CN104384817A - 参数可调式圆弧齿条传动的自动跑合装置 - Google Patents

参数可调式圆弧齿条传动的自动跑合装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开的参数可调式圆弧齿条传动的自动跑合装置,包括台架,台架上设置有液压柜,液压柜的一侧上下并排设置有驱动机构和加载机构;沿台架的竖向设置有中心距调节机构,中心距调节机构的上部通过转轴连接有齿条摆动机构,驱动机构的一端从齿条摆动机构的内部穿过,加载机构的一端位于齿条摆动机构的外侧,驱动机构以及加载机构的延伸方向分别与齿条摆动机构的摆动方向垂直。该装置能够自动调节传动中心距以适应一定尺寸范围内不同规格的圆弧齿条传动的跑合,并且能够有效提高圆弧齿条传动的跑合质量,准确进行加载、加速跑合,跑合质量与跑合效率高,适应范围宽;跑合装置采用工控机控制、液压驱动与加载,自动化程度高。

Description

参数可调式圆弧齿条传动的自动跑合装置
技术领域
本发明属于机械传动设备技术领域,具体涉及一种参数可调式圆弧齿条传动的自动跑合装置。
背景技术
齿轮齿条传动是机械传动中常用的传动方式之一,而圆弧齿条则常用于传动扭矩较大、具有一定摆角的传动装置,一般情况下,使用之前需要用润滑剂,在圆弧齿条空载或逐渐加载、加速的条件下进行运转,也就是齿条的跑合,跑合的目的是逐渐磨掉啮合表面的不平度凸峰,增大两接触表面的实际接触面积,从而使啮合表面保持最适宜的间隙和最佳的经济效益。跑合的质量对传动工作性能有较大的影响,同时跑合效率与自动化程度也是跑合过程重要的考核指标。
目前圆弧齿条传动要么不经过跑合直接装机使用,要么采用简易跑合装置进行跑合,达不到跑合目的,影响圆弧齿条传动装置的使用性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种参数可调式圆弧齿条传动的自动跑合装置,能够自动调节传动中心距以适应一定尺寸范围内不同规格的圆弧齿条传动的跑合,并且能够有效提高圆弧齿条传动的跑合质量。
本发明所采用的技术方案是:参数可调式圆弧齿条传动的自动跑合装置,包括台架,台架上设置有液压柜,液压柜的一侧上下并排设置有驱动机构和加载机构;沿台架的竖向设置有中心距调节机构,中心距调节机构的上部通过转轴连接有齿条摆动机构,驱动机构的一端从齿条摆动机构的内部穿过,加载机构的一端位于齿条摆动机构的外侧,驱动机构以及加载机构的延伸方向分别与齿条摆动机构的摆动方向垂直。
本发明的特点还在于,
台架包括底座,底座上设置有L形的安装座,沿安装座的横向分别设置有驱动机构安装位和加载机构安装位;沿安装座的竖向设置有摆臂槽,摆臂槽的上方设置有用于连接中心距调节机构的通孔以及顶面。
中心距调节机构包括支座以及竖直穿过支座的丝杠轴,支座的上端面分别设置有伺服电机和蜗轮蜗杆减速电机,蜗杆减速电机与丝杠轴连接;支座的下端面并且平行于丝杠轴设置有直线导轨;丝杠轴上并且位于支座的下方通过螺母连接有摆臂座;摆臂座下端连接有滑座,滑轨套合于第一直线导轨上;第一直线导轨的一侧平行设置有光栅尺,摆臂座的中部并且垂直于丝杠轴设置有摆臂销轴;齿条摆动机构的顶端与摆臂座活动连接。
齿条摆动机构包括扇形的外框,外框由两条张开角度α的摆臂以及弧形齿条夹具组成,弧形齿条夹具的外侧设置有外齿;外框的中部设置有弧形轨道,摆臂座与外框的顶部活动连接;滑轨嵌套于圆弧形轨道中。
驱动机构包括依次连接的驱动液压马达、第一联轴器、驱动减速机、第二联轴器、第一扭矩传感器、角度编码器、固定轴承座、滑动轴承座以及第二直线导轨,安装在驱动机构上的被跑合齿轮与安装在齿条摆动机构上的被跑合圆弧齿条啮合,驱动齿条摆动机构运动。
加载机构包括依次连接的加载液压马达,第三联轴器、加载减速机、第四联轴器、第二扭矩传感器、第五联轴器以及双孔轴承座,双孔轴承座的上下两个轴上分别套合有惰轮和加载齿轮,惰轮与齿条摆动机构的弧形齿条夹具的外齿啮合,将复杂施加在被跑合圆弧齿条和被跑合齿轮上。
本发明的有益效果是:本发明的参数可调式圆弧齿条传动的自动跑合装置,能够准确进行加载、加速跑合,跑合质量与跑合效率高,适应范围宽;跑合装置采用工控机控制、液压驱动与加载,自动化程度高。
附图说明
图1是本发明参数可调式圆弧齿条传动的自动跑合装置的结构示意图;
图2是图1的侧视图;
图3是本发明参数可调式圆弧齿条传动的自动跑合装置中台架的结构示意图;
图4是本发明参数可调式圆弧齿条传动的自动跑合装置中中心距调节机构的结构示意图;
图5是图4的侧视图;
图6是本发明参数可调式圆弧齿条传动的自动跑合装置中齿条摆动机构的结构示意图;
图7是本发明参数可调式圆弧齿条传动的自动跑合装置中驱动机构的结构示意图;
图8是本发明参数可调式圆弧齿条传动的自动跑合装置中加载机构的结构示意图;
图9是本发明参数可调式圆弧齿条传动的自动跑合装置的使用状态图;
图中,1.台架,2.中心距调节机构,3.齿条摆动机构,4.液压柜,5.驱动机构,6.加载机构,7.被跑合圆弧齿条,8.被跑合齿轮;
101.底座,102.安装座,103.摆臂槽,104.通孔,105.顶面,106.驱动机构安装位,107.加载机构安装位;
201.支座,202.伺服电机,203.蜗轮蜗杆减速电机,204.丝杠轴,205.螺母,206.摆臂座,207.滑轨,208.光栅尺,209.摆臂销轴,210.第一直线导轨;
301.外框,302.弧形轨道,303.摆臂,304.弧形齿条夹具,305.外齿;
501.驱动液压马达,502.第一联轴器,503.驱动减速机,504.第二联轴器,505.第一扭矩传感器,506.角度编码器,507.固定轴承座,508.滑动轴承座,509.第二直线导轨;
601.加载液压马达,602.第三联轴器,603.加载减速机,604.第四联轴器,605.第二扭矩传感器,606.第五联轴器,607.双孔轴承座,608.惰轮,609.加载齿轮。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明提供了一种参数可调式圆弧齿条传动的自动跑合装置,如图1和图2所示,包括台架1,台架1上设置有液压柜4,液压柜4的一侧上下并排设置有驱动机构5和加载机构6;沿台架1的竖向设置有中心距调节机构2,中心距调节机构2的上部通过转轴连接有齿条摆动机构3,驱动机构5的一端从齿条摆动机构3的内部穿过,加载机构6的一端位于齿条摆动机构3的外侧,驱动机构5以及加载机构6的延伸方向分别与齿条摆动机构3的摆动方向垂直。
如图3所示,台架1包括底座101,底座101上设置有L形的安装座102,沿安装座102的横向分别设置有驱动机构安装位106和加载机构安装位107;沿安装座102的竖向设置有摆臂槽103,摆臂槽103的上方设置有用于连接中心距调节机构2的通孔104以及顶面105。
如图4和图5所示,中心距调节机构2包括支座201以及竖直穿过支座201的丝杠轴204,支座201的上端面分别设置有伺服电机202和蜗轮蜗杆减速电机203,蜗杆减速电机203与丝杠轴204连接;支座201的下端面并且平行于丝杠轴204设置有直线导轨210;丝杠轴204上并且位于支座201的下方通过螺母205连接有摆臂座206;摆臂座206下端连接有滑座207,滑轨207套合于第一直线导轨210上;第一直线导轨210的一侧平行设置有光栅尺208,摆臂座206的中部并且垂直于丝杠轴204设置有摆臂销轴209;齿条摆动机构3的顶端与摆臂座206活动连接。
如图6所示,齿条摆动机构3包括扇形的外框301,外框301由两条张开角度α的摆臂303以及弧形齿条夹具304组成,弧形齿条夹具304的外侧设置有外齿305;外框301的中部设置有弧形轨道302,摆臂座206与外框301的顶部活动连接;滑轨207嵌套于圆弧形轨道302中。
如图7所示,驱动机构5包括依次连接的驱动液压马达501、第一联轴器502、驱动减速机503、第二联轴器504、第一扭矩传感器505、角度编码器506、固定轴承座507、滑动轴承座508以及第二直线导轨509,安装在驱动机构5上的被跑合齿轮8与安装在齿条摆动机构3上的被跑合圆弧齿条7啮合,驱动齿条摆动机构3运动。
如图8所示,加载机构6包括依次连接的加载液压马达601,第三联轴器602、加载减速机603、第四联轴器604、第二扭矩传感器605、第五联轴器606以及双孔轴承座607,双孔轴承座607的上下两个轴上分别套合有惰轮608和加载齿轮609,惰轮608与齿条摆动机构3的弧形齿条夹具304的外齿305啮合,将复杂施加在被跑合圆弧齿条7和被跑合齿轮8上。
使用方法如下:
第一步,调节中心距
设定被跑合圆弧齿条7与被跑合齿轮8啮合的中心距数值及其控制公差数值,进行自动调节中心距,伺服电机202带动蜗轮蜗杆减速机203回转,蜗轮蜗杆减速机203带动丝杠轴204回转,螺母205移动,从而带动齿条摆动机构3上下移动,并通过光栅尺208检测实际移动量,实现被跑合圆弧齿条7与被跑合齿轮8啮合中心距的自动准确调节;
第二步,安装被跑合圆弧齿条
根据被跑合圆弧齿条7的规格选择相应的弧形齿条夹具304,再将被跑合圆弧齿条7装夹在弧形齿条夹具304内侧,并夹紧;
第三步,安装被跑合齿轮
松开滑动轴承座508并将滑动轴承座508沿着第二直线导轨509向右滑动,将被跑合齿轮8的左侧通过固定轴承座507与角度编码器506连接,然后推动滑动轴承座508沿第二直线导轨509向左滑动,直至滑动轴承座508与被跑合齿轮8的右侧连接,并且被跑合圆弧齿条7与被跑合齿轮8达到全齿宽啮合,最后固定滑动轴承座508;
第四步,跑合
启动本发明的参数可调式圆弧齿条传动的自动跑合装置,设定转速、扭矩、跑合次数等跑合参数,驱动机构5按照输入的转速运转,带动被跑合齿轮8转动,被跑合齿轮8带动被跑合圆弧齿条7摆动,从而带动齿条摆动机构3摆动;加载机构6按照输入的扭矩进行加载,扭矩载荷通过加载液压马达601、加载减速机603、惰轮608和加载齿轮609、加载到被跑合圆弧齿条7上,从而按照输入的跑合条件自动完成跑合过程。
跑合次数一般为800~1200次,经过跑合,被跑合圆弧齿条7和被跑合齿轮8表面的不平度凸峰基本被磨掉,齿面啮合接触斑点显著增大,齿面耐磨性通过压应力硬化显著提高,对跑合之后的圆弧齿条相关数据进行测试,结果如下:跑合噪音由原来的70分贝以上改善为不大于60分贝;齿面啮合接触斑点由原先的50%左右改善为80%左右;由以上数据可以看出,经过本发明的自动跑合装置的跑合,圆弧齿条的跑合质量得到明显改善,跑合的平稳性提升明显,跑合噪音基本消除。
通过上述方式,本发明的参数可调式圆弧齿条传动的自动跑合装置,能够自动调节传动中心距以适应一定尺寸范围内不同规格的圆弧齿条传动的跑合,并且能够有效提高圆弧齿条传动的跑合质量。该装置能够准确进行加载、加速跑合,跑合质量与跑合效率高,适应范围宽;跑合装置采用工控机控制、液压驱动与加载,自动化程度高。

Claims (6)

1.参数可调式圆弧齿条传动的自动跑合装置,其特征在于,包括台架(1),所述台架(1)上设置有液压柜(4),所述液压柜(4)的一侧上下并排设置有驱动机构(5)和加载机构(6);沿所述台架(1)的竖向设置有中心距调节机构(2),所述中心距调节机构(2)的上部通过转轴连接有齿条摆动机构(3),所述驱动机构(5)的一端从所述齿条摆动机构(3)的内部穿过,所述加载机构(6)的一端位于所述齿条摆动机构(3)的外侧,所述驱动机构(5)以及所述加载机构(6)的延伸方向分别与所述齿条摆动机构(3)的摆动方向垂直。
2.如权利1所述的参数可调式圆弧齿条传动的自动跑合装置,其特征在于,所述的台架(1)包括底座(101),所述底座(101)上设置有L形的安装座(102),沿所述安装座(102)的横向分别设置有驱动机构安装位(106)和加载机构安装位(107);沿所述安装座(102)的竖向设置有摆臂槽(103),所述摆臂槽(103)的上方设置有用于连接所述中心距调节机构(2)的通孔(104)以及顶面(105)。
3.如权利要求2所述的参数可调式圆弧齿条传动的自动跑合装置,其特征在于,所述的中心距调节机构(2)包括支座(201)以及竖直穿过所述支座(201)的丝杠轴(204),所述支座(201)的上端面分别设置有伺服电机(202)和蜗轮蜗杆减速电机(203),所述蜗杆减速电机(203)与所述的丝杠轴(204)连接;所述支座(201)的下端面并且平行于所述丝杠轴(204)设置有第一直线导轨(210);所述丝杠轴(204)上并且位于所述支座(201)的下方通过螺母(205)连接有摆臂座(206);所述的摆臂座(206)下端连接有滑座(207),所述滑轨(207)套合于所述第一直线导轨(210)上;所述第一直线导轨(210)的一侧平行设置有光栅尺(208),所述摆臂座(206)的中部并且垂直于所述丝杠轴(204)设置有摆臂销轴(209);所述齿条摆动机构(3)的顶端与所述摆臂座(206)活动连接。
4.如权利要求3所述的参数可调式圆弧齿条传动的自动跑合装置,其特征在于,所述齿条摆动机构(3)包括扇形的外框(301),所述外框(301)由两条张开角度α的摆臂(303)以及弧形齿条夹具(304)组成,所述弧形齿条夹具(304)的外侧设置有外齿(305);所述外框(301)的中部设置有弧形轨道(302),所述摆臂座(206)与所述外框(301)的顶部活动连接;所述滑轨(207)嵌套于所述圆弧形轨道(302)中。
5.如权利要求1~4所述的参数可调式圆弧齿条传动的自动跑合装置,其特征在于,所述的驱动机构(5)包括依次连接的驱动液压马达(501)、第一联轴器(502)、驱动减速机(503)、第二联轴器(504)、第一扭矩传感器(505)、角度编码器(506)、固定轴承座(507)、滑动轴承座(508)以及第二直线导轨(509),所述齿条摆动机构(3)位于所述固定轴承座(507)、滑动轴承座(508)之间。
6.如权利要求1~4任意一项所述的参数可调式圆弧齿条传动的自动跑合装置,其特征在于,所述的加载机构(6)包括依次连接的加载液压马达(601),第三联轴器(602)、加载减速机(603)、第四联轴器(604)、第二扭矩传感器(605)、第五联轴器(606)以及双孔轴承座(607),所述双孔轴承座(607)的上下两个轴上分别套合有惰轮(608)和加载齿轮(609),所述惰轮(609)与齿条摆动机构(3)啮合。
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