CN113909422A - 一种圆柱齿轮用装配组合夹具 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种圆柱齿轮用装配组合夹具，主要包括底盖、夹持垫板、置物台和夹持装置；夹持垫板为一圆盘，安装在底盖的开口处；置物台和夹持装置均设在夹持垫板的上方；夹持装置由若干夹持臂构成；全部夹持臂绕夹持垫板的圆心均匀分布，形成夹持腔；置物台固设于夹持腔内。本发明夹持腔空隙可调，能够实现快速装配与拆卸，大幅提高生产效率；另外，能够通过更换不同规格的卡爪以适应不同型号的圆柱齿轮，适应性强；同时，各配件制作工艺简单，方便调整，能够适应生产需求。

Description

一种圆柱齿轮用装配组合夹具

技术领域

本发明主要涉及组合夹具技术领域，尤其涉及一种圆柱齿轮用装配组合夹具。

背景技术

汽车圆柱齿轮主要是汽车中用于机械传动的圆柱齿轮，在这些齿轮的运用使用中都要与轴进行配合，以此需要对齿轮进行轴孔的加工，以此来配合轴杆的活动，进而需要进行冲孔，而圆柱齿轮的锻压包括了锻造及冲压，则在需要对齿轮进行冲孔时需要用到汽车圆柱齿轮锻压用固定夹具。

但是现有技术对圆柱齿轮进行工装夹持的方法存在以下不足：圆柱齿轮分为直齿轮和斜齿轮，对于斜齿轮而言，不同规格、用途的斜齿轮各项参数存在差别，譬如齿数、齿距以及螺旋角等，现有技术中的圆柱齿轮采用的工装夹具，仅能对单一的某一种齿轮进行夹持，提高生产成本的同时还造成诸多不便；另一方面，由于汽车圆柱齿轮中带有斜齿轮，其外侧形成倾斜的齿牙，在冲孔脱离时，将使冲压孔与工作头之间发生脱离，以此来带动外侧的齿轮，使其发生偏移，进而使斜齿轮上端的齿牙与夹具发生线面接触，通过此类夹具以及方法对圆柱齿轮进行工装夹持，很容易造成齿牙受损，而影响后期的使用；此外，传统工装夹具的保持架不与卡爪一同收张，装配齿轮时空隙较小，不利于实现自动装卡。

发明内容

现有技术中，不同规格、用途的斜齿轮各项参数存在差别，譬如齿数、齿距以及螺旋角等，现有技术中的圆柱齿轮采用的工装夹具，仅能对单一的某一种齿轮进行夹持，提高生产成本的同时还造成诸多不便；此外，现有对圆柱齿轮进行工装夹持的方法容易造成齿牙受损，为了解决上述技术问题，本发明提供一种圆柱齿轮用装配组合夹具。

本发明提供的技术方案为：

本发明提供一种圆柱齿轮用装配组合夹具，包括底盖、夹持垫板、置物台和夹持装置；所述夹持垫板为一圆盘，安装在所述底盖的开口处；所述置物台和所述夹持装置均设在所述夹持垫板的上方；所述夹持装置由若干夹持臂构成；全部所述夹持臂绕所述夹持垫板的圆心均匀分布，形成夹持腔；所述置物台固设于所述夹持腔内；所述夹持臂包括固设在所述夹持垫板上的滑轨、沿所述滑轨滑行的卡爪和安装在所述卡爪内侧的滚柱笼；所述滚柱笼由若干相互平行设置的限位活柱构成；所述限位活柱由限位钢丝、第一滚珠和第二滚珠构成；所述限位钢丝可拆卸地设置在所述卡爪的内侧；所述第一滚珠和所述第二滚珠套设在所述限位钢丝上，所述第一滚珠和所述第二滚珠交错设置；所述底盖的底面设有轴孔；所述轴孔内贯穿设置有拉杆螺母；所述拉杆螺母上抵所述夹持垫板设置；所述夹持垫板和所述底盖的底面之间设有若干平衡块；所述平衡块设在所述滑轨的正下方。

优选的，所述置物台包括可拆卸地安装在所述夹持垫板的板面上的端面支撑座、安装在所述端面支撑座上的端面支撑台和安装在所述端面支撑台上的端面支撑头；所述夹持垫板和所述端面支撑座通过第一限位螺栓固定连接；所述端面支撑座和所述端面支撑台通过第二限位螺栓固定连接；所述端面支撑头的底部设有外螺纹面；所述端面支撑台上设有配合所述外螺纹面使用的螺孔；所述端面支撑座包括支撑部和若干限位部；所述支撑部为置于所述夹持腔内的圆台；所述限位部为绕所述支撑部的圆心均匀分布的长条；所述限位部设在两两相邻的所述夹持臂之间；所述端面支撑台包括卡合部和若干连接部；所述卡合部为设于所述支撑部上方的内的圆环；所述连接部为绕所述连接部的圆心均匀分布的长条；所述连接部设在所述限位部的正上方。

优选的，所述底盖的开口处内壁内凹，形成环形槽；所述夹持垫板置于所述环形槽内，通过第三限位螺栓固设与所述底盖的开口处；所述第三限位螺栓贯穿所述夹持垫板和所述底盖的内壁设置。

优选的，所述滑轨底面的外缘设有收放槽，所述收放槽贯穿所述滑轨的两侧壁设置。

优选的，所述底盖和所述平衡块之间设有第四限位螺栓。

优选的，所述卡爪呈“L”型，由竖段和横段构成；所述横段沿其长度方向在所述滑轨上方滑行，所述竖段为弧形块，其弧长大于所述横段的宽度；所述横段的上表面设有弧形上盖板、下表面设有弧形下盖板；所述上、下盖板均可拆卸；所述上盖板的内侧壁安装有若干第一钢丝螺母；所述下盖板的内侧壁安装有若干第二钢丝螺母；所述第一钢丝螺母和所述第二钢丝螺母一一向对设置，两者的连线与基准水平面的夹角为α；α的数值可通过改变下盖板上第二钢丝螺母的位置进行调整；所述限位钢丝穿过所述第一钢丝螺母和所述第二钢丝螺母设置；所述竖段通过定位螺栓确定卡爪整体在滑轨上的具体位置。

优选的，所述第一滚珠的直径大于所述第二滚珠；所述第一滚珠的数量为N；第二滚珠的数量为N+1。

优选的，所述夹持垫板的材料为65Mn。

本发明提供的圆柱齿轮用装配组合夹具，具有以下的有益效果：

1.本发明中，夹持腔的工装空隙可调，因此放入待加工的圆柱齿轮和取出加工后的圆柱齿轮极为简单，能够实现快速装配与拆卸，大幅提高生产效率。

2.卡爪能够实现自由收张，圆柱齿轮的齿牙与卡爪接触时几乎不会产生摩擦，另外，加设第一滚珠和第二滚珠的缓冲作用，不会造成齿牙受损。

3.本发明中，夹持垫板的材料需具有良好的弹性，一方面在压力的作用下能够产生形变，另一方面能够在不施加外力的作用下，自动恢复初始状态，以便多次利用。

4.针对直齿轮以及不同规格型号的斜齿轮，将卡爪从滑轨上拆卸，更换适应齿轮规格的卡爪即可，不同型号的卡爪其限位活柱的位置、限位活柱与基准水平面之间的夹角均不同，以适应不同型号的圆柱齿轮。

5.限位活柱的使用降低了对精度的要求，第一、第二滚珠的圆柱齿轮互相配合，能够自动弥补限位活柱和齿牙之间的角度偏移。

6.本发明所涉及的卡爪、夹持垫板等部件制作工艺简单，制作成本较低，卡爪的位置方便调整，能够适应生产需求。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明及其特征、外形和优点将会变得更加明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未刻意按照比例绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

图1为本发明的立体结构图；

图2为本发明的剖视图；

图3为本发明装配圆柱齿轮状态的俯视图；

图4为本发明中关于置物台的立体结构图；

图5为本发明中关于底盖内部的立体结构图；

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。需要注意的是，本发明所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。

应当理解的是，当在本说明书中如使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其所指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

除非另有明确的规定和限定，如出现术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面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说明，显然所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。因此，以下对附图中提供的本发明实施例中的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

实施例1

现有技术中，不同规格、用途的斜齿轮各项参数存在差别，譬如齿数、齿距以及螺旋角等，现有技术中的圆柱齿轮采用的工装夹具，仅能对单一的某一种齿轮进行夹持，提高生产成本的同时还造成诸多不便；此外，现有对圆柱齿轮进行工装夹持的方法容易造成齿牙受损，为了解决上述技术问题，本发明提供一种圆柱齿轮用装配组合夹具，包括底盖1、夹持垫板2、置物台3和夹持装置；夹持垫板2为一圆盘，安装在底盖1的开口处；置物台3和夹持装置均设在夹持垫板2的上方；夹持装置由若干夹持臂4构成；全部夹持臂4绕夹持垫板2的圆心均匀分布，形成夹持腔5；置物台3固设于夹持腔5内；夹持臂4包括固设在夹持垫板2上的滑轨401、沿滑轨401滑行的卡爪402和安装在卡爪402内侧的滚柱笼403；滚柱笼403由若干相互平行设置的限位活柱6构成；限位活柱6由限位钢丝601、第一滚珠602和第二滚珠603构成；限位钢丝601可拆卸地设置在卡爪402的内侧；第一滚珠602和第二滚珠603套设在限位钢丝601上，第一滚珠602和第二滚珠603交错设置；底盖1的底面设有轴孔7；轴孔7内贯穿设置有拉杆螺母8；拉杆螺母8上抵夹持垫板2设置；夹持垫板2和底盖1的底面之间设有若干平衡块9；平衡块9设在滑轨401的正下方。

本实施例涉及的圆柱齿轮用装配组合夹具使用时，将圆柱齿轮放置于夹持腔5内，调整夹持臂4中卡爪402在滑轨401上的位置，当所有夹持臂4的卡爪402互相配合、圆周齿轮卡合在滚柱笼403内，锁紧卡爪402在滑轨401上的相对位置，避免圆柱齿轮产生水平方向上的偏移，与夹持垫板2底面接触的拉杆螺母8和平衡块9起到竖直方向上的支撑作用，避免在工装夹持过程中，因夹持垫板2在外部压力作用下，向下弯曲形变，圆柱齿轮加工结束后，将底盖1固定，运用气缸等外部设备，气缸主轴穿过轴孔7，与底盖1内的拉杆螺母8接触，气缸主轴推动拉杆螺母8，拉杆螺母8因上抵夹持垫板2，故压力由气缸主轴最终传输至夹持垫板2底部，夹持垫板2中心点受力，向上弯曲形变，而其外缘由于固定在底盖1上，不产生形变，因此夹持垫板2最终由平面形变为凸面，因此，固设在夹持垫板2上方的置物台3垂直于基准水平线向上位移，放置在置物台3上方的圆柱齿轮同步运动，而绕中心点均匀分布的夹持臂4伴随夹持垫板2所产生的形变，由平置变为斜置，由此达到夹持腔5开放的目的，工装空隙大，因此放入待加工的圆柱齿轮和取出加工后的圆柱齿轮极为简单，能够实现快速装配与拆卸，大幅提高生产效率；另外，在圆柱齿轮冲孔脱离夹持腔5时，齿牙与卡爪402接触所产生的摩擦力近乎为0，同时在第一滚珠602和第二滚珠603的缓冲作用下，基本不会造成齿牙受损；本发明中，夹持垫板2的材料需具有良好的弹性，一方面在压力的作用下能够产生形变，另一方面能够在不施加外力的作用下，自动恢复初始状态，以便多次利用；针对直齿轮以及不同规格型号的斜齿轮，将卡爪402从滑轨401上拆卸，更换适应齿轮规格的卡爪402即可，不同型号的卡爪402其限位活柱6的位置、限位活柱6与基准水平面之间的夹角均不同，以适应不同型号的圆柱齿轮，本发明起固定作用的限位活柱6可拆卸式地安装在卡爪402内侧，因此上述目的也可以通过更换限位活柱6来实现；限位活柱6的使用降低了对精度的要求，第一、第二滚珠的圆柱齿轮能够自动弥补限位活柱6和齿牙之间的角度偏移；本发明所涉及的卡爪402、夹持垫板2等部件制作工艺简单，制作成本较低，且方便调整，能够适应生产需求。

对于分度圆直径较小的圆柱齿轮，卡爪402不足以将其固定在夹持腔5内，因此，在本实施中优选的，置物台3包括可拆卸地安装在夹持垫板2的板面上的端面支撑座301、安装在端面支撑座301上的端面支撑台302和安装在端面支撑台302上的端面支撑头303；夹持垫板2和端面支撑座301通过第一限位螺栓10固定连接；端面支撑座301和端面支撑台302通过第二限位螺栓11固定连接；端面支撑头303的底部设有外螺纹面；端面支撑台302上设有配合外螺纹面使用的螺孔；端面支撑座301、端面支撑台302和端面支撑头303一体相连，由此实现了置物台3整体能够在夹持垫板2的作用下产生竖直位移的目的，端面支撑座301包括支撑部3011和若干限位部3012；支撑部3011为置于夹持腔5内的圆台，之所以采用圆台而非圆环，保证端面支撑座301能够在夹持垫板2的作用下，带动端面支撑台302和端面支撑头303同步运动，降低压力损失；限位部3012为绕支撑部3011的圆心均匀分布的长条；限位部3012设在两两相邻的夹持臂4之间；端面支撑台302包括卡合部3021和若干连接部3022；卡合部3021为设于支撑部3011上方的内的圆环，圆环状的卡合部可以起到临时固定分度圆直径较小的圆柱齿轮12的作用；连接部3022为绕连接部3022的圆心均匀分布的长条；连接部3022设在限位部3012的正上方，在圆柱齿轮装配过程中，在外部旋转作用力的驱使下，容易发生偏移，对装配过程产生影响，本发明中，夹持臂4固设在夹持垫板2上，通过夹持臂4和长条状的限位部3012、连接部3022之间的卡合作用，能够有效避免置物台3旋转，也就保证了放置在置物台3上的圆柱齿轮12不会旋转。

在本实施中优选的，底盖1的开口处内壁内凹，形成环形槽13；夹持垫板2置于环形槽13内，通过第三限位螺栓固设与底盖1的开口处；第三限位螺栓14贯穿夹持垫板2和底盖1的内壁设置，第三限位螺栓14贯穿夹持垫板2和底盖1内壁设置，能够将夹持垫板2的外缘固定在底盖1上方，使后续装配结束后，圆柱齿轮12冲孔过程中，夹持垫片外缘不会发生弹性形变，另外，将夹持垫板2嵌于底盖1的环形槽13内，提高了底盖1外观的整体性以及美观性。

冲孔过程中，夹持臂4产生弧形位移，由于滑轨401整体为硬质金属，且夹持垫板2的边缘在第三限位螺栓14的作用下，不易形变，因此在产生弧形位移过程中，滑轨401的边缘处与夹持垫板2的板面相抵，会产生反向的抵触作用力，阻碍夹持臂4产生位移，因此，在本实施中优选的，滑轨401底面的外缘设有收放槽15，收放槽15贯穿滑轨401的两侧壁设置，滑轨401向外凸出时，收放槽15的缓存空间可以很好的提供缓冲作用。

在本实施中优选的，底盖1和平衡块9之间设有第四限位螺栓，通过第四限位螺栓固定平衡块9在底盖1内的位置，保证平衡块9不偏移，起到应有的支撑夹持臂4的作用，第四限位螺栓不与夹持垫板2接触，以免对夹持垫板2的弹性形变造成不利影响。

在本实施中优选的，卡爪402呈“L”型，由竖段和横段构成；横段沿其长度方向在滑轨401上方滑行，竖段为弧形块，其弧长大于横段的宽度；上述实施例中，将限位钢丝601固定在卡爪402内壁上，再加装第一、第二滚珠603后，限位活柱6整体会呈现为弧形，且第一、第二滚珠603与卡爪402内壁直接接触，产生的摩擦力不仅会阻碍第一、第二滚珠603的转动，长时间的使用，两者的表面还会造成磨损，因此，在横段的上表面设置弧形上盖板16、下表面设置弧形下盖板17；上、下盖板17均可拆卸；上盖板16的内侧壁安装有若干第一钢丝螺母18；下盖板17的内侧壁安装有若干第二钢丝螺母19；第一钢丝螺母18和第二钢丝螺母19一一向对设置，通过外凸的第一和第二钢丝螺母，保证限位钢丝601能够保持直线状态，同时限位钢丝601和卡爪402内壁之间的间隙也足以放置第一和第二滚珠603，保证第一和第二滚珠603不与卡爪402内壁接触，减免了摩擦力对于两者造成的损耗，也能确保两者能够自由地绕限位钢丝601转动，起到应有的缓冲作用，两者的连线与基准水平面的夹角为α；α的数值可通过改变下盖板17上第二钢丝螺母19的位置进行调整，具体调整的方式为更换下盖板17的型号，下盖板17的型号需根据不同规格的螺栓定制，具体定制内容为第二钢丝螺母19所处的位置，但因为器件简单，定制成本也较小；限位钢丝601穿过第一钢丝螺母18和第二钢丝螺母19设置；竖段通过定位螺栓20确定卡爪402整体在滑轨401上的具体位置，另外，通过定位螺栓20更换不同规格的卡爪，已适应不同型号的圆柱齿轮。

在本实施中优选的，第一滚珠602的直径大于第二滚珠603；第一滚珠602的数量为N；第二滚珠603的数量为N+1，在本实施例中，起主要缓冲作用的为第一滚珠602，第一滚珠602与圆柱齿轮12的齿槽直接接触，而第二滚珠603作为配件，起到连接第一滚珠602与第一滚珠602、第一滚珠602与第一钢丝螺母18、第一滚珠602与第二钢丝螺母19的作用。

夹持垫板2的材料应选用弹性良好的金属材料，保证其在受压过程中，能够产生形变，不受压后能够恢复外形，在现有的合金材料中，作为制作弹簧的优选材料，65Mn又称弹簧钢，具有良好的柔韧性和可塑性，能够满足本发明中，对于夹持垫板2的弹性参数要求，因此，本实施例中，夹持垫板2的材料选用65Mn。

上述实施例仅例示性说明本专利申请的原理及其功效，而非用于限制本专利申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本专利申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本专利申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本专利所申请的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种圆柱齿轮用装配组合夹具，其特征在于，包括底盖、夹持垫板、置物台和夹持装置；所述夹持垫板为一圆盘，安装在所述底盖的开口处；所述置物台和所述夹持装置均设在所述夹持垫板的上方；

所述夹持装置由若干夹持臂构成；全部所述夹持臂绕所述夹持垫板的圆心均匀分布，形成夹持腔；所述置物台固设于所述夹持腔内；所述夹持臂包括固设在所述夹持垫板上的滑轨、沿所述滑轨滑行的卡爪和安装在所述卡爪内侧的滚柱笼；所述滚柱笼由若干相互平行设置的限位活柱构成；所述限位活柱由限位钢丝、第一滚珠和第二滚珠构成；所述限位钢丝可拆卸地设置在所述卡爪的内侧；所述第一滚珠和所述第二滚珠套设在所述限位钢丝上，所述第一滚珠和所述第二滚珠交错设置；

所述底盖的底面设有轴孔；所述轴孔内贯穿设置有拉杆螺母；所述拉杆螺母上抵所述夹持垫板设置；

所述夹持垫板和所述底盖的底面之间设有若干平衡块；所述平衡块设在所述滑轨的正下方。

2.根据权利要求1所述的圆柱齿轮用装配组合夹具，其特征在于：所述置物台包括可拆卸地安装在所述夹持垫板的板面上的端面支撑座、安装在所述端面支撑座上的端面支撑台和安装在所述端面支撑台上的端面支撑头；所述夹持垫板和所述端面支撑座通过第一限位螺栓固定连接；所述端面支撑座和所述端面支撑台通过第二限位螺栓固定连接；所述端面支撑头的底部设有外螺纹面；所述端面支撑台上设有配合所述外螺纹面使用的螺孔；

所述端面支撑座包括支撑部和若干限位部；所述支撑部为置于所述夹持腔内的圆台；所述限位部为绕所述支撑部的圆心均匀分布的长条；所述限位部设在两两相邻的所述夹持臂之间；

所述端面支撑台包括卡合部和若干连接部；所述卡合部为设于所述支撑部上方的内的圆环；所述连接部为绕所述连接部的圆心均匀分布的长条；所述连接部设在所述限位部的正上方。

3.根据权利要求1所述的圆柱齿轮用装配组合夹具，其特征在于：所述底盖的开口处内壁内凹，形成环形槽；所述夹持垫板置于所述环形槽内，通过第三限位螺栓固设与所述底盖的开口处；

所述第三限位螺栓贯穿所述夹持垫板和所述底盖的内壁设置。

4.根据权利要求1所述的圆柱齿轮用装配组合夹具，其特征在于：所述滑轨底面的外缘设有收放槽，所述收放槽贯穿所述滑轨的两侧壁设置。

5.根据权利要求1所述的圆柱齿轮用装配组合夹具，其特征在于：所述底盖和所述平衡块之间设有第四限位螺栓。

6.根据权利要求1所述的圆柱齿轮用装配组合夹具，其特征在于：所述卡爪呈“L”型，由竖段和横段构成；所述横段沿其长度方向在所述滑轨上方滑行，所述竖段为弧形块，其弧长大于所述横段的宽度；

所述横段的上表面设有弧形上盖板、下表面设有弧形下盖板；所述上、下盖板均可拆卸；所述上盖板的内侧壁安装有若干第一钢丝螺母；所述下盖板的内侧壁安装有若干第二钢丝螺母；所述第一钢丝螺母和所述第二钢丝螺母一一向对设置，两者的连线与基准水平面的夹角为α；α的数值可通过改变下盖板上第二钢丝螺母的位置进行调整；所述限位钢丝穿过所述第一钢丝螺母和所述第二钢丝螺母设置；

所述竖段通过定位螺栓确定卡爪整体在滑轨上的具体位置。

7.根据权利要求1所述的圆柱齿轮用装配组合夹具，其特征在于：所述第一滚珠的直径大于所述第二滚珠；所述第一滚珠的数量为N；第二滚珠的数量为N+1。

8.根据权利要求1所述的圆柱齿轮用装配组合夹具，其特征在于：所述夹持垫板的材料为65Mn。

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