专利名称：高速插齿机用主运动双轴全平衡机构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种齿轮加工机床，尤其是一种高速插齿机的平衡式曲柄滑块主运动机构，具体的说是一种高速插齿机用主运动双轴全平衡机构。
背景技术：
目前，随着社会经济的快速发展，生产效率对于增加企业的经济效益所起的作用越来越大，因此市场对高速、高效生产设备的需求也越来越旺盛。对齿轮加工行业来说，高速、高效插齿机的应用随之也越来越广泛。目前，插齿机的插齿主运动普遍采用的是曲柄滑块机构；我们知道，曲柄滑块机构在运动过程中会产生两个不平衡惯性力，即圆周惯性力和往复惯性力。在加工过程中，这两个不平衡惯性力将使机床生较大的震动，极大的影响机床的使用寿命和加工精度。因此，国内企业广泛使用的高速、高效插齿机主运动普遍采用的是部分平衡的曲柄滑块机构，即在曲柄延长线上的某处增加平衡块，实现对曲柄滑块机构不平衡惯性力的部分平衡。但是，这种部分平衡机构并不能对插齿主运动机构产生的圆周惯性力和往复惯性力实现完全平衡；因此机床在高速切削过程中，由于不平衡惯性力的存在，使得机床产生明显的震动且切削精度下降，特别是随着切削速度的提高，机床的切削精度下降的越明显。
发明内容本实用新型的目的是针对目前普遍采用主运动部分平衡机构的高速、高效数控插齿机在高速插削运动时，由于不平衡惯性力存在而引起的震动明显且影响插齿精度的问题，设计一种能够平衡机床主运动全部惯性力的高速插齿机用主运动双轴全平衡机构。本实用新型的技术方案是一种高速插齿机用主运动双轴全平衡机构，它包括驱动轴I、曲柄5、连杆6和主轴 7，曲柄5的两端分别与驱动轴I及连杆6相连，连杆6与主轴7相连，主轴7与插刀8相连， 其特征是所述的驱动轴I上安装有主平衡块Q和用于将惯性力传递到各平衡轴上的传递齿轮4，传递齿轮4与安装在过渡轴II的传递齿轮4相啮合，过渡轴II上的传递齿轮4与安装在平衡轴III上的传递齿轮4相啮合，平衡轴III上的传递齿轮4与安装在平衡轴IV上的传递齿轮4相啮合，过渡轴II、平衡轴III，IV上安装的传递齿轮4的规格相同以使各轴的转速相同，在所述的平衡轴III上安装有平衡块M3，在平衡轴IV上安装有平衡块M4，主平衡块Q、平衡块M3，M4离转动中心的距离相离。所述的主平衡块Q和平衡块M3，M4均安装在对应的传递齿轮4上或直接与对应的轴相连。所述的平衡块M3，M4的质量相等，转动方向相反。本实用新型的有益效果本实用新型通过增加轴III、IV，并分别安装平衡块1、2 (即M4、M3)，使得形成插齿主运动的曲柄滑块机构的惯性力得到完全平衡，极大的降低了机床在高速插削过程中由不平衡惯性力产生的震动，从而保证机床在高速插削时依然拥有较高的插齿精度。本实用新型结构简单，易于实现。
图1是本实用新型的组成结构原理图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。如图1所示。一种高速插齿机用主运动双轴全平衡机构，它包括驱动轴I、曲柄5、连杆6和主轴 7，曲柄5的两端分别与驱动轴I及连杆6相连，连杆6与主轴7相连，主轴7与插刀8相连， 曲柄5、连杆6、主轴7和插刀8组成一个曲柄滑块机构，所述的驱动轴I上安装有主平衡块 Q和用于将惯性力传递到各平衡轴上的传递齿轮4，主平衡块Q离驱动轴I的中心距离为r， r的大小可自行选择，一般不大于传递齿轮4的半径，主平衡块Q可等效成二个质量块Ml、 M2，传递齿轮4与安装在过渡轴II的传递齿轮4相啮合，过渡轴II上的传递齿轮4与安装在平衡轴III上的传递齿轮4相啮合，平衡轴III上的传递齿轮4与安装在平衡轴IV上的传递齿轮4相啮合，过渡轴II、平衡轴III，IV上安装的传递齿轮4的规格相同以使各轴的转速相同， 在所述的平衡轴III上安装有平衡块M3，在平衡轴IV上安装有平衡块M4，主平衡块Q、平衡块 M3，M4离转动中心的距离均为r，其中平衡块M3、M4的质量应相等以便实现垂直方向的力平衡。具体实施时主平衡块Q和平衡块M3，M4可全部或部分均安装在各自对应的传递齿轮4 上，也可直接安装在各自对应的转动轴上。如图1所示。本实用新型的主轴7与曲柄5形成能够完成插齿主运动的曲柄滑块机构，用主平衡块Q来平衡曲柄滑块机构的离心惯性力和往复惯性力，用平衡轴III、IV上安装的平衡块 M3和M4来平衡质量块M2所带来的不平衡惯性力F2h ；平衡块M3、M4的质量相等且转动方向相反，其上的惯性力和F4v亦可实现平衡。此夕卜，平衡块Q、M3、M4分别在轴IV、III、I 上安装的位置可参照图1中的角α来确定。本实用新型的工作原理是如图1所示，插齿主运动双轴全平衡机构工作时，在主电机的作用下轴I以角速度ω转动，由曲柄5、连杆6与主轴7形成的曲柄滑块机构带动插刀8完成插齿主运动。曲柄5与连杆6产生的离心惯性力由质量块Ml平衡，主轴7和插刀8产生的往复惯性力由质量块Μ2平衡，Ml和Μ2的具体质量可通过先确定矢径r，然后计算确定，平衡块Q=M1+M2 ；由于质量块M2绕轴I做圆周运动，其在平衡往复惯性力的同时引入了新的不平衡惯性力F2h; 为此，增加轴III、IV并在其上分别安装平衡块M3和M4，矢径也为r，用平衡块M3和M3分别产生的圆周惯性力分力Fa、F4h来平衡M2引入的不平衡惯性力F2h ；同时，由于轴III、IV的转动方向相反，因此平衡块M3和M4分别产生的圆周惯性力分力F3v、F4v方向相反，实现平衡。 此外，为了保aF3h+F4h=F2h、F3v=F4v，经过相关的分析与计算，要求M3= M4= M2/2。本实用新型未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
权利要求1.一种高速插齿机用主运动双轴全平衡机构，它包括驱动轴(I)、曲柄(5)、连杆(6)和主轴(7)，曲柄(5)的两端分别与驱动轴(I)及连杆(6)相连，连杆(6)与主轴(7)相连，主轴(7)与插刀(8)相连，其特征是所述的驱动轴(I)上安装有主平衡块(Q)和用于将惯性力传递到各平衡轴上的传递齿轮(4)，传递齿轮(4)与安装在过渡轴(II )的传递齿轮(4)相啮合，过渡轴(II)上的传递齿轮(4)与安装在平衡轴(III)上的传递齿轮(4)相啮合，平衡轴 (III)上的传递齿轮(4)与安装在平衡轴(IV)上的传递齿轮(4)相啮合，过渡轴(II )、平衡轴 (IILIV)上安装的传递齿轮(4)的规格相同，在所述的平衡轴(III)上安装有平衡块(M3)，在平衡轴(IV)上安装有平衡块(M4)，主平衡块(Q)、平衡块(M3，M4)离转动中心的距离相离。
2.根据权利要求1所述的高速插齿机用主运动双轴全平衡机构，其特征是所述的主平衡块(Q)和平衡块(M3，M4)均安装在对应的传递齿轮(4)上或直接与对应的轴相连。
3.根据权利要求1所述的高速插齿机用主运动双轴全平衡机构，其特征是所述的主平衡块(Q)的力矩等于由曲柄(5)、连杆(6)、主轴(7)和插刀(8)组成的曲柄滑块机构的离心惯性力矩和往复惯性力矩之和。
4.根据权利要求1所述的高速插齿机用主运动双轴全平衡机构，其特征是所述的平衡块(M3，M4)的质量相等，转动方向相反。
专利摘要一种高速插齿机用主运动双轴全平衡机构，它包括驱动轴(I)、曲柄(5)、连杆(6)和主轴(7)，其特征是所述的驱动轴(I)上安装有主平衡块(Q)和用于将惯性力传递到各平衡轴上的传递齿轮(4)，传递齿轮(4)与安装在过渡轴(Ⅱ)的传递齿轮(4)相啮合，过渡轴(Ⅱ)上的传递齿轮(4)与安装在平衡轴(Ⅲ)上的传递齿轮(4)相啮合，平衡轴(Ⅲ)上的传递齿轮(4)与安装在平衡轴(Ⅳ)上的传递齿轮(4)相啮合，过渡轴(Ⅱ)、平衡轴(Ⅲ，Ⅳ)上安装的传递齿轮(4)的规格相同，在所述的平衡轴(Ⅲ)上安装有平衡块(M3)，在平衡轴(Ⅳ)上安装有平衡块(M4)，主平衡块(Q)、平衡块(M3，M4)离转动中心的距离相离。本实用新型实现了插齿主运动的完全平衡，消除了由不平衡惯性力产生的机床震动，有利于提高机床在高速插削的时的插齿精度。
文档编号F16H1/20GK202180265SQ201120300328
公开日2012年4月4日 申请日期2011年8月18日 优先权日2011年8月18日
发明者吕福根, 张德益, 李光华 申请人:南京二机齿轮机床有限公司