CN108580928B - 用于齿轮的车削装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于齿轮加工领域，具体公开了一种用于齿轮的车削装置，包括加工台和底板，加工台上设有固定台，固定台的左右两端均设有车削刀，固定台固设有转动轴，转动轴穿过加工台，转动轴的顶端设有螺母，转动轴的底部设有花键，转动轴正下方安装有旋转球，旋转球上设有三个直径不同的圆环；圆环在相交点断开，旋转球有三组紧固件，紧固件包括花键套和圆柱套，旋转球前后均设有夹持装置；旋转球下方设有气缸，气缸活塞杆顶端设有与圆柱套相匹配的圆柱体；气缸与夹持装置之间设有活塞缸；旋转球下方设有凸轮；旋转球左端设有转轮，转轮上设有橡胶环，转轮由电机驱动，电机滑动连接于底板上；本发明的目的在于解决一架车床只能加工一种规格齿轮的问题。

Description

用于齿轮的车削装置

技术领域

本发明属于齿轮加工领域，具体公开了一种用于齿轮的车削装置。

背景技术

齿轮是轮缘上有齿能连续咕合传递运动和动力的机械元件，是能互相啃合的有齿的机械零件，大齿轮的直径是小齿轮的直径的一倍。齿轮在传动中的应用很早就出现了，齿轮的生产与加工时工业生产中的重要一环，现在的齿轮加工设备主要采用车床对齿轮毛坯进行车削处理，但一个车床只能加工一种规格的齿轮。

为解决上述问题专利号为CN206981761U公开了一种齿轮面车削装置，包括托板，托板上设有齿轮毛坯固定板，托板上位于齿轮毛坯固定板的两侧设有车刀，齿轮毛坯固定板的底部连接螺杆，螺杆穿过托板，在螺杆上套设多个转动套，各个转动套上均套设工位齿轮，工位齿轮和转动套上设有对应的定位孔，定位孔内插入定位销，工位齿轮包括第一工位齿轮，第二工位齿轮以及第三工位齿轮；螺杆的一侧设有平行的转动杆，转动杆连接旋转电机，转动杆固定有与第二工位齿轮，第二工位齿轮以及第三工位齿轮对应的第一固定齿轮，第二固定齿轮，第三固定齿轮，旋转电机的底部设有滑动板，滑动板的底部连接滑动机构。该方案通过不同规格的工位齿轮来调节齿轮毛坯的加工齿数。

但上述方案需要调整齿轮的技工规格是时，就需要手动拆卸和安装工位齿轮，影响加工效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于齿轮的车削装置，以解决一架车床只能加工一种规格齿轮的问题。

为解决上述问题，本发明的基本方案为：一种用于齿轮的车削装置，包括加工台和底板，加工台上表面设有固定台，固定台的左右两端均设有车削刀，车削刀固定于第一电机的输出轴上，第一电机固定于第一气缸的活塞杆顶端，固定台固设有转动轴，转动轴穿过加工台向下延伸，转动轴与加工台之间为转动连接，转动轴的顶端设有螺母，转动轴的底部固设有花键，转动轴正下方设有旋转球，旋转球上均匀分布有三个直径不同的圆环；相邻圆环在相交点断开，相交点处竖直向下20~30厘米处形成夹持区域；旋转球外壁设有三组均匀分布的紧固件，紧固件均位于相邻的圆环夹角的正中位置，紧固件包括花键套和圆柱套，圆柱套均位于旋转球的同一侧面；夹持区域均正对设置有夹持装置，夹持装置内滑动连接有活塞板，活塞板与夹持装置的内壁固定连接有弹簧，活塞板上设有连接杆，夹持装置设有通孔，连接杆穿过通孔朝旋转球方向延伸，连接杆的端部设有夹持杆，夹持杆采用柔性材质制成；旋转球的正下方设有第二气缸，第二气缸的活塞杆顶端设有与圆柱套相匹配的圆柱体；第二气缸与夹持装置之间设有活塞缸，活塞缸的左端与第二气缸连通，活塞缸的右端与夹持装置连通，活塞缸内滑动连接有活动板；旋转球的下方设有支架，支架顶端设有电机，电机的输出轴连接有凸轮；旋转球的左端设有转轮，转轮的外圆周表面上设有橡胶环，橡胶环连接有气囊，转轮的圆心处设有转轴，转轴的正下方设有第二电机，第二电机的输出轴与转轴连接，底板上安装有滑轨，第二电机滑动连接于滑轨上。

本方案的基本原理为：将待车削的齿轮穿过转动轴放置与固定台的上表面，拧紧螺母固定齿轮。

打开第二气缸，第二气缸的活塞杆向下收缩，带动旋转球形向下运动，旋转球外壁上的花键套脱离与转动轴底部花键的连接；此时第二气缸中的气体导入至活塞缸中左区域，左区域的气压增大，导致活塞缸中的活动板，活塞缸右区域的气体受活动板的挤压被导入至夹持装置中，夹持装置的活塞板受到气体的压力向旋转球处滑动，活塞板带动连接杆和夹持杆向旋转球处滑动，活塞板对弹簧施加拉力，弹簧发生形变；当旋转球向下移动至夹持区域时，夹持杆刚好与相交点相抵，此时两端夹持杆将旋转球夹持住，同时凸轮的凸起端与旋转球的外表面相抵，而活塞杆继续带动圆柱体向下移动，直至圆柱体脱离与圆柱套的配合，关闭第二气缸。

打开驱动凸轮的电机，电机驱动凸轮转动，凸轮拨动旋转球，由于夹持杆采用柔性材质制成，夹持杆具有一定的形变量，旋转球转动时夹持杆可以发生一定量的形变，并不会将旋转球完全固定住，阻碍旋转球转动；凸轮拨动旋转球，使旋转球竖直方向转动，直至所需规格的圆环处于水平状态，关闭该电机。

再次启动第二气缸，第二气缸带动活塞杆向上伸长，活塞杆带动圆柱体向上运动，直至圆柱体与圆柱套配合连接，圆柱体将旋转球向上顶；此时第二气缸将活塞缸左区域的气体抽回至第二气缸内，活塞缸左区域内压强减小，活动板停止挤压右区域内的气体，气体停止导入至夹持装置中，夹持装置中的活塞板所受气体的压力也随之减小，活塞板停止对弹簧施加拉力，弹簧开始恢复形变，弹簧拉动活塞板远离旋转球滑动，活塞板带动连接杆和夹持杆向远离旋转球的方向滑动，夹持杆停止夹持旋转球，旋转球在圆柱体的带动向上运动，直至该圆柱套对应的花键套与转动轴底端的花键接触形成花键连接，关闭第二气缸。

滑动第二电机，直至转轮与水平状态下的圆环紧密接触，此时橡胶环受到来自圆环的压力，橡胶环内的气体被挤压至气囊中，橡胶环产生一定的形变，橡胶环的直径变化与圆环的直径相配合；同时启动第二电机，第二电机的输出轴均带动转轴顺时针匀速转动，转轴带动转轮与橡胶环顺时针匀速旋转，橡胶环带动圆环逆时针匀速转动，圆环带动旋转球水平逆时针匀速转动，通过旋转球与转动轴的花键连接，旋转球带动转动轴逆时针匀速转动，转轴带动固定台和固定于固定台上的齿轮逆时针匀速旋转；齿轮匀速旋转的过程中，启动第一气缸和第一电机，车削刀周期性的伸缩，车削刀间断性的对齿轮进行车削。

车削结束后，关闭第一电机和第一气缸，将齿轮取下。

如需加工其他规格的齿轮，则重复上述操作，调整处于水平状态的圆环规格。由于第二电机的转速固定，既橡胶环的角速度不变，而橡胶环的直径受圆环的规格影响变化，角速度不变的情况下，直径越大线速度越快，橡胶环带动圆环的线速度也更快，圆环与齿轮联动，因此齿轮的线速度也越快，车削刀在周期性伸长和收缩不变的情况下所加工出来的齿数越少；即圆环的直径越大，齿轮加工出来的齿数越少。

进一步，固定台与两侧的车削刀之间均设置有电磁铁。车削过程中产生的铁屑热量很高，四处飞溅，容易对工人造成伤害。使用电磁铁的磁性来吸附铁屑，防止滚烫的铁屑四处飞溅。

进一步，螺母的下表面设有橡胶垫。螺母的下表面加设有橡胶垫，防止在固定齿轮的过程中，螺母对齿轮的上表面造成磨损或擦伤。

进一步，橡胶环的外圆周表面上设有一组均匀分布的摩擦块，摩擦块与橡胶环之间为可拆卸连接。

橡胶环上的摩擦块用来增大橡胶环与圆环之间的摩擦力，保障橡胶环转动时可带动圆环转动，避免打滑；且摩擦块与橡胶环之间采用可拆卸的连接方式，在单个摩擦块磨损后便于更换，不需要更换橡胶环和所有的摩擦块，一定程度上节约了资源。

进一步，第二电机的输出轴与转轴螺纹连接。便于维护整个转轮和转轮上的装置。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为图1的左视图；

图3为图2的工作示意图；

图4为转轮的结构示意图。

具体实施方式

说明书附图中的附图标记包括： 加工台1、底板2、 固定台3、 车削刀4、 第一电机41、第一气缸42、转动轴5 、花键套6 、 花键61、 圆柱套62、 圆柱体63、 旋转球7、 圆环8、第二气缸9、 活塞缸10、 活动板101、 凸轮11、 电机12、 第二电机13、 转轮14、橡胶环15 、气囊16、摩擦块17、活塞板18、 弹簧19、 夹持杆20。

实施例基本如附图1所示：一种用于齿轮的车削装置，包括加工台1和底板2，加工台1上方放置有固定台3，固定台3的左右两端均安装有车削刀4，车削刀4安装在第一电机41的输出轴上，第一电机41固定在第一气缸42的活塞杆顶端，固定台3的两端正对安装有两个电磁铁，电磁铁均位于车削刀4与固定台之间；固定台3内设置有转动轴5，转动轴5穿过加工台1向下伸出，转动轴5的顶端安装有螺母，螺母的下表面安装有橡胶垫，转动轴5的底部固定有花键61，转动轴5正下方安装有旋转球7。

旋转球7上均匀分布有三个直径不同的圆环8；相邻圆环8在相交点断开，相交点竖直向下二十厘米处形成夹持区域；旋转球7的外壁安装有三组紧固件，三组紧固件同一经线上均匀分布，紧固件均位于相邻的圆环8夹角的正中位置，每组紧固件包括花键套6和圆柱套62，圆柱套62均位于旋转球7的同一侧面；夹持区域均正对设置有夹持装置，夹持装置内滑动连接有活塞板18，活塞板18与夹持装置的内壁固定连接有弹簧19，活塞板18上固定有垂直于活塞板18的连接杆，夹持装置上开有通孔，连接杆穿过通孔朝旋转球7方向延伸，连接杆的端部安装有夹持杆20，夹持杆20正对夹持区域夹持杆20采用柔性材质制成，例如橡胶，具体结构如图2所示。

旋转球7的正下方设有第二气缸9，第二气缸9的活塞杆顶端安装有与圆柱套62相匹配的圆柱体63；第二气缸9与夹持装置通过活塞缸10连通，活塞缸10内滑动连接有活动板101。

旋转球7的下方安装支架，支架顶端安装有电机12，电机12的输出轴连接有凸轮11，当旋转球7向下移动五厘米时，凸轮11的凸起端可以与旋转球7相抵。

旋转球7的左端安装有水平放置的转轮14，转轮14的外圆周表面上安装有橡胶环15，橡胶环15连接有气囊16，如图4所示；橡胶环15的外圆周表面上安装有若干摩擦块17，摩擦块17在橡胶环15的外圆周表面上均匀分布，转轮14的正中间安装有转轴，转轴的正下方安装有第二电机13，第二电机13的输出轴与转轴螺纹连接，底板2上安装有滑轨，第二电机13滑动连接于滑轨上。

具体实施过程如下：将待车削的齿轮穿过转动轴5放置与固定台3的上表面，拧紧螺母固定齿轮，螺母的下表面安装有橡胶垫，防止在固定齿轮的过程中，螺母对齿轮的上表面造成磨损或擦伤。

打开第二气缸9，第二气缸9的活塞杆向下收缩，带动旋转球7向下运动，第二气缸9中的气体导入至活塞缸10中左区域，左区域的气压增大，导致活塞缸10中的活动板101，活塞缸10右区域的气体受活动板101的挤压被导入至夹持装置中，夹持装置的活塞板18受到气体的压力向旋转球7处滑动，活塞板18带动连接杆和夹持杆20向旋转球7处滑动，活塞板18对弹簧19施加拉力，弹簧19发生形变；当旋转球7向下移动至夹持区域时，夹持杆20刚好与相交点相抵，此时两端夹持杆20将旋转球7夹持住，如图3所示；同时凸轮11的凸起端与旋转球7的外表面相抵，活塞杆带动圆柱体63继续向下移动，直至圆柱体63脱离与圆柱套62的配合，关闭第二气缸9。

打开驱动凸轮11的电机12，电机12驱动凸轮11转动，由于夹持杆20的端部采用橡胶制做而成，夹持杆20具有一定的柔软度，凸轮11拨动旋转球7时，夹持杆20夹持住旋转球7且不会阻止旋转球7转动；凸轮11拨动旋转球7，使旋转球7绕夹持杆转动，直至所需规格的圆环8处于水平状态，关闭电机12。

再次启动第二气缸9，第二气缸9带动活塞杆向上伸长，活塞杆带动圆柱体63向上运动，圆柱体63向上与圆柱套62配合连接，此时第二气缸9将活塞缸10左区域的气体抽回至第二气缸9内，活塞缸10左区域内压强减小，活动板101停止滑动，活塞缸10右区域的气体停止导入至夹持装置中，夹持装置中的活塞板18受到气体的压力也随之减小，活塞板18也停止运动，弹簧19受到活塞板18的拉力也减小，弹簧19开始恢复形变，弹簧19拉动活塞板18远离旋转球7滑动，活塞板18带动连接杆和夹持杆20向远离旋转球7的方向滑动，夹持杆20停止夹持旋转球7，旋转球7在圆柱体63的带动向上运动，直至该圆柱套62对应的花键套6与转动轴5底端的花键61接触形成花键61连接，关闭第二气缸9。

滑动第二电机13，直至转轮14与水平状态下的圆环8紧密接触，此时橡胶环15受到来自圆环8的压力，橡胶环15内的气体被挤压至气囊16中，橡胶环15产生一定的形变，橡胶环15的直径变小与圆环8的直径相配合；橡胶环15上的摩擦块17增大橡胶环15与圆环8之间的摩擦力，保障橡胶环15转动时可匀速带动圆环8转动；同时启动第二电机13和电磁铁，第二电机13的输出轴均带动转轴顺时针匀速转动，转轴带动转轮14与橡胶环15顺时针匀速旋转，橡胶环15带动圆环8逆时针匀速转动，圆环8带动旋转球7水平逆时针匀速转动，通过旋转球7与转动轴5的花键61连接，旋转球7带动转动轴5逆时针匀速转动，转轴带动固定台3和固定于固定台3上的齿轮逆时针匀速旋转；齿轮匀速旋转的过程中，启动第一气缸42和第一电机41，车削刀4周期性的伸缩，车削刀4间断性的对齿轮进行车削。

车削过程中产生的铁屑受到电磁铁的磁性吸引，铁屑被吸附至电磁铁上，防止滚烫的铁屑四处飞溅，对工人造成伤害。

车削结束后，关闭第一电机41和第一气缸42，将齿轮取下，对电磁铁上的铁屑进行后续处理。

如需加工其他规格的齿轮，则重复上述操作，调整处于水平状态的圆环8规格。由于第二电机13的转速固定，既橡胶环15的角速度不变，而橡胶环15的直径受圆环8的规格影响变化，角速度不变的情况下，直径越大线速度越快，橡胶环15带动圆环8的线速度也更快，圆环8与齿轮联动，因此齿轮的线速度也越快，车削刀4在周期性伸长和收缩不变的情况下所加工出来的齿数越少；即圆环8的直径越大，齿轮加工出来的齿数越少。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (4)

1.用于齿轮的车削装置，包括加工台和底板，加工台上表面设有固定台，固定台的左右两端均设有车削刀，车削刀固定于第一电机的输出轴上，第一电机固定于第一气缸的活塞杆顶端，其特征在于：所述固定台固设有转动轴，转动轴穿过加工台向下延伸，转动轴与加工台之间为转动连接，转动轴的顶端设有螺母，转动轴的底部固设有花键，转动轴正下方设有旋转球，旋转球上均匀分布有三个直径不同的圆环；相邻圆环在相交点断开，相交点处竖直向下20~30厘米处形成夹持区域；旋转球外壁设有三组均匀分布的紧固件，紧固件均位于相邻的圆环夹角的正中位置，所述紧固件包括花键套和圆柱套，圆柱套均位于旋转球的同一侧面；所述夹持区域均正对设置有夹持装置，夹持装置内滑动连接有活塞板，活塞板与夹持装置的内壁固定连接有弹簧，活塞板上设有连接杆，夹持装置设有通孔，连接杆穿过通孔朝旋转球方向延伸，连接杆的端部设有夹持杆，夹持杆采用柔性材质制成；旋转球的正下方设有第二气缸，第二气缸的活塞杆顶端设有与圆柱套相匹配的圆柱体；第二气缸与夹持装置之间设有活塞缸，活塞缸的左端与第二气缸连通，活塞缸的右端与夹持装置连通，活塞缸内滑动连接有活动板；旋转球的下方设有支架，支架顶端设有电机，电机的输出轴连接有凸轮；旋转球的左端设有转轮，转轮的外圆周表面上设有橡胶环，橡胶环连接有气囊，转轮的圆心处设有转轴，转轴的正下方设有第二电机，第二电机的输出轴与转轴连接，底板上安装有滑轨，第二电机滑动连接于滑轨上；所述橡胶环的外圆周表面上设有一组均匀分布的摩擦块，摩擦块与橡胶环之间为可拆卸连接。

2.根据权利要求1所述的用于齿轮的车削装置，其特征在于：所述固定台与两侧的车削刀之间均设置有电磁铁。

3.根据权利要求2所述的用于齿轮的车削装置，其特征在于：所述螺母的下表面设有橡胶垫。

4.根据权利要求3所述的用于齿轮的车削装置，其特征在于：所述第二电机的输出轴与转轴螺纹连接。

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