内啮合强制运动链外花键滚磨机的制作方法

本发明涉及滚磨机领域，尤其涉及一种内啮合强制运动链外花键滚磨机。

背景技术：

花键轴是指用于传递机械扭矩并与套设于在轴上的旋转件保持同步的机械元件。花键轴的外表设有纵向的键槽，套在轴上的旋转件也有对应的键槽，可保持跟轴同步旋转。在旋转的同时，有的还可以在轴上作纵向滑动。因此，它在机械传动及整个机械领域中的应用极其广泛。花键轴的花键是机械运动中的扭矩传递部件，其制造工艺水平和产品质量直接影响总成质量。花键加工是利用机械的方法获得花键特定结构和精度的工艺过程。花键轴的花键加工工艺一般是：滚齿（或插齿）→渗碳淬火（或感应淬火）→修正基准→磨花键，花键轴经过渗碳淬火或感应淬火后会产生变形，因此，被加工花键轴淬火后还需进行齿面和齿形的精加工，现有技术中，对于花键轴这类产品，一般都采用珩齿工艺，珩齿加工是就用花键形的珩磨轮与被珩花键轴的花键做啮合传动，相当于一对花键传动，利用其齿面间的相对滑动速度和压力来进行珩磨的一种齿面精加工方法。珩齿工艺虽然能够改善齿面粗糙度，提高观感，但不能改善花键轴的花键传动精度，一是珩齿工艺是自由啮合，没有强制运动链，不能提高传递运动的准确性。第二，珩磨轮属于半挠性性质，工作时产生弹性变形，不能提高运动的平稳性。第三，由于珩磨轮的齿宽一般均小于被加工花键轴的齿宽，加之自由啮合，且工作过程中不作研磨处理，因此不能提高载荷分布的均匀性。

因此，现有花键齿形加工工艺不能改善被加工花键轴淬火后的精度，是一个亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明提出的内啮合强制运动链外花键滚磨机，旨在解决现有花键齿形加工工艺不能改善被加工花键轴淬火后的精度的技术问题。

本发明提供一种内啮合强制运动链外花键滚磨机，用于对淬火后的被滚磨花键轴进行精加工，内啮合强制运动链外花键滚磨机包括用于安装被滚磨花键轴的主轴夹具、与主轴夹具相连用于对主轴夹具安装的被滚磨花键轴进行传动的减速机构、用于安装滚磨内齿圈的滚磨头、与滚磨头相连用于对滚磨头进行高度调节以使滚磨头安装的滚磨内齿圈与主轴夹具安装的被滚磨花键轴内啮合的拖板挂轮机构、以及与滚磨头相连用于带动滚磨头上安装的滚磨内齿圈轴向反复在齿向方向上对被滚磨花键轴的花键部位进行滚磨的走刀机构。

进一步地，主轴夹具包括用于套设被滚磨花键轴的主轴、以及设于主轴和被滚磨花键轴之间用于将滚磨花键轴径向涨紧于主轴的中心孔内的弹性紧固组件。

进一步地，弹性紧固组件包括弹性套和紧固螺母，弹性套上依次设有弹性锥部、贯穿部和螺纹部，主轴的中心孔内对应设有与弹性锥部相匹配用于止挡弹性套的主轴锥部，弹性套伸入主轴锥部内、并通过紧固螺母将伸出主轴外的螺纹部进行锁紧。

进一步地，减速机构包括电机、与电机相连的蜗杆、与蜗杆相啮合的第一蜗轮、套设于第一蜗轮内的传动轴、与传动轴相连的直齿传动组件、以及用于架设直齿传动组件的齿轮箱。

进一步地，直齿传动组件包括套设于传动轴上的第一直齿圆柱齿轮、与第一直齿圆柱齿轮相啮合的第二直齿圆柱齿轮、以及套设于主轴上且与第二直齿圆柱齿轮相啮合的第三直齿圆柱齿轮，第一直齿圆柱齿轮、第二直齿圆柱齿轮和第三直齿圆柱齿轮成一条直线依次布置。

进一步地，拖板挂轮机构包括与传动轴固定连接的第一花键轴、套设于第一花键轴上的第一螺旋伞齿轮、与第一螺旋伞齿轮相啮合用于改变传动方向的第二螺旋伞齿轮、套设于第二螺旋伞齿轮内的第二花键轴、套设于第二花键轴的第三螺旋伞齿轮、与第三螺旋伞齿轮相啮合用于改变传动方向的第四螺旋伞齿轮、以及套设于第四螺旋伞齿轮内用于安装滚磨内齿圈的第三花键轴、固设于第三花键轴上的第一传动齿轮。

进一步地，第一花键轴和第三花键轴水平设置，第二花键轴竖直设置，第一花键轴与第二花键轴成90度角设置，第二花键轴与第三花键轴成90度角设置。

进一步地，滚磨头包括与第一传动齿轮相啮合的第二传动齿轮、以及与第二传动齿轮固定连接用于安装滚磨内齿圈的传动套。

进一步地，走刀机构包括与滚磨头固定连接的z轴燕尾主托板、与z轴燕尾主托板固定连接的蜗轮座、安装于蜗轮座上的第二蜗轮、套设于第二蜗轮内的花键丝杆轴、用于与花键丝杆轴相连的手动控制组件、正转机动控制组件和反转机动控制组件、以及用于切换花键丝杆轴与手动控制组件、正转机动控制组件和反转机动控制组件的连接状态以对花键丝杆轴进行静态或正反转控制以使滚磨机工作在手摇状态或正反转机动状态的切换控制组件。

进一步地，手动控制组件包括第一连接轴、以及套设于第一连接轴上且与齿轮箱固定连接的固定齿轮，正转机动控制组件为套设于传动轴上的第四直齿传动齿轮，反转机动控制组件包括用于安装第二直齿圆柱齿轮的第二连接轴、套设于第二连接轴上的第五直齿传动齿轮、与第五直齿传动齿轮相啮合的第六直齿传动齿轮、与第六直齿传动齿轮相啮合且套设于第一连接轴的第七直齿传动齿轮、以及套设于第一连接轴的第八直齿传动齿轮，切换控制组件包括滑移齿轮、用于拨动滑移齿轮动作以使滑移齿轮与固定齿轮、第四直齿传动齿轮或第八直齿传动齿轮相啮合的拨叉、与拨叉相联接的拨杆轴、以及与拨杆轴相连的球头手柄。

进一步地，内啮合强制运动链外花键滚磨机还包括设于z轴燕尾主托板上且可相对z轴燕尾主托板轴向移动用于顶接被滚磨花键轴的顶针机构，顶针机构包括顶针套、套设于顶针套内且可相对顶针套轴向移动用于顶接被滚磨花键轴中心孔的顶针、与顶针固定连接的丝杆、设于丝杆端部处的手轮、连接于手轮上的手柄、安装于z轴燕尾主托板上且可相对z轴燕尾主托板轴向移动用于架设顶针套的尾座、以及用于将尾座锁定在z轴燕尾主托板上的螺栓和压板。

本发明所取得的有益效果为：

本发明提供的内啮合强制运动链外花键滚磨机，采用主轴夹具、减速机构、滚磨头、拖板挂轮机构和走刀机构，通过减速机构来对安装有被滚磨花键轴的主轴夹具进行传动、通过拖板挂轮机构来对安装有滚磨内齿圈的滚磨头进行高度调节以使滚磨内齿圈与被滚磨花键轴内啮合、通过走刀机构来带动滚磨内齿圈在齿向方向上对被滚磨花键轴的花键部位进行充分滚磨，从而使经过渗碳淬火和感应淬火后的被滚磨花键轴的精加工精度稳定地控制在gb/10095的6~7级，并且能适应各种花键轴的加工。本发明提供的内啮合强制运动链外花键滚磨机，对淬火后花键轴的齿形齿面加工精度高、并可适配各种花键轴的加工，通用性强。

附图说明

图1为本发明内啮合强制运动链外花键滚磨机一实施例的正面结构示意图；

图2为本发明内啮合强制运动链外花键滚磨机一实施例的正剖面结构示意图；

图3为本发明内啮合强制运动链外花键滚磨机一实施例的右侧面结构示意图；

图4为本发明内啮合强制运动链外花键滚磨机一实施例的左侧面结构示意图；

图5为图1中所述走刀机构一实施例的部分剖面结构示意图；

图6为图1中所述走刀机构一实施例的工作原理示意图；

图7为图1中所述顶针机构横向机动走刀机构第一实施例的部分结构示意图。

附图标号说明：

10、主轴夹具；20、减速机构；30、滚磨头；40、拖板挂轮机构；50、走刀机构；11、主轴；12、弹性紧固组件；121、弹性套；122、紧固螺母；1211、弹性锥部；1212、贯穿部；1213、螺纹部；111、主轴锥部；21、电机；22、蜗杆；23、第一蜗轮；24、传动轴；25、直齿传动组件；26、齿轮箱；251、第一直齿圆柱齿轮；252、第二直齿圆柱齿轮；253、第三直齿圆柱齿轮；41、第一花键轴；42、第一螺旋伞齿轮；43、第二螺旋伞齿轮；44、第二花键轴；45、第三螺旋伞齿轮；46、第四螺旋伞齿轮；47、第三花键轴；48、第一传动齿轮；31、第二传动齿轮；32、传动套；51、z轴燕尾主托板；52、蜗轮座；53、第二蜗轮；54、花键丝杆轴；55、手动控制组件；56、正转机动控制组件；57、反转机动控制组件；58、切换控制组件；551、第一连接轴；552、固定齿轮；561、第四直齿传动齿轮；571、第二连接轴；572、第五直齿传动齿轮；573、第六直齿传动齿轮；574、第七直齿传动齿轮；575、第八直齿传动齿轮；581、滑移齿轮；582、拨叉；583、拨杆轴；584、球头手柄；60、顶针机构；61、顶针套；62、顶针；63、丝杆；64、手轮；65、手轮手柄；66、尾座；67、螺栓；68、压板；69、丝杆螺母；59、机架；100、被滚磨花键轴；200、滚磨内齿圈。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

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。

如图1至图7所示，本发明第一实施例提出一种内啮合强制运动链外花键滚磨机，用于对淬火后的被滚磨花键轴100进行精加工，内啮合强制运动链外花键滚磨机包括用于安装被滚磨花键轴100的主轴夹具10、与主轴夹具10相连用于对主轴夹具10安装的被滚磨花键轴100进行传动的减速机构20、用于安装滚磨内齿圈200的滚磨头30、与滚磨头30相连用于对滚磨头30进行高度调节以使滚磨头30安装的滚磨内齿圈200与主轴夹具10安装的被滚磨花键轴100内啮合的拖板挂轮机构40、以及与滚磨头30相连用于带动滚磨头30上安装的滚磨内齿圈200轴向反复在齿向方向上对被滚磨花键轴100的花键部位进行滚磨的走刀机构50。其中，拖板挂轮机构40用于在径水平方向和竖直方向调节安装于滚磨头30上的滚磨内齿圈200，拖板挂轮机构40包括拖板机构和挂轮机构，拖板机构可采用自动或者手动驱动方式，例如电机驱动或是螺杆手柄驱动。挂轮机构可采用齿轮传动机构，例如采用直齿轮传动机构或是锥齿轮传动机构。减速机构20可采用齿轮减速机构、蜗轮蜗杆减速机构、或者这两者的组合。

本实施例提供的内啮合强制运动链外花键滚磨机，采用主轴夹具、减速机构、滚磨头、拖板挂轮机构和走刀机构，通过减速机构来对安装有被滚磨花键轴的主轴夹具进行传动、拖板挂轮机构来对安装有滚磨内齿圈的滚磨头进行高度调节以使滚磨内齿圈与被滚磨花键轴内啮合、走刀机构促使拖板挂轮机构轴向反复移动以带动滚磨内齿圈在齿向方向上对被滚磨花键轴的花键部位进行充分滚磨，从而使经过渗碳淬火和感应淬火后的被滚磨花键轴的精加工精度稳定地控制在gb/10095的6~7级，并且能适应各种花键轴的加工。本实施例提供的内啮合强制运动链外花键滚磨机，对淬火后花键轴的齿形齿面加工精度高、并可适配各种花键轴的加工，通用性强。

优选地，请见图1和图2，本实施例提供的内啮合强制运动链外花键滚磨机，主轴夹具10包括用于套设被滚磨花键轴的主轴11、以及设于主轴11和被滚磨花键轴之间用于将滚磨花键轴径向涨紧于主轴11的中心孔内的弹性紧固组件12。具体地，弹性紧固组件12包括弹性套121和紧固螺母122，弹性套121上依次设有弹性锥部1211、贯穿部1212和螺纹部1213，主轴11的中心孔内对应设有与弹性锥部1211相匹配用于止挡弹性套121的主轴锥部111，弹性套121伸入主轴锥部111内、并通过紧固螺母122将伸出主轴11外的螺纹部1213进行锁紧。在本实施例中，通过主轴11和弹性紧固组件12来精密安装被滚磨花键轴100，从而让滚磨内齿圈200与被滚磨花键轴100内啮合，使经过渗碳淬火和感应淬火后的被滚磨花键轴100的精加工精度稳定地控制在gb/10095的6~7级，并且能适应各种花键轴的加工。本实施例提供的内啮合强制运动链外花键滚磨机，淬火后花键轴的齿形齿面加工精度高、并可适配各种花键轴的加工，通用性强。

进一步地，参见图1至图4，本实施例提供的内啮合强制运动链外花键滚磨机，减速机构20包括电机21、与电机21相连的蜗杆22、与蜗杆22相啮合的第一蜗轮23、套设于第一蜗轮23内的传动轴24、与传动轴24相连的直齿传动组件25、以及用于架设直齿传动组件25的齿轮箱26。具体地，直齿传动组件25包括套设于传动轴24上的第一直齿圆柱齿轮251、与第一直齿圆柱齿轮251相啮合的第二直齿圆柱齿轮252、以及套设于主轴11上且与第二直齿圆柱齿轮252相啮合的第三直齿圆柱齿轮253，第一直齿圆柱齿轮251、第二直齿圆柱齿轮252和第三直齿圆柱齿轮253成一条直线依次布置。在本实施例中，减速机构20采用齿轮减速机构和蜗轮蜗杆减速机构这两者的组合，齿轮减速机构使用直齿传动组件25，直齿传动组件25中的第一直齿圆柱齿轮251、第二直齿圆柱齿轮252和第三直齿圆柱齿轮253采用平行轴齿轮传动中的内啮合直齿圆柱齿轮传动，传动比准确、稳定、效率高；工作可靠性高、寿命长，从而使经过渗碳淬火和感应淬火后的齿轮的精加工精度稳定地控制在gb/10095的6~7级，并且能适应各种齿轮的加工。

可选地，如图1至图4所示，本实施例提供的内啮合强制运动链外花键滚磨机，拖板挂轮机构40包括与传动轴24固定连接的第一花键轴41、套设于第一花键轴41上的第一螺旋伞齿轮42、与第一螺旋伞齿轮42相啮合用于改变传动方向的第二螺旋伞齿轮43、套设于第二螺旋伞齿轮43内的第二花键轴44、套设于第二花键轴44的第三螺旋伞齿轮45、与第三螺旋伞齿轮45相啮合用于改变传动方向的第四螺旋伞齿轮46、以及套设于第四螺旋伞齿轮46内用于安装滚磨内齿圈的第三花键轴47、固设于第三花键轴47上的第一传动齿轮48。具体地，第一花键轴41和第三花键轴47水平设置，第二花键轴44竖直设置，第一花键轴41与第二花键轴44成90度角设置，第二花键轴44与第三花键轴47成90度角设置。其中，传动轴24与第一花键轴41之间通过中间轴和联轴器进行固定连接。在本实施例中，通过拖板挂轮机构40来对滚磨头30上安装的滚磨内齿圈200进行传动，以带动滚磨内齿圈200进行旋转，从而使内啮合的滚磨内齿圈200与被滚磨花键轴100之间相互滚磨，使经过渗碳淬火和感应淬火后的齿轮的精加工精度稳定地控制在gb/10095的6~7级，并且能适应各种齿轮的加工。

优选地，请见1至图4，本实施例提供的内啮合强制运动链外花键滚磨机，滚磨头30包括与第一传动齿轮48相啮合的第二传动齿轮31、以及与第二传动齿轮31固定连接用于安装滚磨内齿圈200的传动套32。在本实施例中，通过传动套32来精密安装被滚磨内齿圈200，从而让滚磨内齿圈200与被滚磨花键轴100内啮合，使经过渗碳淬火和感应淬火后的被滚磨花键轴100的精加工精度稳定地控制在gb/10095的6~7级，并且能适应各种花键轴的加工。本实施例提供的内啮合强制运动链外花键滚磨机，淬火后花键轴的齿形齿面加工精度高、并可适配各种花键轴的加工，通用性强。

进一步地，参见1至图7，本实施例提供的内啮合强制运动链外花键滚磨机，走刀机构50包括与滚磨头30固定连接的z轴燕尾主托板51、与z轴燕尾主托板51固定连接的蜗轮座52、安装于蜗轮座52上的第二蜗轮53、套设于第二蜗轮53内的花键丝杆轴54、用于与花键丝杆轴54相连的手动控制组件55、正转机动控制组件56和反转机动控制组件57、以及用于切换花键丝杆轴54与手动控制组件55、正转机动控制组件56和反转机动控制组件57的连接状态以对花键丝杆轴54进行静态或正反转控制以使滚磨机工作在手摇状态或正反转机动状态的切换控制组件58。具体地，手动控制组件55包括第一连接轴551、以及套设于第一连接轴551上且与齿轮箱26固定连接的固定齿轮552，正转机动控制组件56为套设于传动轴24上的第四直齿传动齿轮561，反转机动控制组件57包括用于安装第二直齿圆柱齿轮252的第二连接轴571、套设于第二连接轴571上的第五直齿传动齿轮572、与第五直齿传动齿轮572相啮合的第六直齿传动齿轮573、与第六直齿传动齿轮573相啮合且套设于第一连接轴551的第七直齿传动齿轮574、以及套设于第一连接轴551的第八直齿传动齿轮575，切换控制组件58包括滑移齿轮581、用于拨动滑移齿轮581动作以使滑移齿轮581与固定齿轮552、第四直齿传动齿轮561或第八直齿传动齿轮575相啮合的拨叉582、与拨叉582相联接的拨杆轴583、以及与拨杆轴583相连的球头手柄584。在本实施例中，内啮合强制运动链外花键滚磨机采用手动或自动进给方式，其工作原理如下所示：

摇动球头手柄584，滑移齿轮581移动至花键丝杆轴54最右端与固定齿轮552相啮合时，花键丝杆轴54锁定不动，转变成手摇状态。摇动球头手柄584，滑移齿轮581移动至花键丝杆轴54中端与第四直齿传动齿轮561相啮合时，转变成机动状态，花键丝杆轴54正转，滚磨头30向右进给。当滑移齿轮581移动至花键丝杆轴54左端与第八直齿传动齿轮575相啮合时，花键丝杆轴54反转、反向，滚磨头30向左进给，从而使滚磨头30左右进给，在齿向方向来对被滚磨花键轴100的花键部位进行充分滚磨。

优选地，如图1至图7所示，本实施例提供的内啮合强制运动链外花键滚磨机，内啮合强制运动链外花键滚磨机还包括设于机架59上且可相对机架59轴向移动用于顶接被滚磨花键轴100的顶针机构60，顶针机构60包括顶针套61、套设于顶针套61内且可相对顶针套61轴向移动用于顶接被滚磨花键轴100中心孔的顶针62、与顶针62固定连接的丝杆螺母69、设于丝杆螺母69端部处的手轮64、连接于手轮64上的手轮手柄65、安装于机架59上且可相对机架59轴向移动用于架设顶针套61的尾座66、以及用于将尾座66锁定在机架59上的螺栓67和压板68，丝杆螺母69内设有丝杆63。在本实施例中，为了进一步固定被滚磨花键轴100，内啮合强制运动链外花键滚磨机还设有用于顶持被滚磨花键轴100的顶针机构60，加工被滚磨花键轴100时，通过手动摇转手轮手柄65，尾座66上的顶针62轴向移动，直至调节后的顶针62顶住被滚磨花键轴100的中心孔为止，然后再对被滚磨花键轴100进行滚磨加工。

请见图1至图7，本实施例提供的内啮合强制运动链外花键滚磨机，其工作原理和传动关系如下所示：

工作原理为：

将被滚磨花键轴100安装于主轴夹具10上，将滚磨内齿圈200安装于滚磨头30上，调节拖板挂轮机构40，使滚磨内齿圈200和被滚磨花键轴100之间相互内啮合。开启电机21，使相互内啮合的滚磨内齿圈200和被滚磨花键轴100在减速机构20和拖板挂轮机构40的带动下旋转，机动调节走刀机构，使滚磨头30左右轴向移动，带动滚磨内齿圈200充分滚磨被滚磨花键轴100的花键部位，从而使滚磨头30上安装的滚磨内齿圈200与主轴夹具10上安装的被滚磨花键轴100相互之间产生滚磨运动。

机床手摇来回进给时，电机21提供的动力由减速机构20中的蜗杆22传到第一蜗轮23，然后分为两条传动链，两条传动链的传动关系分别为：

第一条传动链：电机21→蜗杆22→第一蜗轮23→传动轴24→第一直齿圆柱齿轮251→第二直齿圆柱齿轮252→第三直齿圆柱齿轮253→主轴11→被滚磨花键轴100。

第二条传动链：电机21→蜗杆22→第一蜗轮23→传动轴24→第一花键轴41→第一螺旋伞齿轮42→第二螺旋伞齿轮43→第二花键轴44→第三螺旋伞齿轮45→第四螺旋伞齿轮46→第三花键轴47→第一传动齿轮48→第二传动齿轮31→传动套32→滚磨内齿圈200。

机床机动进给时，电机21提供的动力由减速机构20中的蜗杆22传到第一蜗轮23，然后分为三条传动链，三条传动链的传动关系分别为：

正转时的传动链为：

第一条传动链：电机21→蜗杆22→第一蜗轮23→传动轴24→第一直齿圆柱齿轮251→第二直齿圆柱齿轮252→第三直齿圆柱齿轮253→主轴11→被滚磨花键轴100。

第二条传动链：电机21→蜗杆22→第一蜗轮23→传动轴24→第一花键轴41→第一螺旋伞齿轮42→第二螺旋伞齿轮43→第二花键轴44→第三螺旋伞齿轮45→第四螺旋伞齿轮46→第三花键轴47→第一传动齿轮48→第二传动齿轮31→传动套32→滚磨内齿圈200。

第三条传动链：

电机21→蜗杆22→第一蜗轮23→传动轴24→第四直齿传动齿轮561→滑移齿轮581→花键丝杆轴54。

反转时的传动链为：

第一条传动链：电机21→蜗杆22→第一蜗轮23→传动轴24→第一直齿圆柱齿轮251→第二直齿圆柱齿轮252→第三直齿圆柱齿轮253→主轴11→被滚磨花键轴100。

第二条传动链：电机21→蜗杆22→第一蜗轮23→传动轴24→第一花键轴41→第一螺旋伞齿轮42→第二螺旋伞齿轮43→第二花键轴44→第三螺旋伞齿轮45→第四螺旋伞齿轮46→第三花键轴47→第一传动齿轮48→第二传动齿轮31→传动套32→滚磨内齿圈200。

第三条传动链：

电机21→蜗杆22→第一蜗轮23→传动轴24→第一直齿圆柱齿轮251→第二直齿圆柱齿轮252→第二连接轴571→第五直齿传动齿轮572→第六直齿传动齿轮573→第六直齿传动齿轮573→第七直齿传动齿轮574→第一连接轴551→第八直齿传动齿轮575→滑移齿轮581→花键丝杆轴54。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。