CN111390553A - 一种齿轮轴自动装配设备 - Google Patents

Abstract

本发明属于装配设备技术领域，具体公开了一种齿轮轴自动装配设备，包括控制器、机架以及设置在机架上的定位单元、装配单元、对齿单元和限位单元，定位单元用于对齿轮进行支撑和定心，装配单元位于定位单元的上方，装配单元和定位单元用于对齿轮轴进行定心和夹紧；对齿单元用于对齿轮和齿轮轴进行对齿；限位单元用于对定位单元进行限位。上述装配设备，能够解决现有技术中采用人工手动装配的方式带来的生产效率低、劳动强度大的问题。

Description

一种齿轮轴自动装配设备

技术领域

本发明属于装配设备技术领域，尤其涉及一种齿轮轴自动装配设备。

背景技术

齿轮是在汽车中不可缺少的零件，而汽车中的齿轮需要与齿轮轴装配。现有的齿轮安装工装是把齿轮放置在工装上，配合人工使用铜锤进行敲击，将加热后的齿轮装配到凸轮轴上，这种方式容易造成齿轮压偏，同时劳动强度大，生产效率低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种齿轮轴自动装配设备，以解决现有技术中采用人工手动装配的方式带来的生产效率低、劳动强度大的问题。

为了达到上述目的，本发明的技术方案为：一种齿轮轴自动装配设备，包括控制器、机架以及设置在机架上的定位单元、装配单元和对齿单元，所述定位单元用于对齿轮进行支撑和定心，所述装配单元位于定位单元的上方，所述装配单元和定位单元用于对齿轮轴进行定心和夹紧；所述对齿单元用于对齿轮和齿轮轴进行对齿。

进一步，所述定位单元包括定位部和支撑部，所述支撑部包括固定板和支撑板，所述固定板固定在机架上，所述支撑板固定在固定板上；所述支撑板的中心开有用于通过定位部的通孔；所述定位部包括第一驱动件、定位座和定位柱，所述控制器用于操控所述第一驱动件；所述第一驱动件用于驱动定位座竖向往复移动；所述定位柱固定在所述定位座上；所述定位柱能够从所述通孔内穿过，所述定位柱用于对所述齿轮进行定位；所述定位柱的顶端设有圆锥状的第一凸起，且第一凸起尖端朝上，所述第一凸起用于对所述齿轮轴进行定位和夹紧。

进一步，所述装配单元包括第二驱动件、装配座和装配柱，所述控制器用于操控所述第二驱动件，所述第一驱动件用于驱动装配座竖向往复移动；所述装配柱固定在所述装配座上；所述装配柱的底部设有圆锥状的第二凸起，且第二凸起的尖端朝下，所述第二凸起用于对所述齿轮轴进行定位和夹紧。

进一步，还包括限位单元，所述限位单元包括限位柱和限位座，所述限位柱固定在所述定位单元的下端，所述限位座位于所述限位柱的下方，所述限位柱能够与所述限位座接触。

进一步，所述限位座呈阶梯状；所述限位单元还包括第三驱动件，所述第三驱动件固定在机架上，所述控制器用于操控所述第三驱动件，所述第三驱动件用于带动所述限位座水平往复移动，所述限位柱能够与限位座的不同位置接触。

进一步，所述对齿单元包括轴对齿部和轮对齿部，所述轴对齿部包括轴对齿规和第四驱动件，所述第四驱动件用于驱动所述轴对齿规靠近或远离齿轮轴，所述第四驱动件固定在机架上，所述控制器用于操控所述第四驱动件；所述轮对齿部包括轮对齿规和第五驱动件；所述第五驱动件用于驱动所述轮对齿规靠近或远离齿轮，所述第五驱动件固定在机架上，所述控制器用于操控所述第五驱动件。

进一步，所述定位单元上设有夹紧单元，所述夹紧单元包括设于定位单元两侧的两组夹紧部，每组所述夹紧部包括第六驱动件和夹紧块，所述第六驱动件用于竖向往复驱动所述夹紧块，所述夹紧块用于对所述齿轮进行夹紧；所述控制器用于操控所述第六驱动件。

进一步，所述第六驱动件的驱动端固定有驱动杆，所述夹紧块转动连接在所述驱动杆上。

进一步，所述支撑板上设有用于放置所述齿轮的第一凹槽，所述第一凹槽的中心与所述通孔的中心重合。

进一步，所述定位柱的内部的下部设有竖向的滑槽，定位柱的内部的上部设有第二凹槽；所述滑槽内滑动连接定位杆，所述定位杆的下端与滑槽的底端连接有弹性件，所述定位杆的上端伸出第二凹槽后与第一凸起的底端连接，所述第一凸起能够位于第二凹槽内。

本技术方案的工作原理在于：根据不同齿轮的装配，控制器操控第三驱动件，使阶梯型的限位座的不同位置与限位柱对齐。控制器控制机械手将加热后的齿轮放置于支撑板上的第一凹槽内，机械手将齿轮轴放置于齿轮的中心。控制器操控第一驱动件，使第一驱动件带动定位柱向上移动并穿过支撑板的通孔，在这个过程中，定位柱对齿轮进行定位，第一凸起对齿轮轴进行定位。齿轮被定位后，控制器操控第六驱动件，使第六驱动件驱动夹紧块对齿轮进行夹紧。然后控制器操控第二驱动件，第二驱动件带动装配柱向下移动，直至第二凸起和第一凸起将齿轮轴进行夹紧。齿轮轴被夹紧后，控制器操控第四驱动件和第五驱动件，使轮对齿规和轴对齿规向靠近齿轮和齿轮轴的方向移动，并且分别对齿轮和齿轮轴进行对齿。对齿完成后，控制器驱动第一驱动件和第二驱动件，使第一驱动件带动定位柱向下移动，第二驱动件带动装配柱向下移动，并且定位柱和装配柱同步移动，从而使齿轮轴压装入齿轮内。当限位柱与限位座接触时，压装完成，控制器操控第四驱动件和第五驱动件，使轮对齿规和轴对齿规退回。

本技术方案的有益效果在于：①机械手、控制器、定位单元、装配单元、限位单元和对齿单元的配合，能够实现装配的自动化，并且提高生产效率。②限位座为阶梯状，可以满足不同齿轮装配时的轴向尺寸要求，使本设备的适用性更广。③第一凹槽的设置能够对齿轮进行粗定位。④第一凸起和第二凸起的设置，能够使齿轮轴的定位更加准确。

附图说明

图1为本发明一种齿轮轴自动装配设备未装配时的立体图1；

图2为本发明一种齿轮轴自动装配设备未装配时的立体图2；

图3为本发明一种齿轮轴自动装配设备装配时的立体图1；

图4为本发明一种齿轮轴自动装配设备装配时的立体图2；

图5为限位单元的立体图；

图6为定位单元的立体图；

图7为装配单元的立体图；

图8为图3中A处的放大图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：机架1、定位单元2、装配单元、限位单元4、夹紧单元5、轴对齿部6、轮对齿部7、第一驱动件8、第二驱动件9、齿轮10、齿轮轴11、限位座12、固定板13、限位柱14、定位座15、定位柱16、第一凸起17、第一凹槽18、通孔19、装配座20、装配柱21、第二凸起22、第六驱动件23、驱动杆24、夹紧块25、安装板26、支撑板27、第三驱动件28。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例基本如附图1-8所示：一种齿轮轴自动装配设备，包括控制器、机架1以及设置在机架1上的定位单元2、装配单元、对齿单元和限位单元4，定位单元2用于对齿轮10进行支撑和定心，装配单元位于定位单元2的上方，装配单元和定位单元2用于对齿轮轴11进行定心和夹紧；对齿单元用于对齿轮10和齿轮轴11进行对齿；限位单元4用于对定位单元2进行限位。

定位单元2包括定位部和支撑部，支撑部包括固定板13和支撑板27，固定板13固定在机架1上，支撑板27固定在固定板13上；支撑板27的中心开有用于通过定位部的通孔19；支撑板27上设有用于放置齿轮10的第一凹槽18，第一凹槽18的中心与通孔19的中心重合。定位部包括第一驱动件8、定位座15和定位柱16，控制器用于操控第一驱动件8；第一驱动件8用于驱动定位座15竖向往复移动；定位柱16固定在所述定位座15上；定位柱16能够从通孔19内穿过，定位柱16用于对齿轮10进行定位；定位柱16的顶端设有圆锥状的第一凸起17，且第一凸起17尖端朝上，第一凸起17用于对齿轮轴11进行定位和夹紧。定位柱16的内部的下部设有竖向的滑槽，定位柱16的内部的上部设有第二凹槽；滑槽内滑动连接定位杆，定位杆的下端与滑槽的底端连接有弹性件，定位杆的上端伸出第二凹槽后与第一凸起17的底端连接，第一凸起17能够位于第二凹槽内。定位单元2上设有夹紧单元5，夹紧单元5包括设于定位单元2两侧的两组夹紧部，每组夹紧部包括第六驱动件23和夹紧块25，第六驱动件23用于竖向往复驱动夹紧块25，夹紧块25用于对齿轮10进行夹紧；控制器用于操控第六驱动件23。第六驱动件23的驱动端固定有驱动杆24，夹紧块25转动连接在驱动杆24上。

装配单元包括第二驱动件9、装配座20和装配柱21，控制器用于操控第二驱动件9，第一驱动件8用于驱动装配座20竖向往复移动；装配柱21固定在所述装配座20上；装配柱21的底部设有圆锥状的第二凸起22，且第二凸起22的尖端朝下，第二凸起22用于对齿轮轴11进行定位和夹紧。

限位单元4包括第三驱动件28、限位柱14和限位座12，限位柱14固定在定位单元2的下端，限位座12位于限位柱14的下方。限位座12呈阶梯状，第三驱动件28固定在机架1上，控制器用于操控第三驱动件28，第三驱动件28用于带动限位座12水平往复移动，限位柱14能够与限位座12的不同位置接触。

对齿单元包括轴对齿部6和轮对齿部7，轴对齿部6包括轴对齿规和第四驱动件，第四驱动件用于驱动轴对齿规靠近或远离齿轮轴11，第四驱动件固定在机架1上，控制器用于操控第四驱动件；轮对齿部7包括轮对齿规和第五驱动件；第五驱动件用于驱动轮对齿规靠近或远离齿轮10，第五驱动件固定在机架1上，控制器用于操控所述第五驱动件。

本实施例中第一驱动件8、第二驱动件9、第三驱动件28、第四驱动件、第五驱动件和第六驱动件23均采用气缸。第一驱动件8和第三驱动件28安装在机架1的顶部，第一驱动件8的伸缩轴连接有安装板26，固定板13靠近机架1的一侧设有缺口，安装板26穿过缺口后与定位座15连接。机架1上设有竖向滑轨，安装板26上设有第一滑块，第一滑块滑动连接在竖向滑轨内。装配座20上设有第二滑块，第二滑块也滑动连接在竖向滑轨内。安装板26上设有竖向通槽，轴对齿单元能够从通槽内通过。机架1的下部设有水平滑轨，限位座12上设有第三滑块，第三滑块滑动连接在水平滑轨内。

具体实施过程如下：

根据不同齿轮10的装配，控制器操控第三驱动件28，使阶梯型的限位座12的不同位置与限位柱14对齐。控制器控制机械手将加热后的齿轮10放置于支撑板27上的第一凹槽18内，机械手将齿轮轴11放置于齿轮10的中心。控制器操控第一驱动件8，使第一驱动件8带动定位柱16向上移动并穿过支撑板27的通孔19，在这个过程中，定位柱16对齿轮10进行定位，第一凸起17对齿轮轴11进行定位。齿轮10被定位后，控制器操控第六驱动件23，使第六驱动件23驱动夹紧块25对齿轮10进行夹紧。然后控制器操控第二驱动件9，第二驱动件9带动装配柱21向下移动，直至第二凸起22和第一凸起17将齿轮轴11进行夹紧。齿轮轴11被夹紧后，控制器操控第四驱动件和第五驱动件，使轮对齿规和轴对齿规向靠近齿轮10和齿轮轴11的方向移动，并且分别对齿轮10和齿轮轴11进行对齿。对齿完成后，控制器驱动第一驱动件8和第二驱动件9，使第一驱动件8带动定位柱16向下移动，第二驱动件9带动装配柱21向下移动，并且定位柱16和装配柱21同步移动，从而使齿轮轴11压装入齿轮10内。当限位柱14与限位座12接触时，压装完成，控制器操控第四驱动件和第五驱动件，使轮对齿规和轴对齿规退回。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。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 (10)

1.一种齿轮轴自动装配设备，其特征在于：包括控制器、机架以及设置在机架上的定位单元、装配单元和对齿单元，所述定位单元用于对齿轮进行支撑和定心，所述装配单元位于定位单元的上方，所述装配单元和定位单元用于对齿轮轴进行定心和夹紧；所述对齿单元用于对齿轮和齿轮轴进行对齿。

2.根据权利要求1所述的一种齿轮轴自动装配设备，其特征在于：所述定位单元包括定位部和支撑部，所述支撑部包括固定板和支撑板，所述固定板固定在机架上，所述支撑板固定在固定板上；所述支撑板的中心开有用于通过定位部的通孔；所述定位部包括第一驱动件、定位座和定位柱，所述控制器用于操控所述第一驱动件；所述第一驱动件用于驱动定位座竖向往复移动；所述定位柱固定在所述定位座上；所述定位柱能够从所述通孔内穿过，所述定位柱用于对所述齿轮进行定位；所述定位柱的顶端设有圆锥状的第一凸起，且第一凸起尖端朝上，所述第一凸起用于对所述齿轮轴进行定位和夹紧。

3.根据权利要求1所述的一种齿轮轴自动装配设备，其特征在于：所述装配单元包括第二驱动件、装配座和装配柱，所述控制器用于操控所述第二驱动件，所述第一驱动件用于驱动装配座竖向往复移动；所述装配柱固定在所述装配座上；所述装配柱的底部设有圆锥状的第二凸起，且第二凸起的尖端朝下，所述第二凸起用于对所述齿轮轴进行定位和夹紧。

4.根据权利要求1所述的一种齿轮轴自动装配设备，其特征在于：还包括限位单元，所述限位单元包括限位柱和限位座，所述限位柱固定在所述定位单元的下端，所述限位座位于所述限位柱的下方，所述限位柱能够与所述限位座接触。

5.根据权利要求4所述的一种齿轮轴自动装配设备，其特征在于：所述限位座呈阶梯状；所述限位单元还包括第三驱动件，所述第三驱动件固定在机架上，所述控制器用于操控所述第三驱动件，所述第三驱动件用于带动所述限位座水平往复移动，所述限位柱能够与限位座的不同位置接触。

6.根据权利要求1所述的一种齿轮轴自动装配设备，其特征在于：所述对齿单元包括轴对齿部和轮对齿部，所述轴对齿部包括轴对齿规和第四驱动件，所述第四驱动件用于驱动所述轴对齿规靠近或远离齿轮轴，所述第四驱动件固定在机架上，所述控制器用于操控所述第四驱动件；所述轮对齿部包括轮对齿规和第五驱动件；所述第五驱动件用于驱动所述轮对齿规靠近或远离齿轮，所述第五驱动件固定在机架上，所述控制器用于操控所述第五驱动件。

7.根据权利要求1所述的一种齿轮轴自动装配设备，其特征在于：所述定位单元上设有夹紧单元，所述夹紧单元包括设于定位单元两侧的两组夹紧部，每组所述夹紧部包括第六驱动件和夹紧块，所述第六驱动件用于竖向往复驱动所述夹紧块，所述夹紧块用于对所述齿轮进行夹紧；所述控制器用于操控所述第六驱动件。

8.根据权利要求7所述的一种齿轮轴自动装配设备，其特征在于：所述第六驱动件的驱动端固定有驱动杆，所述夹紧块转动连接在所述驱动杆上。

9.根据权利要求2所述的一种齿轮轴自动装配设备，其特征在于：所述支撑板上设有用于放置所述齿轮的第一凹槽，所述第一凹槽的中心与所述通孔的中心重合。

10.根据权利要求9所述的一种齿轮轴自动装配设备，其特征在于：所述定位柱的内部的下部设有竖向的滑槽，定位柱的内部的上部设有第二凹槽；所述滑槽内滑动连接定位杆，所述定位杆的下端与滑槽的底端连接有弹性件，所述定位杆的上端伸出第二凹槽后与第一凸起的底端连接，所述第一凸起能够位于第二凹槽内。

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