CN208728843U - 内花键锥度可涨芯轴 - Google Patents

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宋超
宫涛
率秀清
翟展新
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Abstract

本实用新型涉及一种内花键锥度可涨芯轴,包括芯轴、涨套、十字垫圈、小锁紧螺母和大锁紧螺母,芯轴的两端均开设有中心孔,芯轴的左端螺纹连接有小锁紧螺母,芯轴的中部套设有涨套,芯轴的右端螺纹连接有大锁紧螺母,涨套与小锁紧螺母之间的芯轴上套设有十字垫圈,十字垫圈的一侧与小锁紧螺母相抵,十字垫圈的另一侧与涨套的一端端面相抵。本实用新型具有以下有益效果:通过本实用新型所述的内花键锥度可涨芯轴,夹具可消除定位间隙,保证齿轮同轴度,并且结构简单、操作方便,涨套为弹性变形,精度重复性好,可用于大批量的齿轮生产中。小锁紧螺母用于压紧涨套,另一个较大的大锁紧螺母用于卸下被加工的齿轮,不需要敲击,避免损坏工件和工装。

Description

内花键锥度可涨芯轴
技术领域
本实用新型涉及一种内花键锥度可涨芯轴,属于夹具技术领域。
背景技术
有些齿轮,例如变速箱换挡齿轮、工程机械输出齿轮等,齿轮上包括外齿和内花键,为保证齿轮传动过程的平顺性,对内花键与外齿同轴度要求较高。齿轮的工艺路线一般为:锻造-正火-车削-滚齿-拉削内花键-渗碳淬火-磨削外齿。为保证同轴度要求,磨削外齿夹具的定位精度必须高。目前一般采用外花键定位,内外花键存在定位间隙。磨齿时外齿与内花键之间会出现“几何偏心”的问题,从而导致磨齿加工后,外齿与内花键同轴度超差,无法满足使用要求。并且磨削力完全靠端面摩擦力抵消,加工过程存在位移的风险。因此需要设计一种夹具方案,可以消除这种间隙,还需操作便捷,重复使用可靠性高,满足大批量生产的需求。为解决该问题,专家们提出过多种方案,1、增大夹具外花键尺寸,夹具与工件采用过渡配合,这种方法减少甚至消除定位间隙,改善同轴度,但夹具装卸困难,夹具花键磨损后,无法满足要求;2、设计花键可涨芯轴,采用滑套结构,通过螺母压紧多个滑块移动,进行定心,对滑块制造精度一致性要求高,若某个滑块尺寸与其他不一致,无法保证定位精度,并且滑块需要使用钢丝锁紧,制造困难。
实用新型内容
根据以上现有技术中的不足,本实用新型要解决的技术问题是:为解决上述问题之一,提供一种内花键锥度可涨芯轴,用于齿轮的磨齿工序,通过涨紧齿轮内花键的形式,消除定位间隙,保证同轴度要求。
本实用新型所述的内花键锥度可涨芯轴,其特征在于:包括芯轴、涨套、十字垫圈、小锁紧螺母和大锁紧螺母,芯轴的两端均开设有中心孔,芯轴的左端螺纹连接有小锁紧螺母,芯轴的中部套设有涨套,芯轴的右端螺纹连接有大锁紧螺母,涨套与小锁紧螺母之间的芯轴上套设有十字垫圈,十字垫圈的一侧与小锁紧螺母相抵,十字垫圈的另一侧与涨套的一端端面相抵。
所述芯轴包括轴头段、前外螺纹部段、圆锥段、定径段、后外螺纹部段、轴尾段,轴头段的右端连接前外螺纹部段,前外螺纹部段的右端连接圆锥段的小径端,圆锥段的大径段连接定径段,定径段的右端连接后外螺纹部段,后外螺纹部段的右端连接轴尾段,轴头段、前外螺纹部段、圆锥段、定径段、后外螺纹部段、轴尾段同轴设置,且一体成型,小锁紧螺母与前外螺纹部段螺纹连接,十字垫圈套设在前外螺纹部段外侧,大锁紧螺母与后外螺纹部段螺纹连接,涨套套设在圆锥段的外侧。
所述涨套包括套体、外花建、锥形孔和四周槽,套体上开设有四周槽,套体的外壁上设置有外花建,套体的中心具有与圆锥段配合的锥形孔。
所述内花键锥度可涨芯轴,还包括导向键,圆锥段上开设有导向键槽A,套体的内壁上开设有导向键槽B,导向键的上部置入导向键槽A内,导向键的下部置入导向键槽B内。
所述十字垫圈用于压紧涨套,十字垫圈两端有十字交叉的圆弧面,使用时压紧力集中,自锁性好,当小锁紧螺母和涨套面略有不平行时,可以自适应。
所述四周槽沿套体对称切开,长度小于套体总长,即可保证其完成性,又便于外花建涨开,保证涨紧过程为弹性变形。
所述芯轴,材料20Cr,渗碳淬火处理,硬化层1.1mm以上,硬度HRC58-64。
所述涨套,材料65Mn,淬火处理,硬度HRC47-54。
所述轴尾段两侧铣平面,使用卡钳,夹紧铣扁一端,便于齿轮装卸。
所述十字垫圈,材料45钢,调质处理。
与现有技术相比,本实用新型具有以下有益效果:
通过本实用新型所述的内花键锥度可涨芯轴,夹具可消除定位间隙,保证齿轮同轴度,并且结构简单、操作方便,涨套为弹性变形,精度重复性好,可用于大批量的齿轮生产中。小锁紧螺母用于压紧涨套,另一个较大的大锁紧螺母用于卸下被加工的齿轮,不需要敲击,避免损坏工件和工装。
附图说明
图1为本实用新型的装配图;
图2为本实用新型剖视图;
图3为芯轴的结构放大示意图;
图4为涨套的结构放大示意图;
图5为导向键的结构放大示意图;
图6为十字垫圈的结构放大示意图;
图7为小锁紧螺母的结构放大示意图;
图8为大锁紧螺母的结构放大示意图;
图9为待加工工件的结构示意图。
图中:1、芯轴 1.1、轴头段 1.2、前外螺纹部段 1.3、圆锥段 1.4、定径段 1.5、后外螺纹部段 1.6、轴尾段 1.7、导向键槽A 2、涨套 2.1、套体 2.2、外花建 2.3、锥形孔2.4、四周槽 2.5、导向键槽B 3、导向键 4、十字垫圈 5、小锁紧螺母 6、大锁紧螺母。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步描述:
以下通过具体实施例对本实用新型作进一步说明,但不用以限制本实用新型,凡在本发明精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。
实施例一
如图1-8所示,所述内花键锥度可涨芯轴,包括芯轴1、涨套2、十字垫圈4、小锁紧螺母5和大锁紧螺母6,芯轴1的两端均开设有中心孔,芯轴1的左端螺纹连接有小锁紧螺母5,芯轴1的中部套设有涨套2,芯轴1的右端螺纹连接有大锁紧螺母6,涨套2与小锁紧螺母5之间的芯轴1上套设有十字垫圈4,十字垫圈4的一侧与小锁紧螺母5相抵,十字垫圈4的另一侧与涨套2的一端端面相抵。
本实施例中,所述芯轴1包括轴头段1.1、前外螺纹部段1.2、圆锥段1.3、定径段1.4、后外螺纹部段1.5、轴尾段1.6,轴头段1.1的右端连接前外螺纹部段1.2,前外螺纹部段1.2的右端连接圆锥段1.3的小径端,圆锥段1.3的大径段连接定径段1.4,定径段1.4的右端连接后外螺纹部段1.5,后外螺纹部段1.5的右端连接轴尾段1.6,轴头段1.1、前外螺纹部段1.2、圆锥段1.3、定径段1.4、后外螺纹部段1.5、轴尾段1.6同轴设置,且一体成型,小锁紧螺母5与前外螺纹部段1.2螺纹连接,十字垫圈4套设在前外螺纹部段1.2外侧,大锁紧螺母6与后外螺纹部段1.5螺纹连接,涨套2套设在圆锥段1.3的外侧;所述涨套2包括套体2.1、外花建2.2、锥形孔2.3和四周槽2.4,套体2.1上开设有四周槽2.4,套体2.1的外壁上设置有外花建2.2,套体2.1的中心具有与圆锥段1.3配合的锥形孔2.3;所述还包括导向键3,圆锥段1.3上开设有导向键槽A1.7,套体2.1的内壁上开设有导向键槽B2.5,导向键3的上部置入导向键槽A1.7内,导向键3的下部置入导向键槽B2.5内;所述十字垫圈4用于压紧涨套2,十字垫圈4两端有十字交叉的圆弧面,使用时压紧力集中,自锁性好,当小锁紧螺母5和涨套2面略有不平行时,可以自适应;所述四周槽2.4沿套体2.1对称切开,长度小于套体2.1总长,即可保证其完成性,又便于外花建2.2涨开,保证涨紧过程为弹性变形;所述芯轴1,材料20Cr,渗碳淬火处理,硬化层1.1mm以上,硬度HRC58-64;所述涨套2,材料65Mn,淬火处理,硬度HRC47-54;所述轴尾段1.6两侧铣平面,使用卡钳,夹紧铣扁一端,便于齿轮装卸;所述十字垫圈4,材料45钢,调质处理。
本具体实施方式的工作原理:内花键锥度可涨芯轴包括:芯轴、涨套、导向键、十字垫圈、小锁紧螺母、大锁紧螺母。
芯轴为主要部件, 1、两端中心孔,用于安装在磨齿机上;2、两处外螺纹,用于安装锁紧螺母,小锁紧螺母用于压紧涨套,另一个较大的大锁紧螺母用于卸下被加工的齿轮,不需要敲击,避免损坏工件和工装;3、外锥,用于和涨套内锥配合,通过旋转锁紧螺母,压迫涨套沿外锥移动,强制涨开外花键;4、导向键槽,固定涨套与其相对位置,保证齿轮安装和磨削时不旋转,便于夹具制造和使用,并在磨齿时承担部分磨削力;5、一端铣扁,便于齿轮装卸。
涨套用于连接齿轮和芯轴,1、外花键,与齿轮配合;2、内锥,与外锥配合;3、导向键槽,用于导向;4、四周槽,沿涨套对称切开,长度小于涨套总长,即可保证其完成性,又便于花键涨开,保证涨紧过程为弹性变形。
十字垫圈,用于压紧涨套,垫圈两端有十字交叉的圆弧面,使用时压紧力集中,自锁性好,当螺母和涨套面略有不平行时,可以自适应。
锁紧螺母,用于压紧涨套和卸下齿轮。
夹具使用步骤:1、将芯轴垂直放置,使用卡钳,夹紧铣扁一端;2、安装导向键于槽内;3、安装涨套;4、安装被加工齿轮;5、安装十字垫圈;6、安装锁紧螺母,并使用扳手逐渐旋紧,待涨套外花键与齿轮内花键完全接触后,停止;7、磨削后按相反步骤拆卸。
夹具的制造方法:芯轴,材料20Cr,渗碳淬火处理,硬化层1.1mm以上,硬度HRC58-64,工艺路线:锻造-正火-打中心孔-粗车外圆-铣键槽-渗碳淬火-研中心孔-车螺纹-磨外圆。
涨套,材料65Mn,淬火处理,硬度HRC47-54,工艺路线:棒料切断-正火-粗车内孔-半精车内孔和外圆-滚花键-淬火、回火-线切割槽-磨内孔-磨花键。最后磨花键工序涨套与芯轴安装后配磨,通过导向键限定了涨套和芯轴的相对位置,涨套每次安装使用,均为配磨的位置。这样保证涨套精度,减少制造难度。
十字垫圈,材料45钢,调质处理,工艺路线:切断-正火-粗车-调质-精车-铣圆角。锁紧螺母和导向键均按国标制造。
相关术语解释
齿轮:轮缘上有齿能连续啮合传递运动和动力的机械元件。花键:在圆周上由多个凸起和凹槽构成的周向联接结构,为多齿零件,在内圆柱表面上的花键为内花键,在外圆柱表面上的花键为外花键。夹具:机械制造过程中用来固定加工对象,使之占有正确的位置,以接受施工或检测的装置。同轴度:表示两个轴线保持在同一直线的状况,即通常所说的共轴状况。同轴度公差是被测实际轴线相对于基准轴线所允许的最大变动量。锥度:锥度是指圆锥的底面直径与锥体高度之比,如果是圆台,则为上、下两底圆的直径差与锥台高度之比值。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征以及本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解,本实用新型不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本实用新型精神和范围的前提下,本实用新型还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种内花键锥度可涨芯轴,其特征在于:包括芯轴(1)、涨套(2)、十字垫圈(4)、小锁紧螺母(5)和大锁紧螺母(6),芯轴(1)的两端均开设有中心孔,芯轴(1)的左端螺纹连接有小锁紧螺母(5),芯轴(1)的中部套设有涨套(2),芯轴(1)的右端螺纹连接有大锁紧螺母(6),涨套(2)与小锁紧螺母(5)之间的芯轴(1)上套设有十字垫圈(4),十字垫圈(4)的一侧与小锁紧螺母(5)相抵,十字垫圈(4)的另一侧与涨套(2)的一端端面相抵。
2.根据权利要求1所述的内花键锥度可涨芯轴,其特征在于:所述芯轴(1)包括轴头段(1.1)、前外螺纹部段(1.2)、圆锥段(1.3)、定径段(1.4)、后外螺纹部段(1.5)、轴尾段(1.6),轴头段(1.1)的右端连接前外螺纹部段(1.2),前外螺纹部段(1.2)的右端连接圆锥段(1.3)的小径端,圆锥段(1.3)的大径段连接定径段(1.4),定径段(1.4)的右端连接后外螺纹部段(1.5),后外螺纹部段(1.5)的右端连接轴尾段(1.6),轴头段(1.1)、前外螺纹部段(1.2)、圆锥段(1.3)、定径段(1.4)、后外螺纹部段(1.5)、轴尾段(1.6)同轴设置,且一体成型,小锁紧螺母(5)与前外螺纹部段(1.2)螺纹连接,十字垫圈(4)套设在前外螺纹部段(1.2)外侧,大锁紧螺母(6)与后外螺纹部段(1.5)螺纹连接,涨套(2)套设在圆锥段(1.3)的外侧。
3.根据权利要求2所述的内花键锥度可涨芯轴,其特征在于:所述涨套(2)包括套体(2.1)、外花建(2.2)、锥形孔(2.3)和四周槽(2.4),套体(2.1)上开设有四周槽(2.4),套体(2.1)的外壁上设置有外花建(2.2),套体(2.1)的中心具有与圆锥段(1.3)配合的锥形孔(2.3)。
4.根据权利要求3所述的内花键锥度可涨芯轴,其特征在于:还包括导向键(3),圆锥段(1.3)上开设有导向键槽A(1.7),套体(2.1)的内壁上开设有导向键槽B(2.5),导向键(3)的上部置入导向键槽A(1.7)内,导向键(3)的下部置入导向键槽B(2.5)内。
5.根据权利要求4所述的内花键锥度可涨芯轴,其特征在于:所述十字垫圈(4)用于压紧涨套(2),十字垫圈(4)两端有十字交叉的圆弧面,使用时压紧力集中,自锁性好,当小锁紧螺母(5)和涨套(2)面略有不平行时,可以自适应。
6.根据权利要求5所述的内花键锥度可涨芯轴,其特征在于:所述四周槽(2.4)沿套体(2.1)对称切开,长度小于套体(2.1)总长,即可保证其完成性,又便于外花建(2.2)涨开,保证涨紧过程为弹性变形。
7.根据权利要求6所述的内花键锥度可涨芯轴,其特征在于:所述芯轴(1),材料20Cr,渗碳淬火处理,硬化层1.1mm以上,硬度HRC58-64。
8.根据权利要求7所述的内花键锥度可涨芯轴,其特征在于:所述涨套(2),材料65Mn,淬火处理,硬度HRC47-54。
9.根据权利要求8所述的内花键锥度可涨芯轴,其特征在于:所述轴尾段(1.6)两侧铣平面,使用卡钳,夹紧铣扁一端,便于齿轮装卸。
10.根据权利要求9所述的内花键锥度可涨芯轴,其特征在于:所述十字垫圈(4),材料45钢,调质处理。
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