专利名称：胶圈装配装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种胶圈装配装置。该胶圈装配装置针对在刚性轮轴或轮彀上套设柔性胶圈的应用需求设计，特别是刚性轮轴或轮彀的轴向两端部带有直径更大的定位环，而胶圈内径几乎与刚性轮轴或轮彀的中部小直径支撑轴相等，同一支撑轴上设置至少一个刚性轮轴或轮彀的情形。
背景技术：
实际生活和生产实践中，经常遇到在刚性轮轴或轮彀上套设柔性胶圈的应用需求。这是由于一些特殊场合下，既要实现力的传输，又要保证传动机构或力矩输运器件之间具有良好平滑的传输特性，减少传输过程中可能产生的震荡。刚性轮轴或轮彀上套设柔性胶圈正是为了适应这种应用需求，为力矩的传输提供一种缓冲作用和一定数值范围的摩擦作用力，使刚性轮轴或轮彀获得的扭矩通过柔性胶圈平滑地向外传递，而不发生打滑现象。为了保持柔性胶圈与刚性轮轴或轮彀之间的稳定结合和定位，通常，柔性胶圈的内径稍小于或等于刚性轮轴或轮彀的支撑轴直径，两者之间采用过盈配合，使柔性胶圈在刚性轮轴或轮彀的支撑轴上处于张紧状态，以获得满足传输应用需要的摩擦力；同时在刚性轮轴或轮彀的支撑轴轴向两端靠近柔性胶圈轴向边沿处设置直径大于柔性胶圈内径的沿刚性轮轴或轮彀的支撑轴径向延伸的定位环，将柔性胶圈定位于刚性轮轴或轮彀由定位环限定的支撑轴中部凹环部位，防止其发生轴向位移或脱落。这种应用经常见于自行车轮彀与外胎、汽车轮彀与外胎、打印机用色带产品中用于传送基带的柔性胶圈与刚性塑料轮彀，以及其它类似的应用场合。其中，对于色带产品的柔性胶圈与刚性塑料轮彀组配的情形，刚性塑料轮彀采用不能发生塑性变形的热固性塑料或类似的热固性材料制备，因而在机件装配过程中以及正常使用情况下，刚性塑料轮彀基本上不会发生宏观变形；柔性胶圈则采用具有一定弹性形变能力的橡胶或类似的弹性材料制备，因而在机件装配过程中以及正常使用情况下，柔性胶圈允许发生一定范围的塑性变形。如
图1、2、3、4、5、6、7、8所示。
图1、2、3、4、5、6、7、8分别示出打印机用色带产品中柔性胶圈与刚性塑料轮彀，及其组配情形。其中，
图1、2、8分别示出设置于同一支撑轴上的两个刚性塑料轮彀，及其与相应两个柔性胶圈的组配；图3、4、5、7分别示出设置于支撑轴上的一个刚性塑料轮彀，以及其与相应一个柔性胶圈的组配；图6是其外圆柱面为齿轮的柔性胶圈结构示意图。图7、8是相应塑料轮彀与柔性胶圈装配成品或半成品的轴向截面视图。
图1、2示出复合轮彀1，其在同一支撑轴10上设置了两个相互间具有一定轴向间隙的同轴的刚性塑料轮彀12、13。支撑轴10自轮彀13向轮彀12方向延伸至轮彀12之外。轮彀12、13的直径相同，其轴向两端部分别设置沿其支撑轴10径向延伸的定位环14。定位环14的直径大于轮彀12、13的直径。轮彀13(在支撑轴10反向设置的情况下，也可以是轮彀12)的轴向外端部设置有与支撑轴10同轴的定位盘或定位环15。轮彀12外端部附近的支撑轴10上设置一个加厚环11，有助于复合轮彀1的定位。支撑轴10和定位盘15相互配合可实现复合轮彀1在相应机件上的轴向定位。胶圈3的内圆柱面直径r等于或稍小于轮彀12、13的直径，其外圆柱面为直径大于定位环14的外齿轮。复合轮彀1采用不能发生塑性变形的塑料制备。胶圈3采用具有一定弹性形变能力的橡胶材料制备。具有相同内外径的胶圈3分别装入轮彀12、13由定位环14限定的部位(如图6、8所示)，得到复合齿轮体(图8所示为复合齿轮体半成品)。
图3、4示出轮彀2，其在支撑轴20上设置了一个刚性塑料轮彀22。支撑轴20沿轮彀22的轴向一侧延伸至轮彀22之外。轮彀22外端部附近的支撑轴20上设置一个加厚环21，有助于轮彀2的定位。轮彀22轴向两端部分别设置沿其支撑轴20径向延伸的定位环24。定位环24的直径大于轮彀22的直径。轮彀22的轴向另一侧外端部设置有与支撑轴20同轴的定位盘25。支撑轴20和定位盘25相互配合可实现轮彀2在相应机件上的轴向定位。胶圈3的内圆柱面直径r等于或稍小于轮彀22的直径。轮彀2采用不能发生塑性变形的塑料制备。胶圈3采用具有一定弹性形变能力的橡胶材料制备，其内圆柱面直径r等于或稍小于轮彀22的直径，其外圆柱面为外齿轮。胶圈3装入轮彀22由定位环24限定的部位(如图5、6、7所示)，得到复合齿轮体4。
上述复合齿轮体的早期装配方式通常采用手工操作。由于轮彀定位环的直径大于胶圈内圆柱面直径，因此，必须使胶圈内圆柱面处于扩张状态，才能将胶圈套入轮彀部位，获得复合齿轮体。采用手工方式扩张胶圈，通常是以手指辅以一定的辅助工具把胶圈压入轮彀。这样容易产生操作疲劳和劳动损伤，同时装配速度较慢，生产效率低下，对提高产率极为不利。因此，轮彀与胶圈的装配成为制约提高色带产品产率的瓶颈。
实用新型内容本实用新型目的，是针对其轴向两侧带有大直径定位环的刚性轮彀装配其内圆柱面直径小于该定位环的胶圈的实际需求，提供一种结构简单，具有机械化自动操作功能的胶圈装配装置。
按照上述设计目的，本实用新型的胶圈装配装置，包括驱动机构701、输送机构、工件夹头703、两个定位台704、710、机械手指708和过渡件6。这些机械构件具有如下的构造和配置关系。
其中的输送机构将轮彀和胶圈3分别输往与其对应的定位台704、710。
其中的工件夹头703通过连杆702与驱动机构701连接，并在驱动机构701的作用下可以夹持或松开上述轮彀，还可以做垂向的直线往复运动，还可以在定位台704和定位台710之间做水平方向的往复运动，以及分别定位于定位台704和定位台710所在的相应位置。
其中的定位台704的上端面用于将输送机构输运来的轮彀定位于其上。定位后，上述轮彀的中轴方向平行于工件夹头703的铅垂运动方向。
其中的定位台710设置有其中轴平行于工件夹头703铅垂运动方向的通孔717。通孔717的直径等于或稍大于上述轮彀的定位环直径，而小于胶圈3的外圆柱面直径。通孔717的上端面用于将输送机构输运来的胶圈3定位于其上。定位后，胶圈3的中轴与通孔717的中轴重合。
其中的机械手指708在垂直于工件夹头703的铅垂运动方向上，可以处于夹紧状态或松弛状态，以握持过渡件6使其中轴保持平行于工件夹头703的铅垂运动方向；或放开过渡件6，允许该过渡件6处于自然状态。被机械手指708握持后，过渡件6的中轴与通孔717的中轴重合。
其中的过渡件6外形呈截顶锥台6。锥台61的下底面设置有与上述轮彀的定位盘形状相适配的凹口62。凹口62在垂直于工件夹头703的铅垂运动方向上，可以与上述轮彀的定位盘形成过盈配合。锥台61的下底直径等于上述轮彀的定位环直径。
对上述本实用新型的技术方案——胶圈装配装置，可以做出如下进一步的后续改进。
在过渡件6的凹口62的圆柱壁上，设置用于与轮彀的定位盘形成过盈配合的弹性夹紧环63。形成过盈配合之后的该弹性夹紧环63的中轴平行于工件夹头703的铅垂运动方向。
驱动机构701可以采用气缸。
轮彀可以是在其自身中轴20上仅设置有一个轮彀22的单一轮彀2。装配这种单一轮彀2时，对应的工件夹头703首先在定位台704的上端面拾取轮彀2，随后在定位台710垂向上方一定位置使轮彀2的定位盘25与被机械手指708握持的过渡件6的凹口62形成过盈配合。之后机械手指708放开过渡件6，工件夹头703夹持着带有过渡件6的轮彀2在定位台710垂向上方一定位置使胶圈3套合在轮彀22上。
另外，轮彀也可以是在其自身中轴20上仅设置有一个轮彀22的单一轮彀2。装配这种单一轮彀2时，对应的工件夹头703在定位台704的上端面拾取轮彀2，随后在定位台710垂向上方一定位置使轮彀2的定位盘25与被机械手指708握持的过渡件6的凹口62中的弹性夹紧环63形成过盈配合。之后机械手指708放开过渡件6，工件夹头703夹持着带有过渡件6的轮彀2在定位台710垂向上方一定位置使胶圈3套合在轮彀22上。
上述工件夹头703使胶圈3套合在轮彀22上的定位台710垂向上方的一定位置，由工件夹头703的垂向最低面与胶圈3的垂向上端面接触来确定。
轮彀还可以是设置于其自身中轴10上的由两个轮彀12、13构成的复合轮彀1。装配这种复合轮彀1时，对应的工件夹头703首先在定位台704的上端面拾取复合轮彀1，随后在定位台710垂向上方定位置使复合轮彀1的定位盘15与被机械手指708握持的过渡件6的凹口62形成过盈配合。之后机械手指708放开过渡件6，工件夹头703夹持着带有过渡件6的复合轮彀1在定位台710垂向上方第一位置使输送机构输运的第一个胶圈31套合在复合轮彀1垂向最上端的轮彀12上；在定位台710垂向上方第二位置使输送机构输运的第二个胶圈32套合在复合轮彀1垂向最下端的轮彀13上。
另外，轮彀还可以是设置于其自身中轴10上的由两个轮彀12、13构成的复合轮彀1。装配这种复合轮彀1时，对应的工件夹头703在定位台704的上端面拾取复合轮彀1，随后在定位台710垂向上方一定位置使复合轮彀1的定位盘15与被机械手指708握持的过渡件6的凹口62中的弹性夹紧环63形成过盈配合。之后机械手指708放开过渡件6，工件夹头703夹持着带有过渡件6的复合轮彀1在定位台710垂向上方第一位置使输送机构输运的第一个胶圈31套合在复合轮彀1垂向最上端的轮彀12上；在定位台710垂向上方第二位置使输送机构输运的第二个胶圈32套合在复合轮彀1垂向最下端的轮彀13上。
本实用新型的胶圈装配装置，进一步包括定位机构。该定位机构包括螺旋形弹簧707、弹簧座718、导杆713、滑块709和定位桩719。弹簧座718是位于通孔717下端由定位台710向内收缩形成的圆环台。滑块709固定于导杆713上端并可以沿通孔717的圆柱壁上下滑动。螺旋形弹簧707下端固定于弹簧座718上端部，其上端则抵靠于滑块709底部。导杆713的直径小于通孔717，其下端穿出弹簧座718之外。定位桩719位于导杆713下端以外，并可做水平方向往复运动。使第一个胶圈31与轮彀12套合的定位台710垂向上方第一位置，由定位桩719偏离通孔717的底部虚拟延伸区域，配合工件夹头703的垂向最低面与胶圈3的垂向上端面接触来确定。使第二个胶圈32与轮彀13套合的定位台710垂向上方第二位置，由定位桩719进入通孔717的底部虚拟延伸区域内，配合定位桩719上端面与导杆713下端面接触来确定。
定位台704的上端面设置有形状与复合轮彀1适应的定位槽7041。通孔717的上端面设置有形状与第一个胶圈31或第二个胶圈32均适应的环槽7101。该环槽7101的中轴与通孔717的中轴重合，其外径等于或稍大于第一个胶圈31或第二个胶圈32的外圆柱面直径。第一个胶圈31或第二个胶圈32放入通孔717上端面的环槽7101后，其上端面与定位台710的上端面可以齐平。
本实用新型的胶圈装配装置，针对带有直径较大的凸伸边圈的刚性塑料轮彀和内径小于凸伸边圈直径的弹性胶圈的结构特点，采用输送机构实现弹性胶圈和塑料轮彀的自动进料，构成自动进料系统。之后，启动驱动气缸使其通过工件夹头自动摘取刚性塑料轮彀，随后移位至弹性胶圈工位上方，将由机械手指操控的过渡件套入塑料轮彀下方的短轴上。随后驱动气缸进一步下行，过渡件穿过弹性胶圈，同时对其内径进行扩张，使刚性塑料轮彀插入或穿越弹性胶圈，完成塑料轮彀和弹性胶圈的装配。而对于需套入两个塑料胶圈的的复合轮彀，则在塑料胶圈的定位台下部设置可以通过附设气缸或其它驱动方式予以控制的定位桩来控制驱动气缸的下压行程，分两次将弹性胶圈套入位于复合塑料轮彀不同轴向横截面上的独立轮彀上，完成复合塑料轮彀和弹性胶圈的装配。装配完毕的产品由驱动气缸控制工件夹头放入一个辅助集料斗中。经过上述一个工作周期之后，驱动气缸驱动工件夹头回复初始工位，进入下一轮工作周期。本实用新型的胶圈装配装置，结构简单可靠，运行稳定，实现了胶圈装配工艺的机械化，其单机的胶圈装配速度较之手工操作获得成倍数的提高，从而降低了相应操作人员的劳动强度，也提高了生产效率。
图面说明
图1～2待装配的复合轮彀结构示意图。
图3～4待装配的单一轮彀结构示意图。
图5装配完毕的单一轮彀复合齿轮体结构示意图。
图6待装配的胶圈结构示意图。
图7过单一轮彀复合齿轮体中轴的剖视图。
图8过复合轮彀复合齿轮体半成品中轴的剖视图。
图9a、b本实用新型所用过渡件之一剖视图及其立体结构示意图。
图10本实用新型胶圈装配装置平面结构示意图。
图11a本实用新型胶圈装配装置工件夹头放大示意图。
图11b、c本实用新型胶圈装配装置轮彀定位台放大示意图。
图12a、b本实用新型胶圈装配装置所用机械手指的不同工位平面结构示意图。
图13本实用新型胶圈装配装置在工位III的运行流程图示之一。
图14本实用新型胶圈装配装置在工位III的运行流程图示之二。
图15a本实用新型胶圈装配装置在工位III的运行流程图示之三。
图15b、c本实用新型胶圈装配装置胶圈定位台放大示意图。
图16本实用新型胶圈装配装置在工位III的运行流程图示之四。
图17是
图16的局部放大图。
图18本实用新型胶圈装配装置在工位III的运行流程图示之五。
图19本实用新型胶圈装配装置在工位III的运行流程图示之六。
图20本实用新型胶圈装配装置在工位III的运行流程图示之七。
图21本实用新型胶圈装配装置在工位II的运行图。
图22本实用新型所用过渡件之二剖视图具体实施方式
参见
图10，是针对装配带有两独立轮彀(如
图1、2所示)的本实用新型胶圈装配装置的主要结构的平面示意图。该胶圈装配装置包括驱动气缸701、输送机构(
图10中未示出)、工件夹头703、两个相互独立的定位台704和710、机械手指708和过渡件6。此外，还可以附设一个设置于工件夹头703垂向下方，用于收集复合齿轮体产品的集料斗706。这些机构均设置于胶圈装配装置的基座705上。上述这些机械构件具有如下的构造关系和相互配置关系。
输送机构可以是传送带，或者是滑轨、轮盘等。它将复合轮彀1和外圆柱面为齿轮结构的弹性胶圈3分别输往对应的定位台704和定位台710。
定位台704提供一个用于支撑复合轮彀1的平台，其上端面设置有定位槽7041。定位槽7041是在定位台704的上端面形成的圆柱形凹孔，其侧壁的一部分被切除，切除后的开口与输送机构对接，使输送机构输运的复合轮彀1进入或滑入定位槽7041。定位槽7041的主要形状与复合轮彀1适应。复合轮彀1进入定位槽7041后，其较长的支撑轴10朝向铅垂向上方，其轮彀13和定位盘15则嵌入定位槽7041中(参阅
图10、11b、11c。
图11c省略了复合轮彀1或表示复合轮彀1进入定位槽7041之前的状态)。
定位台710提供一个用于支撑齿轮胶圈3的平台，其中开设有其中轴平行于铅垂方向的圆柱形通孔717。通孔717的直径等于或稍大于复合轮彀1的定位环14的直径，而小于齿轮胶圈3的齿缘所在外圆柱面直径。在通孔717的上端面设置有与其同轴的环槽7101，该环槽7101侧壁的一部分被切除，切除后的开口与输送机构对接，使输送机构输运的齿轮胶圈3进入环槽7101。环槽7101的形状与齿轮胶圈3适应。齿轮胶圈3进入并定位于环槽7101后，其中轴与圆柱形通孔717的中轴重合(参阅
图10、15b、15c。为直观起见，
图15c未示出齿轮胶圈3、螺旋形弹簧707、弹簧座718、导杆713以及滑块709)。
工件夹头703通过连杆702与驱动气缸701连接。驱动气缸701支撑于气缸支架716上，它可沿支架716做水平方向滑动，同时带动连杆702和工件夹头703做水平方向运动，并可在图示与定位台704对应的I、与集料斗706对应的II、与定位台710对应的III三个位置保持定位状态。图中虚线所示的II位和III位，表示驱动气缸701自初始工位I滑行后定位于该相应工位。连杆702与驱动气缸701的活塞相连接，它可以在驱动气缸701作用下沿铅垂方向做往复运动。夹手7031将工件夹头703固定在连杆702的下端部。工件夹头703包括气动手指7032、支撑壁7033、固紧板7034。支撑壁7033把气动手指7032和固紧板7034定位于其内。工件夹头703通过连杆702经驱动气缸701驱动下行至定位于定位槽7041中的复合轮彀1所在位置，将复合轮彀1的支撑轴10嵌入工件夹头703内的凹腔7035中，之后在驱动气缸701传来的压力的作用下，气动手指7032在水平方向以自外向内收缩的方式向凹腔7035的中轴部位推动并收拢固紧板7034，以夹紧复合轮彀1的支撑轴10，将复合轮彀1固定于工件夹头703的下端部。复合轮彀1除支撑轴10外的轮彀12、13、定位环14和定位盘15裸露在工件夹头703之外(
图10、11a)。
参见图9a、b，过渡件6外形呈截顶锥台61。锥台61的下底圆周直径等于复合轮彀1的定位环14的直径。锥台61的下底面设置有与复合轮彀1的定位盘15形状相适配的凹口62。凹口62可以在垂直于工件夹头703的铅垂运动方向上，与复合轮彀1的定位盘15形成过盈配合。这种过盈配合可以通过定位盘15的外圆环直径稍大于凹口62的直径，使定位盘15嵌入凹口62后形成紧密接触来实现；或者，在过渡件6的凹口62的圆柱壁上，设置圆环状的弹性夹紧环63来实现。该弹性夹紧环63的中轴平行于工件夹头703的铅垂运动方向。弹性夹紧环63的内圆环直径小于复合轮彀1的定位盘15外圆环直径，弹性夹紧环63的外圆环直径大于复合轮彀1的定位盘15外圆环直径，使弹性夹紧环63的外环部分嵌入凹口62的圆柱壁中，内环部分裸露在凹口62的圆柱壁之外。或者弹性夹紧环63是带有断口的非闭合圆环，依靠非闭合圆环向其圆心的弹性收缩力实现凹口62与复合轮彀1的定位盘15形成过盈配合。或者，可以将直径收缩圆环和非闭合圆环的特点结合后形成兼具这两个特点的弹性夹紧环63。
在装配图3、4所示的单一轮彀2时，则采用如图22所示的外形与过渡件6完全相同的过渡件5。其锥台51的下底圆周直径等于单一轮彀2的定位环24的直径。锥台51的下底面设置有与单一轮彀2的定位盘25形状相适配的凹口52。凹口52可以在垂直于工件夹头703的铅垂运动方向上，与单一轮彀2的定位盘25形成过盈配合。这种过盈配合可以通过定位盘25的外圆环直径稍大于凹口52的直径，使定位盘25嵌入凹口52后形成紧密接触来实现；或者，在过渡件5的凹口52的圆柱壁上，设置圆环状的弹性夹紧环53来实现。该弹性夹紧环53的中轴平行于工件夹头703的铅垂运动方向。弹性夹紧环53的内圆环直径小于单一轮彀2的定位盘25外圆环直径，弹性夹紧环53的外圆环直径大于单一轮彀2的定位盘25的外圆环直径，使弹性夹紧环53的外环部分嵌入凹口52的圆柱壁中，内环部分裸露在凹口52的圆柱壁之外。或者弹性夹紧环53是带有断口的非闭合圆环，依靠非闭合圆环向其圆心的弹性收缩力实现凹口52与单一轮彀2的定位盘25形成过盈配合。或者，可以将直径收缩圆环和非闭合圆环的特点结合后，形成兼具这两个结构特点的弹性夹紧环53。两个过渡件5和6之间的唯一区别，仅有与轮彀的定位盘24和定位盘14相适配的凹口52和62存在直径尺寸差异。
机械手指708包括夹头7082、气缸7081和支架7083。夹头7082、气缸7081支承于支架7083上。气缸7081驱动夹头7082在水平方向合拢或张开，以握持过渡件6，并使其中轴保持平行于工件夹头703的铅垂运动方向；或放开过渡件6，允许该过渡件6处于自然状态。被机械手指708握持并定位后，过渡件6的中轴与通孔717的中轴重合。夹头7082的相邻接的两个边上形成有缺口7084。夹头7082处于合拢状态时，缺口7084合拢成为锥台状的空腔。该空腔大小和形状与过渡件6外形相对应，以将过渡件6的除下底面以外的上底面和锥身容纳并固定于其中。夹头7082处于张开状态时，缺口7084分成两个部分，以解除对过渡件6的限制(
图12a、b)。
参见
图17，在定位台710的通孔717内部设置有辅助定位机构。该定位机构包括螺旋形弹簧707、弹簧座718、导杆713、滑块709和定位桩719。弹簧座718是位于通孔717下端由定位台710向内收缩形成的圆环台。滑块709固定于导杆713上端，它可以沿通孔717的圆柱壁上下滑动，也带动导杆713作垂向上下移动。螺旋形弹簧707下端固定于弹簧座718上端部，其上端抵靠于滑块709底部。这样螺旋形弹簧707可以在垂向施加给滑块709和导杆713指向通孔717上方的作用力。导杆713的直径小于通孔717，其下端穿出弹簧座718之外。定位桩719位于导杆713下端以外在定位台710上形成的相应支撑座上，在一定的气动压力下或其它驱动结构作用下，它可做水平方向往复运动。此外，在导杆713位于弹簧座718之外的部分及其下方末端头，分别设置有位置调节螺母714和缓冲垫715。位置调节螺母714可用于调整自然装配状态下导杆713相对于弹簧座718下端面的两侧的长度分布。缓冲垫715有助于减小驱动气缸701给胶圈装配装置各机件带来的震动冲击。
图10、13、14、15a、16、18、19、20、21分别示出采用胶圈装配装置组装复合轮彀1的装配流程。
图10中，驱动气缸701、连杆702和工件夹头703在定位台704的正上方，即装配工位I，对准由输送机构运至定位台704的定位槽7041中的复合轮彀1。与此同时，在工位III下方的机械手指708通过气缸712施加的水平作用力，将过渡件6握持于合拢的夹头7082上处于待机状态。此时，位于机械手指708下方的定位台710上的环槽7101中，则放置有输送机构运来的第一个齿轮胶圈31，其轴向的上端面与定位台710上端面保持基本齐平，处于待用状态。辅助定位机构的滑块709的上端面自然接触齿轮胶圈31轴向下端面，或位置稍低于齿轮胶圈31轴向下端面，从而保持分离状态。辅助定位机构的定位桩719在水平方向滑离导杆713的底部垂向虚拟延伸区域720。至此，整个胶圈装配装置处于胶圈装配流程的起始状态。
开机运行后，工件夹头703拾取复合轮彀1，之后沿气缸支架716滑行至装配工位III(
图10、13所示)。
之后驱动气缸701带动连杆702下压，工件夹头703将复合轮彀1的定位盘15压入过渡件6的凹口62中，夹紧环63随即在水平方向与定位盘15形成紧密夹持的过盈配合关系。其后，机械手指708通过气缸712施加的反向水平作用力，处于两指相互张开的状态(
图12b)。复合轮彀1与渡件6通过凹口62中的夹紧环63形成一个连接在一起的整体，如
图14、15a所示。机械手指708张开后，其两指间的水平距离允许工件夹头703以及复合轮彀1继续沿垂向下行。为清楚起见，
图15a省略了机械手指708和气缸712。
完成
图15a所示的动作后，在驱动气缸701作用下，工件夹头703继续沿垂向下行至定位台710上安放的齿轮胶圈31上方，过渡件6插入齿轮胶圈31内环，对其进行径向扩张。工件夹头703继续下行，复合轮彀1的垂向下端轮彀13轴向两端的定位环14相继穿过齿轮胶圈31，至复合轮彀1的垂向上端轮彀12的轴向下端的定位环14穿过齿轮胶圈31后，工件夹头703最低面与齿轮胶圈31上端面或定位台上端面接触，迫使驱动气缸701停止下行，齿轮胶圈31随即进入上端轮彀12，如
图16、17所示。此种状态下，定位桩719偏离通孔717的底部在铅垂方向的虚拟延伸区域720，因而导杆713可以自由下行，或者说导杆的下行行程仪受弹簧707允许的运动行程的限制。工件夹头703的垂向最低面与齿轮胶圈3的垂向上端面接触。当然，齿轮胶圈31的垂向上端面也可以低于环槽7101的上端面，这样，工件夹头703的垂向最低面将与定位台710的垂向上端面接触。
参阅
图18，在将齿轮胶圈31套入复合轮彀1的上端轮彀12之后，驱动气缸701驱使工件夹头703夹持着复合轮彀1做垂向上行，复合轮彀1与通孔717和环槽7101相互分离。与此同时，定位桩719进入并定位于通孔717的底部在铅垂方向的虚拟延伸区域720内；输送机构则把第二个齿轮胶圈32输运至环槽7101内予以定位。
随后，在驱动气缸701作用下，工件夹头703沿垂向下行至定位台710上安放的齿轮胶圈32上方，过渡件6插入齿轮胶圈32内环，对其进行径向扩张。工件夹头703继续下行，复合轮彀1的垂向下端轮彀13的下端定位环14穿过齿轮胶圈32后，定位桩719的上表面与导杆713的下方末端头缓冲垫715发生接触，将定位桩719产生的反作用力通过导杆713上传，迫使驱动气缸701停止下行，齿轮胶圈32随即进入下端轮彀13，如
图19所示。
接着，如图20所示，在将齿轮胶圈32套入复合轮彀1的下端轮彀13之后，驱动气缸701驱使工件夹头703夹持着复合轮彀1做垂向上行。复合轮彀1与通孔717和环槽7101相互分离后，定位于机械手指708的作用区域。机械手指708通过气缸712施加的水平作用力，将过渡件6握持于合拢的夹头7082上。驱动气缸701继续上行，使复合轮彀1的定位盘15脱出过渡件6的凹口62。至此，基本完成复合轮彀1与相应胶圈齿轮31、32的装配，得到复合齿轮体。最后，工件夹头703夹持着复合齿轮体，通过驱动气缸701沿气缸支架716滑行至卸载工位II，松开其内的气动手指7032，将复合齿轮体投入胶圈装配装置基座705上附设的集料斗706中(图21所示)。
在装配如图3、4所示的单一轮彀2时，所使用的胶圈装配装置和其主要装配流程与上述装配复合轮彀1的装配装置和主要流程基本相同，其差别之处在于单一轮彀2的装配可以省略复合轮彀1的第二个齿轮胶圈32的装配动作及其相应的由螺旋形弹簧707、弹簧座718、导杆713、滑块709和定位桩719构成的辅助定位机构。亦即胶圈装配装置仅需完成复合轮彀1的第一个齿轮胶圈31的装配动作，即可达到装配单一轮彀2的应用要求。
权利要求1.胶圈装配装置，包括驱动机构(701)、输送机构，所述输送机构将轮彀和胶圈(3)分别输往各自的定位台，其特征在于还包括工件夹头(703)、两个定位台(704、710)、机械手指(708)和过渡件(6)，所述工件夹头(703)通过连杆(702)与所述驱动机构(701)连接，在所述驱动机构(701)的作用下可以夹持或松开所述轮彀，可以做垂向直线往复运动，还可以在所述定位台(704)和所述定位台(710)之间做水平往复运动，以及分别定位于所述定位台(704)和所述定位台(710)所在的相应位置，所述定位台(704)的上端面用于将所述输送机构输运的所述轮彀定位于其上，定位后的所述轮彀的中轴方向平行于所述工件夹头(703)的铅垂运动方向，所述定位台(710)设置有其中轴平行于所述工件夹头(703)铅垂运动方向的通孔(717)，所述通孔(717)的直径等于或稍大于所述轮彀的定位环直径而小于所述胶圈(3)的外圆柱面直径，所述通孔(717)的上端面用于将所述输送机构输运的所述胶圈(3)定位于其上，定位后的所述胶圈(3)的中轴与所述通孔(717)的中轴重合，所述机械手指(708)在垂直于所述工件夹头(703)的铅垂运动方向上可以处于夹紧状态或松弛状态，以握持所述过渡件(6)使其中轴保持平行于所述工件夹头(703)的铅垂运动方向，或放开所述过渡件(6)允许其处于自然状态，被所述机械手指(708)握持后所述过渡件(6)的中轴与所述通孔(717)的中轴重合，所述过渡件(6)外形呈截顶锥台(61)，所述锥台(61)的下底面设置有与所述轮彀的定位盘形状相适配的凹口(62)，所述凹口(62)可以在垂直于所述工件夹头(703)的铅垂运动方向上与所述定位盘形成过盈配合，所述锥台(61)的下底直径等于所述轮彀的定位环直径。
2.根据权利要求1所述的胶圈装配装置，其特征在于所述过渡件(6)的凹口(62)的圆柱壁上设置有用于与所述轮彀的定位盘形成过盈配合的弹性夹紧环(63)，所述形成过盈配合的弹性夹紧环(63)的中轴平行于所述工件夹头(703)的铅垂运动方向。
3.根据权利要求1或2所述的胶圈装配装置，其特征在于所述驱动机构(701)是气缸。
4.根据权利要求1所述的胶圈装配装置，其特征在于所述轮彀是在其自身中轴(20)上仅设置有一个轮彀(22)的单一轮彀(2)，所述工件夹头(703)在所述定位台(704)的上端面拾取所述轮彀(2)，随后在所述定位台(710)垂向上方一定位置使所述轮彀(2)的定位盘(25)与被所述机械手指(708)握持的所述过渡件(6)的凹口(62)形成过盈配合，之后所述机械手指(708)放开所述过渡件(6)，所述工件夹头(703)夹持着带有所述过渡件(6)的所述轮彀(2)在所述定位台(710)垂向上方一定位置使所述胶圈(3)套合在所述轮彀(22)上。
5.根据权利要求2或3所述的胶圈装配装置，其特征在于所述轮彀是在其自身中轴(20)上仅设置有一个轮彀(22)的单一轮彀(2)，所述工件夹头(703)在所述定位台(704)的上端面拾取所述轮彀(2)，随后在所述定位台(710)垂向上方一定位置使所述轮彀(2)的定位盘(25)与被所述机械手指(708)握持的所述过渡件(6)的凹口(62)中的弹性夹紧环(63)形成过盈配合，之后所述机械手指(708)放开所述过渡件(6)，所述工件夹头(703)夹持着带有所述过渡件(6)的所述轮彀(2)在所述定位台(710)垂向上方一定位置使所述胶圈(3)套合在所述轮彀(22)上。
6.根据权利要求5所述的胶圈装配装置，其特征在于所述工件夹头(703)使所述胶圈(3)套合在所述轮彀(22)上的所述定位台(710)垂向上方的一定位置由所述工件夹头(703)的垂向最低面与所述胶圈(3)的垂向上端面接触来确定。
7.根据权利要求1所述的胶圈装配装置，其特征在于所述轮彀是设置于其自身中轴(10)上的由两个轮彀(12、13)构成的复合轮彀(1)，所述工件夹头(703)在所述定位台(704)的上端面拾取所述复合轮彀(1)，随后在所述定位台(710)垂向上方一定位置使所述复合轮彀(1)的定位盘(15)与被所述机械手指(708)握持的所述过渡件(6)的凹口(62)形成过盈配合，之后所述机械手指(708)放开所述过渡件(6)，所述工件夹头(703)夹持着带有所述过渡件(6)的所述复合轮彀(1)在所述定位台(710)垂向上方第一位置使所述输送机构输运的第一个胶圈(31)套合在所述复合轮彀(1)垂向最上端的轮彀(12)上，在第二位置使所述输送机构输运的第二个胶圈(32)套合在所述复合轮彀(1)垂向最下端的轮彀(13)上。
8.根据权利要求2或3所述的胶圈装配装置，其特征在于所述轮彀是设置于其自身中轴(10)上的由两个轮彀(12、13)构成的复合轮彀(1)，所述工件夹头(703)在所述定位台(704)的上端面拾取所述复合轮彀(1)，随后在所述定位台(710)垂向上方一定位置使所述复合轮彀(1)的定位盘(15)与被所述机械手指(708)握持的所述过渡件(6)的凹口(62)中的弹性夹紧环(63)形成过盈配合，之后所述机械手指(708)放开所述过渡件(6)，所述工件夹头(703)夹持着带有所述过渡件(6)的所述复合轮彀(1)在所述定位台(710)垂向上方第一位置使所述输送机构输运的第一个胶圈(31)套合在所述复合轮彀(1)垂向最上端的轮彀(12)上，在第二位置使所述输送机构输运的第二个胶圈(32)套合在所述复合轮彀(1)垂向最下端的轮彀(13)上。
9.根据权利要求8所述的胶圈装配装置，其特征在于还包括定位机构，所述定位机构包括螺旋形弹簧(707)、弹簧座(718)、导杆(713)、滑块(709)和定位桩(719)，所述弹簧座(718)是所述通孔(717)下端由所述定位台(710)收缩形成的圆环台，所述滑块(709)固定于所述导杆(713)上端并可以沿所述通孔(717)的圆柱壁上下滑动，所述螺旋形弹簧(707)下端固定于所述弹簧座(718)上端部，其上端抵靠于所述滑块(709)底部，所述导杆(713)的直径小于所述通孔(717)，其下端穿出所述弹簧座(718)之外，所述定位桩(719)位于所述导杆(713)下端以外并可做水平方向往复运动，所述工件夹头(703)使所述第一个胶圈(31)与所述轮彀(12)套合的所述定位台(710)垂向上方第一位置由所述定位桩(719)偏离所述通孔(717)的底部虚拟延伸区域配合所述工件夹头(703)的垂向最低面与所述第一个胶圈(31)的垂向上端面接触来确定，使所述第二个胶圈(32)与所述轮彀(13)套合的第二位置由所述定位桩(719)进入所述通孔(717)的底部虚拟延伸区域内配合所述定位桩(719)上端面与所述导杆(713)下端面接触来确定。
10.根据权利要求9所述的胶圈装配装置，其特征在于所述定位台(704)的上端面设置有形状与所述复合轮彀1适应的定位槽(7041)，所述通孔(717)的上端面设置有形状与所述第一个胶圈(31)或第二个胶圈(32)均适应的环槽(7101)，所述环槽(7101)的中轴与所述通孔(717)的中轴重合，其外径等于或稍大于所述第一个胶圈(31)或第二个胶圈(32)的外圆柱面直径，所述第一个胶圈(31)或第二个胶圈(32)放入所述通孔(717)上端面的环槽(7101)后，其上端面与所述定位台(710)的上端面齐平。
专利摘要本实用新型是一种胶圈装配装置。它包括驱动机构、输送机构、工件夹头、两个定位台、机械手指和过渡件。输送机构将轮彀和胶圈分别输往对应定位台。工件夹头在定位台之一拾取轮彀，随后在定位台之二垂向上方一定位置使轮彀与过渡件形成过盈配合。此后机械手指放开过渡件，工件夹头夹持着带有过渡件的轮彀在定位台之二垂向上方一定位置使胶圈套合在轮彀上。本实用新型结构简单可靠，胶圈装配速度快，可有效提高生产效率。
文档编号B25B27/06GK2837000SQ200520128669
公开日2006年11月15日 申请日期2005年10月7日 优先权日2005年10月7日
发明者赵波, 皮远岸, 万龙 申请人:珠海天威技术开发有限公司