简易可自锁对齿机构的制作方法

本实用新型涉及变速箱中间轴加工技术，具体涉及一种简易可自锁对齿机构。

背景技术：

现有的双中间轴系列变速箱加工过程中，中间轴的设计较为复杂，加工难度大，需沿中间轴的轴向铣削一段长键槽，该键槽相对中间轴上的齿槽有相位要求。对于中间轴的长键槽加工，在装夹中间轴(零件)时，需要通过对齿规实现角向定位。

目前，通常采用两种对齿方案：第一种，采用液压夹具装夹零件，其对齿规是通过液压油缸驱动而前后动作，实现夹紧松开；该方案优点是能实现自动化控制，定位准确，特别适用成熟产品的大批量生产；但缺点是换产困难，适用范围小。第二种，采用弹簧驱动夹紧零件，手动松开，该方案的弹簧驱动力量有限，不能实现自锁，定位精度较低。

对于新品中间轴零件的试生产，采用自动化装夹方案成本较高，制造周期较长，不适应快速试制的生产要求；采用弹簧驱动夹紧零件，定位精度较低。

技术实现要素：

为了解决现有新品中间轴(零件)铣削长键槽过程中，采用自动化装夹成本较高，制造周期较长；采用弹簧装夹不能实现自锁，定位精度较低的技术问题，本实用新型提供了一种简易可自锁对齿机构。

为实现上述目的，本实用新型提供的技术方案是：

一种简易可自锁对齿机构，其特殊之处在于：包括曲轴、基体、对齿规、楔块、盖板、转动结构；

所述曲轴包括固定连接的上轴段、曲轴段、下轴段，上轴段和下轴段同轴设置，曲轴段截面与上轴段截面为内切圆；

所述基体上设有安装通槽，所述安装通槽的槽底开设有安装孔；

所述对齿规设置在安装通槽内，其两端伸出安装通槽，对齿规与安装通槽的槽壁之间为间隙滑配，用于对齿规在安装通槽内的往复运动；

所述对齿规上端面开设有凹槽，所述凹槽的槽底开设有贯通至对齿规下端面的腰型孔；对齿规的一端形状与待定位中间轴的齿槽形状相适配；

所述楔块包括两个u型半楔块，两个u型半楔块扣合后形成用于卡装曲轴段的第一矩形孔；

所述下轴段位于腰型孔和安装孔内，两个u型半楔块卡装在曲轴的曲轴段，且两个u型半楔块设置在所述凹槽内；

所述盖板固定在基体上端面，且上轴段从盖板的通孔中伸出盖板；

所述转动结构设置在上轴段的伸出盖板部分，用于曲轴转动。

进一步地，所述上轴段和下轴段的直径相等；

设曲轴段和上轴段偏心距为a，上轴段的半径为a，曲轴段的半径为a1，则满足公式a＝a-a1。

进一步地，每个u型半楔块开设有矩形通槽，矩形通槽的高度与曲轴段的半径相等，矩形通槽的宽度与下轴段的直径相等。

进一步地，所述腰型孔包括第二矩形孔和对称设置在第二矩形孔两侧的半圆孔；

所述第二矩形孔和第一矩形孔在高度方向上重叠设置；

所述半圆孔的直径与第二矩形孔的长边相等。

进一步地，所述转动结构为设置在上轴段上端面的内六方孔。

进一步地，所述转动结构为开设在上轴端的径向通孔。

进一步地，所述盖板和基体通过螺栓固定。

进一步地，所述安装通槽的高度和对齿规的高度相等。

进一步地，所述盖板下端面与对齿规上端面为间隙滑配。

与现有技术相比，本实用新型的优点是：

1、本实用新型对齿机构将楔块卡装在曲轴段上，并将楔块设置在对齿规内，曲轴的上轴段和下轴段分别插入盖板和基体，由于曲轴段和上轴段偏心设置，上轴段旋转过程中，曲轴段以上轴段的圆心为旋转中心，进而推动对齿规在安装通槽内的往复运动，行程为偏心量的2倍；当对齿规往复运动顶入中间轴(零件)齿槽时，会使运动机构与曲轴段之间产生较大的反作用力，从而相互之间产生较大的摩擦力，能使曲轴自锁，而不会发生反转而松开。

2、本实用新型对齿机构相对于自动化装夹结构，调整简单，适用范围广泛，制造成本低廉，特别适合新产品快速试制，以及换产特别频繁的产线。

3、本实用新型转动结构可为设置在上轴段的内六方孔，借助内六方扳手等工具旋转曲轴，从而获得理想的作用力和反作用力。

4、本实用新型转动结构可为设置在上轴段的径向通孔，借助转动杆插入通孔内旋转曲轴，从而获得理想的作用力和反作用力。

附图说明

图1是本实用新型简易可自锁对齿机构的立体结构示意图；

图2是本实用新型简易可自锁对齿机构中基体的结构示意图；

图3是本实用新型简易可自锁对齿机构中曲轴的结构示意图；

图4是本实用新型简易可自锁对齿机构中对齿规、楔块、曲轴形成的运动机构示意图；

图5是本实用新型简易可自锁对齿机构中对齿规、楔块、曲轴配合示意图；

图6是本实用新型简易可自锁对齿机构中对齿规、u型半楔块、曲轴配合示意图；

图7是本实用新型简易可自锁对齿机构中对齿规的结构示意图；

图8是本实用新型简易可自锁对齿机构与待定位中间轴的配合示意图一(对齿规伸出状态，卡入中间轴的齿槽内)；

图9是图8中从曲轴的曲轴段剖视图(仅视出曲轴且进行放大)；

图10是本实用新型简易可自锁对齿机构与待定位中间轴的配合示意图二(对齿规退回状态)；

图11是图10中从曲轴的曲轴段剖视图(仅视出曲轴且进行放大)；

其中，附图标记如下：

1-曲轴，11-上轴段，111-内六方孔，12-曲轴段，13-下轴段，2-基体，21-安装通槽，22-安装孔，3-对齿规，31-凹槽，32-腰型孔，321-第二矩形孔，322-半圆孔，4-楔块，41-u型半楔块，42-第一矩形孔，5-盖板，6-中间轴(零件)，7-底座，a-曲轴段和上轴段偏心距，o-旋转中心。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型的内容作进一步详细描述。

如图1所示，一种简易可自锁对齿机构，包括曲轴1、基体2、对齿规3、楔块4、盖板5、转动结构；

基体2上设有安装通槽21，安装通槽21的高度和对齿规3的高度相等，安装通槽21的槽底开设有安装孔22，如图2所示；对齿规3设置在安装通槽21内，其两端伸出安装通槽21，对齿规3与安装通槽21的槽壁之间为间隙滑配，用于对齿规3在安装通槽21内实现往复运动；如图6和图7所示，对齿规3上端面开设有凹槽31，凹槽31的槽底开设有贯通至对齿规3下端面的腰型孔32，腰型孔32位于安装孔22的上方；对齿规3的一端形状与待定位中间轴6的齿槽形状相适配，用于卡入待定位中间轴6的齿槽；腰型孔32包括第二矩形孔321和对称设置在第二矩形孔321两侧的半圆孔322；第二矩形孔321和第一矩形孔42在高度方向上重叠设置；半圆孔322的直径与第二矩形孔321的长边相等。

如图3所示，曲轴1包括固定连接的上轴段11、曲轴段12、下轴段13，上轴段11和下轴段13同轴设置，上轴段11和下轴段13的直径相等，曲轴段12截面与上轴段11截面为内切圆，即曲轴段12和上轴段11偏心设置，中间轴6段的直径小于上轴段11的直径；设曲轴段12和上轴段11偏心距为a，上轴段11的半径为a，曲轴段12的半径为a1，则满足公式a＝a-a1。

如图5所示，楔块4包括两个u型半楔块41，两个u型半楔块41扣合后形成用于卡装曲轴段12的第一矩形孔42，则每个u型半楔块41开设有矩形通槽，矩形通槽的高度与曲轴段12的半径相等，矩形通槽的宽度与下轴段13的直径相等；

下轴段13位于腰型孔32和安装孔22内，两个u型半楔块41卡装在曲轴1的曲轴段12，且两个u型半楔块41设置凹槽31内，如图5所示，未视出基体2上的安装孔22，图6中仅视出一个u型半楔块41；盖板5固定在基体2上端面，且上轴段11从盖板5的通孔中伸出盖板5；盖板5下端面与对齿规3上端面为间隙滑配。

为了对齿规3能实现往复运动，在上轴段11的伸出盖板5部分设置转动结构，转动结构为设置在上轴段11上端面的内六方孔111，借助内六方扳手等工具旋转曲轴1，从而获得理想的作用力和反作用力；转动结构也可为设置在上轴段11上端面的方孔、外六方、方头；或者转动结构为开设在上轴端的径向通孔，借助转动杆(圆棍)插入通孔内旋转曲轴1，进而实现对齿规3能往复运动。

基体2的非安装通槽21位置设置有第一安装孔，盖板5上与第一安装孔相对的位置设有第二安装孔，通过螺栓穿过第二安装孔和第一安装孔，将盖板5与基体2固定。基体2可设置在底座7上。

加工中心轴类零件需铣长键槽，铣长键槽工序是沿零件轴向，铣削一段长键槽，因键槽相对轴齿的齿槽有相位要求，故本实用新型对齿机构可为加工中心轴类零件铣长键槽时，提供角向定位功能，其驱动力可通过力臂，随意增加，且结构能实现自锁；结构简单，制造周期短，成本低，换产便捷，能够满足新品开发的要求。

本实用新型对齿机构适用范围广泛，定位精确，制造简单。经过长期的试生产验证，适用效果稳定。

本实用新型简易可自锁对齿机构的装配过程：

将两个u型半楔块41对称卡在曲轴1的曲轴段12上，两个u型半楔块41设置凹槽31内，下轴段13位于对齿规3的环形跑道结构中，环形跑道结构即为腰型孔32，形成如图4所示的运动机构，再一起插入基体2上的安装孔22中，盖上盖板5形成如图1所示的对齿机构结构。

本实用新型简易可自锁对齿机构的工作过程：

旋转曲轴1，曲轴1在旋转过程中，其旋转中心o的位置是固定不变的，上轴段11的半径a为12mm，曲轴段12和上轴段11偏心距a为4mm，以上轴段11圆心为旋转中心o，上轴段11旋转过程中，曲轴段12因为偏心，就会推动图6形成的运动机构往复运动，行程为偏心量的2倍，即8mm；如图8和图9所示，a(oa)指的是曲轴段12在绕o旋转时的最长轴，当a点转到x+，此时是对齿规最大的伸出状态,a为12mm，对齿规3往复运动顶入待定位中间轴6的齿槽，会使运动机构与曲轴1的曲轴段12之间产生较大的反作用力，从而相互之间产生较大的摩擦力，能使曲轴1自锁,而不会发生反转而松开，此时对齿规3为伸出状态，卡中间轴的齿槽内，如图8所示，然后进行中间轴6的铣长键槽工序。

长键槽加工完成后，反向旋转曲轴1，对齿规3转离中间轴6的齿槽，此时对齿规3为退回状态，如图10和图11所示，b为对齿规3伸缩行程，c(oc)指曲轴段12在绕o旋转时的最短轴，当c点转到x+(a点正好在x-)，此时是对齿规最大的退回状态，满足公式b＝a-c，而c＝2*a1-a，合并得b＝2*(a-a1)，又偏心量a＝a-a1，得b＝2a，即伸缩行程b等于2倍的偏心量。

本实用新型对齿机构在使用时，可借助内六方扳手等工具旋转曲轴1，从而获得理想的作用力和反作用力。

以上仅是对本实用新型的优选实施方式进行了描述，并不将本实用新型的技术方案限制于此，本领域技术人员在本实用新型主要技术构思的基础上所作的任何公知变形都属于本实用新型所要保护的技术范畴。