一种齿轮轴自动插装机的制作方法

本发明涉及自动装配领域，尤其涉及一种齿轮轴自动插装机。

背景技术：

齿轮传动机构在机械领域的应用相当广泛。齿轮轴是齿轮传动机构中的一种较为特殊的形式，它将齿轮和传动轴一体式直接成型，减少了齿轮和传动轴之间的连接结构，结构强度更好。齿轮轴在使用时需要与机架通过轴承进行连接，齿轮轴和轴承之间通常为过盈配合，两者装配的难度较大。传统的装配方式为人工装配，在对准定位之后采用敲击的方式完成两者的装配，这种方式不仅劳动强度很大，而且装配的精度完全取决于装配工人的操作经验，产品质量的稳定性不好。

目前，市场上也产生了一些齿轮轴自动插装机，通常采用气压或液压作为齿轮轴装配时的推力，这样的方案虽然降低了工人的劳动强度，在一定程度提高了生产效率，但是仅仅实现了插装动作的自动化，齿轮轴的进料和定位操作仍然需要人工完成，产能的大小受限于工人的数量和操作经验，而最终的装配质量更是完全取决于工人的经验。因此，实现至齿轮轴的制动插装对提高产能和装配质量具有重大意义。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种齿轮轴自动插装机，自动完成进料、定位和插装操作，不仅能大大提高插装效率，而且能很好的保障插装的精度。

为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案如下：一种齿轮轴自动插装机，至少包括：

机架，所述的机架上设有驱动装置和输出轴；

插装机构，包括上插装装置，所述的上插装装置包括沿机架上下运动的顶杆；

进料机构，包括与机架旋转活动连接且转动角速度相等的第一转盘和第二转盘；所述的第一转盘上环形均匀分布有上安装槽，所述的第二转盘上环形均匀分布有与上安装槽一一对应的下安装槽；插装时，其中一个上安装槽和对应的下安装槽同时与顶杆对齐；

传动机构，包括插装传动结构和进料传动结构，所述的输出轴通过插装传动结构驱动顶杆上下运动；所述的输出轴通过进料传动结构驱动第二转盘转动。

所述的进料机构包括与机架旋转活动连接且转动角速度相等的第一转盘和第二转盘；所述的第一转盘上环形均匀分布有上安装槽，所述的第二转盘上环形均匀分布有与上安装槽一一对应的下安装槽，操作时，工人只需要将齿轮轴放入上安装槽内，相应的箱体放入下安装槽内，转盘转动将齿轮轴和相应的箱体转运到上插装装置和下插装装置之间，自动完成进料操作；由于第一转盘和第二转盘的转动角速度相等，插装时，齿轮轴和箱体之间的定位精度很高。所述的输出轴通过插装传动结构驱动顶杆上下运动；所述的输出轴通过进料传动结构驱动第二转盘转动；顶杆的上下运动和第二转盘的转动均由驱动装置通过输出轴驱动，同步性更好，在整个插装过程中只需要调节驱动装置的运行即可实现对整个插装机的控制，不需要复杂的控制系统，插装机的使用性能和维护性能好。

作为优选，所述的第一转盘和第二转盘之间通过齿轮副传动，构成齿轮副的两个齿轮的分度圆直径相等；第一转盘和第二转盘转动同时转动、同时静止，且转动的角速度相等，转向相反。

作为优选，所述的进料机构还包括供料装置，所述的供料装置包括料斗、插板和输料通道，所述插板的一端与定时舵机连接并由定时舵机驱动上下摆动，另一端伸入料斗并在端部设有半圆形的料槽；所述输料通道的一端伸入料斗，另一端与上安装槽对应；插板摆动至上极限位置时，料槽与输料通道伸入料斗的一端对齐。插板在定时舵机的驱动下上下摆动穿过堆放在料斗内的齿轮轴，此时相应的齿轮轴进入料槽并随料槽一起运动至上极限位置；齿轮轴滑入输料通道并沿着输料通道进入相应的上安装槽。供料装置实现了齿轮轴的自动分拣和自动进料，工人只需要按一定的朝向将齿轮轴堆放在料斗中即可，大大降低了工人的劳动强度。

作为优选，所述的输出轴上设有第一锥齿轮；所述的插装传动结构包括第二转轴和第一连杆，所述的第二转轴上设有第二锥齿轮和转轮，所述的第一锥齿轮和第二锥齿轮啮合；所述第一连杆的一端与转轮远离旋转中心的位置铰接，另一端较接有第二连杆和第三连杆，所述第二连杆远离第一连杆的一端与机架铰接，所述第三连杆远离第一连杆的一端与上插装装置铰接。转轮、第一连杆、第二连杆和机架组成一个曲柄连杆机构，转轮作为主动杆并在输出轴的驱动下随第二转轴同步转动；第三转轴的一端与第一连杆和第二连杆的连接处铰接，另一端与上下运动的上插装装置铰接，由于四杆机构的运动是确定的，第三连杆的运动也是确定的，第三连杆驱动上插装装置沿机架上下滑动。

作为优选，所述的进料传动结构包括驱动第二转盘转动的第一转轴，所述的第一转轴与输出轴之间设有槽轮组件。槽轮转动结构具有单向间歇性传动的特性，在进行进料操作时，槽轮结构啮合并驱动第一转盘和第二转盘转动；而在进行插装操作时，槽轮结构分离，第一转盘和第二转盘处于静止状态，巧妙的实现了第一转盘和第二转盘的间歇性转动。

作为优选，所述的上插装装置包括顶杆和若干支撑杆，所述顶杆远离第二转盘的一端固定连接有导向盘；所述支撑杆远离第二转盘的一端穿过导向盘并通过拉紧弹簧与导向盘远离第二转盘的一面连接。支撑杆穿过导向盘，在顶杆向下运动的过程中，支撑杆可以保证转向盘不会发生偏转，间接的实现了顶杆沿直线运动，避免顶杆发生卡死，也能更好的保证插装精度。拉紧弹簧在顶杆向下运动是压紧支撑杆，并在顶杆向上运动时驱动支撑杆复位。

作为优选，所述支撑杆靠近第二转盘的一端连接有定位板，所述定位板面向第二转盘的一面设有定位凸台；所述的上安装槽内设有与定位凸台相对应的且在上安装槽内上下滑动的导向套。插装时，上插装装置向下运动，定位板随支撑杆上下运动，定位凸台伸入上安装槽内并带动到导向套向下插装装置运动。

作为优选，所述的机架上与顶杆对应的位置设有导向孔，所述导向孔的直径不小于导向套的外径；插装时，导向套在定位板的压力下滑入导向孔内。所述的导向孔内远离上插装装置的一端设有限位台阶；所述的插装机构还包括位于导向孔内的下插装装置，所述的下插装装置包括导料管组件和位于导料管组件和限位台阶之间的第一复位弹簧。导向套滑入导向孔内并通过导料管组件压缩第一复位弹簧，导料管组件靠近第二转盘的一端逐渐向第二转盘运动并伸入下安装槽内与待安装箱体上的轴孔对其，这种结构可以避免齿轮轴从导料管组件滑出之后与轴孔有过大的距离从而影响插装的精度。插装完成之后，上插装装置向上运动，导向套和导料管组件在第一复位弹簧的作用下复位。

作为优选，所述的导料管组件包括第一导料管，所述第一导料管远离第二转盘的一端设有环形凸边，第一导料管可以直接通过环形凸边和弹簧连接；所述第一导料管的管壁设有磁铁，磁铁的设置可以防止齿轮轴在通过第一导料管时，在第一导料管伸入下插装槽进行定位之前，过快的直接滑入下插装槽，影响插装精度。

作为优选，所述的导料管组件还包括护套，所述的护套通过第一复位弹簧与限位台阶连接；所述护套靠近上插装装置的一面设有容腔，所述的第一导料管穿过容腔底部并通过环形凸边限位；所述的容腔内还设有第二导料管，所述第二导料管远离第一导料管的一端设有限位凸边，所述的限位凸边与第一导料管之间设有第二复位弹簧；所述护套靠近上插装装置的一端设有盖板，所述盖板的中心设有与第一导料杆匹配的通孔。第二复位弹簧在插装时被压缩，第二导料管也同时向第一导料管运动，对第一导料管和第二导料管内部通孔的同心度起到微调作用，确保齿轮轴能顺利的通过导料管组件进入下安装槽。待插装完成之后，第一复位弹簧回复，推动第二导料管和盖板复位。

附图说明

图1为本实施例齿轮轴自动插装机的结构示意图；

图2为本实施例齿轮轴自动插装机中供料装置初始状态的示意图；

图3为本实施例齿轮轴自动插装机中供料装置供料状态的结构示意图；

图4为本实施例齿轮轴自动插装机中插装机构的结构示意图；

图5为本实施例齿轮轴自动插装机中插装机构处于插装状态的结构示意图；

图6为本实施例齿轮轴自动插装机中下插装装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例

如图1所示，一种齿轮轴自动插装机，至少包括：机架3、插装机构、进料机构和传动机构，所述的机架3上设有驱动装置11和输出轴12；所述的插装机构包括上插装装置5，所述的上插装装置5包括沿机架3上下运动的顶杆51；所述的进料机构包括与机架3旋转活动连接；所述的第一转盘42和第二转盘41之间通过齿轮副43传动，构成齿轮副43的两个齿轮的分度圆直径相等；第一转盘42和第二转盘41转动同时转动、同时静止，且转动的角速度相等，转向相反。所述的第一转盘42上环形均匀分布有上安装槽422，所述的第二转盘41上环形均匀分布有与上安装槽422一一对应的下安装槽411；插装时，其中一个上安装槽422和对应的下安装槽411同时与顶杆51对齐；操作时，工人只需要将齿轮轴7放入上安装槽422内，相应的箱体8放入下安装槽411内，转盘转动将齿轮轴7和相应的箱体8转运到上插装装置5和下插装装置6之间，自动完成进料操作；由于第一转盘42和第二转盘41的转动角速度相等，插装时，齿轮轴7和箱体8之间的定位精度很高。所述的传动机构包括插装传动结构22和进料传动结构21，所述的输出轴12通过插装传动结构22驱动顶杆51上下运动；所述的输出轴12通过进料传动结构21驱动第二转盘41转动。顶杆51的上下运动和第二转盘41的转动均由驱动装置11通过输出轴12驱动，同步性更好，在整个插装过程中只需要调节驱动装置11的运行即可实现对整个插装机的控制，不需要复杂的控制系统，插装机的使用性能和维护性能好。

进一步的，如图2所示，所述的进料机构还包括供料装置44，所述的供料装置44包括料斗441、插板444和输料通道442，所述插板444的一端与定时舵机443连接并由定时舵机443驱动上下摆动，另一端伸入料斗441并在端部设有半圆形的料槽445；所述输料通道442的一端伸入料斗441，另一端与上安装槽422对应；如图3所示，插板444摆动至上极限位置时，料槽445与输料通道442伸入料斗441的一端对齐。插板444在定时舵机443的驱动下上下摆动穿过堆放在料斗441内的齿轮轴7，此时相应的齿轮轴7进入料槽445并随料槽445一起运动至上极限位置；齿轮轴7滑入输料通道442并沿着输料通道442进入相应的上安装槽422。供料装置44实现了齿轮轴7的自动分拣和自动进料，工人只需要按一定的朝向将齿轮轴7堆放在料斗441中即可，大大降低了工人的劳动强度。

进一步的，如图4所示，所述的输出轴12上设有第一锥齿轮221；所述的插装传动结构22包括第二转轴和第一连杆224，所述的第二转轴上设有第二锥齿轮222和转轮223，所述的第一锥齿轮221和第二锥齿轮222啮合；所述第一连杆224的一端与转轮223远离旋转中心的位置铰接，另一端较接有第二连杆225和第三连杆226，所述第二连杆225远离第一连杆224的一端与机架3铰接，所述第三连杆226远离第一连杆224的一端与上插装装置5铰接。转轮223、第一连杆224、第二连杆225和机架3组成一个曲柄连杆机构，转轮223作为主动杆并在输出轴12的驱动下随第二转轴同步转动；第三转轴的一端与第一连杆224和第二连杆225的连接处铰接，另一端与上下运动的上插装装置5铰接，由于四杆机构的运动是确定的，第三连杆226的运动也是确定的，第三连杆226驱动上插装装置5沿机架3上下滑动。如图1所示，所述的进料传动结构21包括驱动第二转盘41转动的第一转轴212，所述的第一转轴212与输出轴12之间设有槽轮组件211。槽轮转动结构具有单向间歇性传动的特性，在进行进料操作时，槽轮结构啮合并驱动第一转盘42和第二转盘41转动；而在进行插装操作时，槽轮结构分离，第一转盘42和第二转盘41处于静止状态，巧妙的实现了第一转盘42和第二转盘41的间歇性转动。

进一步的，如图4和图5所示，所述的上插装装置5包括顶杆51和若干支撑杆53，所述顶杆51远离第二转盘41的一端固定连接有导向盘55；所述支撑杆53远离第二转盘41的一端穿过导向盘55并通过拉紧弹簧54与导向盘55远离第二转盘41的一面连接。支撑杆53穿过导向盘55，在顶杆51向下运动的过程中，支撑杆53可以保证转向盘不会发生偏转，间接的实现了顶杆51沿直线运动，避免顶杆51发生卡死，也能更好的保证插装精度。拉紧弹簧54在顶杆51向下运动是压紧支撑杆53，并在顶杆51向上运动时驱动支撑杆53复位。所述支撑杆53靠近第二转盘41的一端连接有定位板52，所述定位板52面向第二转盘41的一面设有定位凸台521；所述的上安装槽422内设有与定位凸台521相对应的且在上安装槽422内上下滑动的导向套421。插装时，上插装装置5向下运动，定位板52随支撑杆53上下运动，定位凸台521伸入上安装槽422内并带动到导向套421向下插装装置6运动。

进一步的，如图6所示，所述的机架3上与顶杆51对应的位置设有导向孔31，所述导向孔31的直径不小于导向套421的外径；插装时，导向套421在定位板52的压力下滑入导向孔31内。所述的导向孔31内远离上插装装置5的一端设有限位台阶32；所述的插装机构还包括位于导向孔31内的下插装装置6，所述的下插装装置6包括导料管组件和位于导料管组件和限位台阶32之间的第一复位弹簧61。导向套421滑入导向孔31内并通过导料管组件压缩第一复位弹簧61，导料管组件靠近第二转盘41的一端逐渐向第二转盘41运动并伸入下安装槽411内与待安装箱体8上的轴孔对齐，这种结构可以避免齿轮轴7从导料管组件滑出之后与轴孔有过大的距离从而影响插装的精度。插装完成之后，上插装装置5向上运动，导向套421和导料管组件在第一复位弹簧61的作用下复位。

更进一步的，所述的导料管组件包括第一导料管62，所述第一导料管62远离第二转盘41的一端设有环形凸边621，第一导料管62可以直接通过环形凸边621和弹簧连接；所述第一导料管62的管壁设有磁铁，磁铁的设置可以防止齿轮轴7在通过第一导料管62时，在第一导料管62伸入下插装槽进行定位之前，过快的直接滑入下插装槽，影响插装精度。所述的导料管组件还包括护套63，所述的护套63通过第一复位弹簧61与限位台阶32连接；所述护套63靠近上插装装置5的一面设有容腔，所述的第一导料管62穿过容腔底部并通过环形凸边621限位；所述的容腔内还设有第二导料管65，所述第二导料管65远离第一导料管62的一端设有限位凸边651，所述的限位凸边651与第一导料管62之间设有第二复位弹簧66；所述护套63靠近上插装装置5的一端设有盖板64，所述盖板64的中心设有与第一导料杆匹配的通孔。第二复位弹簧66在插装时被压缩，第二导料管65也同时向第一导料管62运动，对第一导料管62和第二导料管65内部通孔的同心度起到微调作用，确保齿轮轴7能顺利的通过导料管组件进入下安装槽411。待插装完成之后，第一复位弹簧61回复，推动第二导料管65和盖板64复位。

以上所述的齿轮轴自动插装机，自动完成进料、定位和插装操作，不仅能大大提高插装效率，而且能很好的保障插装的精度。

总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。