CN116329670A - 一种沿齿轮齿廓方向恒线速度磨削的精密砂带磨削机构 - Google Patents

Abstract

本发明属于砂带磨削技术领域，针对目前关于齿轮的磨削方式通常为砂轮磨削，磨削方向为沿齿轮轴线方向，由于绝大多数的齿轮磨削的纹理方向为沿轴线方向，此方向为弯曲疲劳应力敏感方向，易造成齿轮的弯曲疲劳断裂失效，故选择沿齿轮的齿廓方向磨削；同时针对由于齿轮的渐开线齿廓，分度圆以下到齿根圆部分所对应的齿槽宽较小，一般的砂带磨削机构尺寸较大，难以进行磨削，如果利用尺寸特别小的砂带磨削机构，效率和性能就难以保证的问题。而提出了一种沿齿轮齿廓方向恒线速度磨削的精密砂带磨削机构，其包括工作台，工作台的顶部设置有装夹装置基座，装夹装置基座上设置有装夹装置，装夹装置上设置有肋板。

Description

一种沿齿轮齿廓方向恒线速度磨削的精密砂带磨削机构

技术领域

本发明涉及砂带磨削技术领域，尤其涉及一种沿齿轮齿廓方向恒线速度磨削的精密砂带磨削机构。

背景技术

目前关于齿轮的磨削方式通常为砂轮磨削，磨削方向为沿齿轮轴线方向。由于绝大多数的齿轮磨削的纹理方向为沿轴线方向，此方向为弯曲疲劳应力敏感方向，易造成齿轮的弯曲疲劳断裂失效。故选择沿齿廓方向磨削。

利用砂带磨削而且要使得磨削的纹理方向为沿齿廓方向。通过比较恒线速度和恒角速度两种磨削方式的磨削参数，得出恒线速度磨削优于恒角速度磨削的结论。

由于齿轮的渐开线齿廓，分度圆以下到齿根圆部分所对应的齿槽宽较小，一般的砂带磨削机构尺寸较大，难以进行磨削，如果利用尺寸特别小的砂带磨削机构，效率和性能就难以保证。

发明内容

本发明的目的是实现沿工件齿廓方向磨削的运动；控制电机的恒速工作，使得砂带可实现恒线速度磨削工件；能够对渐开线齿轮按照预定的轨迹进行加工，齿轮磨削的纹理方向此时为沿齿廓方向，接触轮的有效半径均匀变化，磨削线速度保持不变，进而可以提高齿轮的表面质量和工作性能，而提出的一种沿齿轮齿廓方向恒线速度磨削的精密砂带磨削机构。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种沿齿轮齿廓方向恒线速度磨削的精密砂带磨削机构，包括工作台，工作台的顶部设置有装夹装置基座，装夹装置基座上设置有装夹装置，装夹装置上设置有肋板，装夹装置上固定有工件，工作台的顶部设置有推送机构，推动机构上连接有滑移台，滑移台与工作台的顶部滑动连接，所述工作台的顶部开设有滑槽，滑移台与滑槽的内壁滑动连接，滑移台的顶部设置有两个支撑架，两个支撑架上设置有同一个大锥轮夹板，大锥轮夹板的内侧固定安装有两个第二深沟球轴承，两个第二深沟球轴承之间转动安装有驱动轮，驱动轮上连接有驱动机构，大锥轮夹板上连接有气动推杆，气动推杆上连接有连接机构，连接机构上连接有小锥轮夹板，小锥轮夹板的内侧设置有两个小锥轮电动推杆，两个小锥轮电动推杆之间转动安装有同一个接触轮，驱动轮与接触轮的外侧传动连接有同一个砂带。

优选的，所述推动机构包括步进电机，步进电机安装在工作台的顶部，步进电机的输出轴上安装有弹性联轴器，弹性联轴器上连接有丝杆，工作台的顶部安装有固定侧支撑座，丝杆与固定侧支撑座转动连接。

优选的，所述丝杆的外侧螺纹连接有螺母，螺母的外侧安装有丝杆螺母支架，丝杆螺母支架与滑移台的底部固定连接。

优选的，所述工作台的顶部固定安装有丝杆旋转支撑板，丝杆的端头与丝杆旋转支撑板转动连接。

优选的，所述驱动机构包括驱动轮电机、凸缘联轴器、驱动轮轴和第一深沟球轴承，驱动轮电机通过电机座安装在滑移台的顶部相连，第一深沟球轴承安装在滑移台的顶部相连，驱动轮轴与第一深沟球轴承的内圈相连，驱动轮轴的前端与驱动轮相连，凸缘联轴器连接在驱动轮电机的输出轴与驱动轮轴之间。

优选的，所述连接机构包括连接装置，连接装置为十字板结构，连接装置的两侧均设置有定位销，两侧所述的定位销分别与气动推杆和小锥轮夹板相连。

优选的，所述滑移台的顶部通过轴销转动设置有两个液压气缸，两个液压气缸与滑移台之间设置有螺栓，两个液压气缸的输出轴均与连接装置的底部角度调节连接。

本发明中，所述一种沿齿轮齿廓方向恒线速度磨削的精密砂带磨削机构的有益效果：

由于绝大多数的齿轮磨削的纹理方向为沿轴线方向，此方向为弯曲疲劳应力敏感方向，易造成齿轮的弯曲疲劳断裂失效。故选择沿齿廓方向磨削；

本方案步进电机通过弹性联轴器带动丝杆旋转，丝杆带动丝杆螺母移动，丝杆螺母带动丝杆螺母支架移动，丝杆螺母支架带动滑移台移动并靠近工件，使得接触轮靠近工件，通过调节砂带的位置，不同尺寸的工件加工主要是通过均匀地改变接触轮的有效半径来实现的调节砂带的位置主要是为了以一个较好的位置去加工；

本方案利用液压气缸推动连接装置，带动接触轮角度调节，可以带动砂带角度调节，可以调节加工倾斜角度，利用气动推杆推动连接装置并将作用力传递给接触轮，接触轮带动砂带对工件挤压，可以调节对工件的挤压力度，进而调节加工力度；

本发明实现沿工件齿廓方向磨削的运动；控制电机的恒速工作，使得砂带可实现恒线速度磨削工件；能够对渐开线齿轮按照预定的轨迹进行加工，齿轮磨削的纹理方向此时为沿齿廓方向，接触轮的有效半径均匀变化，磨削线速度保持不变，进而可以提高齿轮的表面质量和工作性能。

附图说明

图1为本发明提出的一种沿齿轮齿廓方向恒线速度磨削的精密砂带磨削机构的俯视图；

图2为本发明提出的一种沿齿轮齿廓方向恒线速度磨削的精密砂带磨削机构的右视结构示意图；

图3为本发明提出的工作台、驱动轮电机、驱动轮轴、驱动轮、支撑架和滑移台的侧视结构示意图。

图中：1、连接装置；2、螺栓；3、定位销；4、小锥轮夹板；5、小锥轮电动推杆；6、接触轮；7、装夹装置基座；8、肋板；9、驱动轮电机；10、凸缘联轴器；11、驱动轮轴；12、第一深沟球轴承；13、大锥轮夹板；14、驱动轮；15、弹性联轴器；16、步进电机；17、固定侧支撑座；18、第二深沟球轴承；19、工作台；20、工件；21、装夹装置；22、液压气缸；23、砂带；24、气动推杆；25、丝杆；26、丝杆螺母；27、丝杆螺母支架；28、丝杆旋转支撑板；29、支撑架；30、滑移台。

具体实施方式

下面将结合本实施例中的附图，对本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实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-3，一种沿齿轮齿廓方向恒线速度磨削的精密砂带磨削机构，包括工作台19，工作台19的顶部设置有装夹装置基座7，装夹装置基座7上设置有装夹装置21，装夹装置21上设置有肋板8，装夹装置21为夹持气缸，通过夹持气缸将工件20固定，装夹装置21上固定有工件20，工作台19的顶部设置有推送机构，推动机构上连接有滑移台30，滑移台30与工作台19的顶部滑动连接，所述工作台19的顶部开设有滑槽，滑移台30与滑槽的内壁滑动连接，滑移台30的顶部设置有两个支撑架29，两个支撑架29上设置有同一个大锥轮夹板13，大锥轮夹板13的内侧固定安装有两个第二深沟球轴承18，两个第二深沟球轴承18之间转动安装有驱动轮14，两个第二深沟球轴承18对驱动轮14进行支撑，驱动轮14上连接有驱动机构，大锥轮夹板13上连接有气动推杆24，两轮之间的气动装置24，一方面起到连接支撑接触轮6组件的作用，另一方面主要是为了调节砂带13的张紧力，两轮中心距发生改变的同时需要调节接触轮的有效工作半径，气动推杆24上连接有连接机构，连接机构上连接有小锥轮夹板4，小锥轮夹板4的内侧设置有两个小锥轮电动推杆5，两个小锥轮电动推杆5之间转动安装有同一个接触轮6，通过两侧的小锥轮电动推杆5可以根据具体的加工情况经行调节接触轮6的位置，驱动轮14与接触轮6的外侧传动连接有同一个砂带23。

本实施例中，推动机构包括步进电机16，步进电机16安装在工作台19的顶部，步进电机16的输出轴上安装有弹性联轴器15，弹性联轴器15上连接有丝杆25，工作台19的顶部安装有固定侧支撑座17，丝杆25与固定侧支撑座17转动连接，丝杆25的外侧螺纹连接有螺母26，螺母26的外侧安装有丝杆螺母支架27，丝杆螺母支架27与滑移台30的底部固定连接；步进电机16通过弹性联轴器15带动丝杆25旋转，丝杆25带动丝杆螺母26移动，丝杆螺母26带动丝杆螺母支架27移动，丝杆螺母支架27带动滑移台30移动并靠近工件20，使得接触轮6靠近工件20，可以调节位置。

本实施例中，工作台19的顶部固定安装有丝杆旋转支撑板28，丝杆25的端头与丝杆旋转支撑板28转动连接；丝杆旋转支撑板28通过轴承对丝杆25支撑。

本实施例中，驱动机构包括驱动轮电机9、凸缘联轴器10、驱动轮轴11和第一深沟球轴承12，驱动轮电机9通过电机座安装在滑移台30的顶部相连，第一深沟球轴承12安装在滑移台30的顶部相连，驱动轮轴11与第一深沟球轴承12的内圈相连，驱动轮轴11的前端与驱动轮14相连，凸缘联轴器10连接在驱动轮电机9的输出轴与驱动轮轴11之间；驱动轮电机9通过凸缘联轴器10带动驱动轮轴11旋转，驱动轮轴11带动驱动轮14旋转，驱动轮14通过接触轮6的配合带动砂带23传送旋转，通过砂带23可以对工件进行磨削。

本实施例中，连接机构包括连接装置1，连接装置1为十字板结构，连接装置1的两侧均设置有定位销3，两侧所述的定位销3分别与气动推杆24和小锥轮夹板4相连。

本实施例中，滑移台30的顶部通过轴销转动设置有两个液压气缸22，两个液压气缸22与滑移台30之间设置有螺栓2，两个液压气缸22的输出轴均与连接装置1的底部角度调节连接，砂带13的摆动通过液压气缸22控制，压气缸22通过竖直方向上的移动，使得整个机构围绕着驱动轮14摆动，砂带13的摆动角度即两轮的中心线与水平之间的角度，摆动角度与砂带13与齿轮10的接触位置有关。

工作原理，使用时，将工件20放置在装夹装置21的外侧，通过装夹装置21(为夹持气缸，通过夹持气缸将工件20固定)可以将工件20固定，步进电机16通过弹性联轴器15带动丝杆25旋转，丝杆25带动丝杆螺母26移动，丝杆螺母26带动丝杆螺母支架27移动，丝杆螺母支架27带动滑移台30移动并靠近工件20，使得接触轮6靠近工件20，启动驱动轮电机9，驱动轮电机9通过凸缘联轴器10带动驱动轮轴11旋转，驱动轮轴11带动驱动轮14旋转，驱动轮14通过接触轮6的配合带动砂带23传送旋转，通过砂带23可以对工件进行磨削，接触轮6的调节半径位置为10-20cm，利用液压气缸22推动连接装置1，带动接触轮6角度调节，可以带动砂带23角度调节，可以调节加工倾斜角度，利用气动推杆24推动连接装置1并将作用力传递给接触轮6，接触轮6带动砂带23对工件20挤压，可以调节对工件20的挤压力度，进而调节加工力度。

以上所述，仅为本实施例较佳的具体实施方式，但本实施例的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实施例揭露的技术范围内，根据本实施例的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实施例的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种沿齿轮齿廓方向恒线速度磨削的精密砂带磨削机构，包括工作台(19)，工作台(19)的顶部设置有装夹装置基座(7)，装夹装置基座(7)上设置有装夹装置(21)，装夹装置(21)上固定有工件(20)，其特征在于，所述工作台(19)的顶部设置有推送机构，推动机构上连接有滑移台(30)，滑移台(30)与工作台(19)的顶部滑动连接，滑移台(30)的顶部设置有两个支撑架(29)，两个支撑架(29)上设置有同一个大锥轮夹板(13)，大锥轮夹板(13)的内侧固定安装有两个第二深沟球轴承(18)，两个第二深沟球轴承(18)之间转动安装有驱动轮(14)，驱动轮(14)上连接有驱动机构，大锥轮夹板(13)上连接有气动推杆(24)，气动推杆(24)上连接有连接机构，连接机构上连接有小锥轮夹板(4)，小锥轮夹板(4)的内侧设置有两个小锥轮电动推杆(5)，两个小锥轮电动推杆(5)之间转动安装有同一个接触轮(6)，驱动轮(14)与接触轮(6)的外侧传动连接有同一个砂带(23)。

2.根据权利要求1所述的一种沿齿轮齿廓方向恒线速度磨削的精密砂带磨削机构，其特征在于，所述装夹装置(21)上设置有肋板(8)。

3.根据权利要求1所述的一种沿齿轮齿廓方向恒线速度磨削的精密砂带磨削机构，其特征在于，所述推动机构包括步进电机(16)，步进电机(16)安装在工作台(19)的顶部，步进电机(16)的输出轴上安装有弹性联轴器(15)，弹性联轴器(15)上连接有丝杆(25)，工作台(19)的顶部安装有固定侧支撑座(17)，丝杆(25)与固定侧支撑座(17)转动连接。

4.根据权利要求3所述的一种沿齿轮齿廓方向恒线速度磨削的精密砂带磨削机构，其特征在于，所述丝杆(25)的外侧螺纹连接有螺母(26)，螺母(26)的外侧安装有丝杆螺母支架(27)，丝杆螺母支架(27)与滑移台(30)的底部固定连接。

5.根据权利要求3所述的一种沿齿轮齿廓方向恒线速度磨削的精密砂带磨削机构，其特征在于，所述工作台(19)的顶部固定安装有丝杆旋转支撑板(28)，丝杆(25)的端头与丝杆旋转支撑板(28)转动连接。

6.根据权利要求1所述的一种沿齿轮齿廓方向恒线速度磨削的精密砂带磨削机构，其特征在于，所述工作台(19)的顶部开设有滑槽，滑移台(30)与滑槽的内壁滑动连接。

7.根据权利要求1所述的一种沿齿轮齿廓方向恒线速度磨削的精密砂带磨削机构，其特征在于，所述驱动机构包括驱动轮电机(9)、凸缘联轴器(10)、驱动轮轴(11)和第一深沟球轴承(12)，驱动轮电机(9)通过电机座安装在滑移台(30)的顶部相连，第一深沟球轴承(12)安装在滑移台(30)的顶部相连，驱动轮轴(11)与第一深沟球轴承(12)的内圈相连，驱动轮轴(11)的前端与驱动轮(14)相连，凸缘联轴器(10)连接在驱动轮电机(9)的输出轴与驱动轮轴(11)之间。

8.根据权利要求1所述的一种沿齿轮齿廓方向恒线速度磨削的精密砂带磨削机构，其特征在于，所述连接机构包括连接装置(1)，连接装置(1)的两侧均设置有定位销(3)，两侧所述的定位销(3)分别与气动推杆(24)和小锥轮夹板(4)相连。

9.根据权利要求8所述的一种沿齿轮齿廓方向恒线速度磨削的精密砂带磨削机构，其特征在于，所述连接装置(1)为十字板结构。

10.根据权利要求1所述的一种沿齿轮齿廓方向恒线速度磨削的精密砂带磨削机构，其特征在于，所述滑移台(30)的顶部通过轴销转动设置有两个液压气缸(22)，两个液压气缸(22)与滑移台(30)之间设置有螺栓(2)，两个液压气缸(22)的输出轴均与连接装置(1)的底部角度调节连接。

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