CN1103261C - 一种椭圆齿轮插齿机及用于加工椭圆齿轮的方法 - Google Patents

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一种椭圆齿轮插齿机，包括插头、床身、工作台、挂轮组、驱动齿轮插刀作范成运动的机构，变速机构和传动轴及与其相连的齿轮，工作台与传动机构相连，它的工作台为双偏心套结构，驱动齿轮插刀作范成运动的机构采用渐开线少齿差行星传动，使用该机床加工零件时，被加工工件的椭圆轮坯的长轴和短轴装卡的位置应与椭圆齿轮的长轴和短轴相位一致，并应按需要调整挂轮，采用这种机床加工椭圆齿轮具有加工方便、成本低的特点。

Description

一种椭圆齿轮插齿机及用于加工椭圆齿轮的方法
本发明属于机械加工设备，尤其涉及加工椭圆形齿轮的设备，同时还涉及用该设备加工椭圆齿轮的方法。
目前国内外加工椭圆齿轮较先进的设备是采用数控铣齿或数控插齿，这种加工设备价格昂贵，加工成本高。
本发明的目的是提供一种价格较低廉，使用方便的椭圆齿轮加工设备，同时提供用该设备加工椭圆齿轮的方法。
本发明的目的是采用以下技术方案实现的。
一种椭圆齿轮插齿机，包括插头、床身、工作台、挂轮组、驱动齿轮插刀作范成运动的机构，变速机构和传动轴及与其相连的齿轮，工作台与传动机构相连，工作台为双偏心套结构，工件安装轴与外偏心套中心线之间的距离，大于等于内外两偏心套中心线之间距离与工件安装轴的中心线与内偏心套的中心线之间距离之差，小于等于内外两偏心套中心线之间距离与工件安装轴的中心线与内偏心套的中心线之间距离的和；驱动齿轮插刀作范成运动的机构采用渐开线少齿差行星传动；并使该传动机构的系杆与行星轮的速比为2∶1，外偏心套与系杆的角速度相等；行星轮上固装有椭圆齿轮，行星轮与内齿轮相啮合，两者中心线的距离等于椭圆齿轮长半轴与短半轴差的1/2。
工作台的工件安装轴外装有内偏心套，内偏心套外为外偏心套，工件安装轴固装在十字滑块联轴器的一端上，该联轴器的另一端与传动轴固联，传动轴中心线与外偏心套的中心线重合。
在渐开线少齿差行星传动中：系杆与行星轴相连，行星轮装在行星轴上，与行星轮相啮合的内齿轮固装在套在系杆外的系杆套的一端，固装在系杆套上的齿轮与装在动力输入轴上的一个齿轮相啮合，固装在系杆上的齿轮与装在动力输入轴上的另一个齿轮相啮合；固装有系杆的齿轮与它相啮合的齿轮齿数相等，装在动力输入轴上的一对伞齿轮，彼此齿数相等，装在外偏心套上的齿轮与它相啮合的齿轮齿数相等；刀杆轴上所装齿轮通过传动齿轮及挂轮组与椭圆齿轮相连。
动力输入轴的一端为花键轴。
利用这种插齿机加工齿轮的方法，应使被加工工件的椭圆轮坯的长轴和短轴装卡的位置应与椭圆齿轮的长轴和短轴相位一致；挂轮的调整应达到齿轮插刀齿数与工件齿数的比值等于固装在传动轴上的齿轮的齿数与椭圆齿轮相啮合的齿轮的齿数及与上述两轮不在同一轴且不与椭圆齿轮相啮合的中间挂轮的齿数三者的乘积与分别同上述三个齿轮相啮合的齿轮的齿数之积的比值。
这种椭圆齿轮插齿机仅对现有的插齿机的范成运动链和工件装卡结构做了一些改变，比起数控插齿机，价格要低很多，本设备可以加工不同齿数和模数的椭圆齿轮，因此使用很方便，并且使产品加工成本大大降低。
下面结合附图与实施例做进一步说明：
图1为本发明结构示意图。
实施例：本椭圆齿轮插齿机采用Y5132相类同的床身及驱使它们动作的液压传动机构，但在这种驱动工作台进退的液压油缸上部有一组起动力传动作用的齿轮组，齿轮组中有固装在动力输入轴h1上的伞齿轮z8和与它相啮合的伞齿轮z10，伞齿轮z10中心固装有锥齿轮轴h2，该轴上固装有齿轮z11和齿轮z11’，齿轮z11与齿轮z12相啮合，齿轮z12中心固装有传动轴h3，传动轴h3上固装有联轴器5，联轴器5为十字滑块联轴器，工件安装轴8固装在十字滑块联轴器的一端，该联轴器的另一端与传动轴h3固联，工作台为双偏心结构，工作台中的工件安装轴8固装在联轴器5上，工件安装轴的中心线为MN，工件安装轴8外装有内偏心套7，内偏心套7的中心线M’N’距工件安装轴8的中心线MN的距离为e2，内偏心套7外装有外偏心套6，其中心线为M”N”，传动轴h3的中心线与外偏心套6的中心线M”N”相重合。两偏心套的中心线相距e1，工件安装轴8的中心线MN与外偏心套6的中心线M”N”相距为E；则：e1-e2≤E≤e1+e2，外偏心套6外固装有齿轮z13，齿轮z13与齿轮z11’相啮合。这组动力传动机构中齿轮z13与齿轮z11’齿数相等，齿轮z10和齿轮z8齿数相等。
动力输入轴h1固装在动力传动机构中大皮带轮4的中心，大皮带轮4由传动带3和小皮带轮2与调速电机1相连；驱动齿轮插刀作范成运动的机构采用渐开线少齿差行星传动，在动力输入轴h1上固装有左右两个齿轮，左齿轮z3’与装有系杆h6的齿轮z4相啮合，且两者齿数相等，右齿轮z3与装在系杆套h7上的齿轮z2’相啮合，系杆套h7的另一端装有内齿轮z2，与系杆h6相连的行星轴h8上套装有行星轮z1，行星轮z1与内齿轮z2相啮合，行星轮z1的另一端固装有椭圆齿轮z5，行星轴h8与中心轴h6两者中心线之间的距离为OH，OH等于椭圆齿轮z5的长半轴与其短半轴之差的1/2；与椭圆齿轮z5相啮合的为挂轮组中的挂轮A，挂轮A装在轴h9上，轴h9上还装有挂轮B，挂轮B与挂轮C相啮合，挂轮D与挂轮C装在同一挂轮轴h10上，挂轮D与齿轮z7均与它们之间的惰轮Q相啮合，通过与齿轮z7固联在一起的传动轴h11上所装的伞齿轮z15及与它相啮合的伞齿轮z16及固装在伞齿轮z16上的中间轴h12和齿轮z18将动力传递给与齿轮z18相啮合的齿轮z17，使其做变速运动，齿轮z17固装在装在插头上的刀杆轴套11的外边，齿轮插刀z14装在刀杆轴10上，这样使得装在刀杆轴套11外的齿轮z17通过与其相啮合的齿轮z18及挂轮组等与椭圆齿轮z5相连。该设备中刀杆的上、下运动由另一组动力设备带动，其传动形式与现有的Y5132型插齿机类同。挂轮A、B、C、D的齿数根据被加工齿轮的齿数改变而改变。
在本设备中，动力输入轴1的一端为花键轴，以适应工作台前后位置的改变。
本设备的使用方法为：将需加工的椭圆轮坯工件9固装在工件轴8上，并使需要加工的椭圆轮坯9的长半轴或短半轴所装位置与椭圆齿轮z5的长半轴或短半轴相位一致；为保证工件9与椭圆齿轮z5的角速度相同，并使齿轮插刀z14的转动方向与工件9的方向相反，为此在加工前应先调整挂轮组中的挂轮，使它们的齿数关系为：齿轮插刀齿数与工件齿数的比值等于固装在传动轴上的齿轮的齿数与椭圆齿轮相啮合的齿轮的齿数及与上述两轮不在同一轴且不与椭圆齿轮相啮合的中间挂轮的齿数三者的乘积与分别同上述三个齿轮相啮合的齿轮的齿数之积的比值，即：z14/工件9的齿数＝z7zCzA/z5zDzB，当需加工的工件不同时，只需调整挂轮，选择合适齿数的挂轮，使其达到上面的关系即可。
装配时挂轮A的节圆应与椭圆齿轮z5的节线相切。
在本发明中动力机构除采用调速电机外还可采用普通电机。但采用调速电机时与电机相连的传动结构应为皮带和皮带轮，若采用普通电机时与电机相连的传动结构应为变速箱。

Claims (5)

1、一种椭圆齿轮插齿机，包括插头、床身、工作台、挂轮组、驱动齿轮插刀作范成运动的机构，变速机构和传动轴及与其相连的齿轮，工作台与传动机构相连，其特征在于：工作台为双偏心套结构，工件安装轴与外偏心套中心线之间的距离，大于等于内外两偏心套中心线之间距离与工件安装轴的中心线与内偏心套的中心线之间距离之差，小于等于内外两偏心套中心线之间距离与工件安装轴的中心线与内偏心套的中心线之间距离的和；驱动齿轮插刀作范成运动的机构采用渐开线少齿差行星传动；并使该传动机构的系杆与行星轮的速比为2∶1，外偏心套与系杆的角速度相等；行星轮上固装有椭圆齿轮，行星轮与内齿轮相啮合，两者中心线的距离等于椭圆齿轮长半轴与短半轴差的1/2。
2、根据权利要求1所述的插齿机，其特征在于：工作台的工件安装轴外装有内偏心套，内偏心套外为外偏心套，工件安装轴固装在十字滑块联轴器的一端上，该联轴器的另一端与传动轴固联，传动轴中心线与外偏心套的中心线重合。
3、根据权利要求1或2所述的插齿机，其特征在于：在渐开线少齿差行星传动中：系杆与行星轴相连，行星轮装在行星轴上，与行星轮相啮合的内齿轮固装在套在系杆外的系杆套的一端，固装在系杆套上的齿轮与装在动力输入轴上的一个齿轮相啮合，固装在系杆上的齿轮与装在动力输入轴上的另一个齿轮相啮合；固装有系杆的齿轮与它相啮合的齿轮齿数相等，装在动力输入轴上的一对伞齿轮，彼此齿数相等，装在外偏心套上的齿轮与它相啮合的齿轮齿数相等；刀杆轴上所装齿轮通过传动齿轮及挂轮组与椭圆齿轮相连。
4、根据权利要求1所述的插齿机，其特征在于：动力输入轴的一端为花键轴。
5、一种利用权利要求1所述的插齿机加工齿轮的方法，其特征在于：被加工工件的椭圆轮坯的长轴和短轴装卡的位置应与椭圆齿轮的长轴和短轴相位一致；挂轮的调整应达到齿轮插刀齿数与工件齿数的比值等于固装在传动轴上的齿轮的齿数与椭圆齿轮相啮合的齿轮的齿数及与上述两轮中的任一均不同轴且不与椭圆齿轮相啮合的中间挂轮的齿数三者的乘积与分别同上述三个齿轮相啮合的齿轮的齿数之积的比值。
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