尖，5—芯棒，6—齿坯，7—螺母，8—卡盘，9—行星减速器，10—固定架，11—伺服电机，12—摆动座，13—前滑座，14—轴向进给液压缸

[0013] 图2是齿轮轧制强制分齿机构俯视图

[0014] 其中，15—编码器I，16—左主轴，17—编码器II，18—右主轴，19—右径向进给液压缸，20—右轧轮支座，21—右轧轮，22—控制器，23—编码器III，24—左轧轮，25—左轧轮支座，26—左径向进给液压缸

具体实施方式

[0015] 为了使本发明的上述目的、特征和优点能够更清楚表达，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细说明。

[0016] 本发明所提出的齿轮轧制强制分齿机构结构如图1和图2所示，主要由齿坯装夹系统、轧轮运动系统、强制分齿系统和轴向进给系统组成。

[0017] 所述齿坯装夹系统主要包括芯棒5、齿坯6及螺母7。芯棒5将多个齿坯6串接且用螺母7锁紧。

[0018] 所述轧轮运动系统主要包括左主轴16、右主轴18、左径向进给液压缸26、右径向进给液压缸19、左轧轮支座25、右轧轮支座20、左轧轮24和右轧轮21。左径向进给液压缸26推动左轧轮支座25和左轧轮24到达轧制位置；同时，右径向进给液压缸19推动右轧轮支座20和右轧轮21到达轧制位置；左主轴16和右主轴18分别带动左轧轮24和右轧轮21旋转。

[0019] 所述强制分齿系统主要包括卡盘8、行星减速器9、固定架10、伺服电机11、编码器I 15、编码器II 17、编码器III 23及控制器22。顶尖4和卡盘8将芯棒5固定，使齿坯装夹系统与强制分齿系统一同旋转；编码器I 15与左主轴16，编码器II 17与右主轴18相连以检测其转速，控制器22再按给定传动比关系控制伺服电机11的转速，编码器III 23和控制器22实现伺服电机11的闭环控制；行星减速器9、伺服电机11与固定架10采用螺栓联接。

[0020] 所述轴向进给系统主要包括导轨1、后滑座2、调节杆3、顶尖4、摆动座12、前滑座13及轴向进给液压缸14。固定架10与摆动座12通过螺栓联接；轴向进给液压缸14推动齿坯装夹系统和强制分齿系统在导轨1上轴向滑动，齿坯6完全穿过左轧轮24和右轧轮21时，完成轴向轧制。

[0021] 其实施过程如下：首先，芯棒5将多个齿坯6串接且用螺母7锁紧；顶尖4和卡盘8将芯棒5固定，使齿坯装夹系统与强制分齿系统一同旋转。接着，左径向进给液压缸26推动左轧轮支座25和左轧轮24到达轧制位置；同时，右径向进给液压缸19推动右轧轮支座20 和右轧轮21到达轧制位置；左主轴16和右主轴18分别带动左轧轮24和右轧轮21旋转。编码器I 15与左主轴16，编码器II 17与右主轴18相连以检测其转速，控制器22再按给定传动比关系控制伺服电机11的转速，编码器III 23和控制器22实现伺服电机11的闭环控制。最后，轴向进给液压缸14推动齿坯装夹系统和强制分齿系统在导轨1上轴向滑动，齿坯6完全穿过左轧轮24和右轧轮21时，完成轴向轧制。

[0022] 需要进一步说明的是，本发明实例提供的齿轮轧制强制分齿机构不局限于具体尺寸、结构形式，可以根据理论研究和实际生产需要进行改变。以上所述，仅是本发明的一个实例而已，不是对本发明作任何限制。任何熟悉本领域的技术人员，可以根据上述原理，对本发明进行修改或结构变化产生等效实例；因此，任何未脱离本发明所采用的原理和技术方案的结构，均属于本发明保护范围之内。