专利名称：齿条差动式插齿机传动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种插齿机的传动装置，特别是用于加工斜齿轮(或称螺旋齿轮)的 插齿机传动装置。
背景技术：
斜齿轮(或称螺旋齿轮)在啮合过程中具有传动平稳、振动和噪音较小的特点，在 高速、重载、低噪音传动中被广泛采用。插齿是一种具有诸多优势且不可替代的齿轮加工方 法。插齿是加工斜齿轮的常用方法，加工时，除刀轴与工件之间有范成运动外，为了实 现螺旋齿的加工，插齿刀轴还必须有附加的旋转运动，且该旋转运动的转向是正、反向频繁 改变的。目前关于插齿机的刀轴的附加转动，一般是采用螺旋槽螺旋导轨，让刀轴在上下 直线往复运动的同时，还须沿螺旋槽运动，在螺旋槽作用下强制性使刀轴产生正反向的附 加转动。这种机械螺旋槽式附加转动的主要缺陷是刀轴与螺旋槽频繁摩擦，不仅螺旋导轨 易磨损，而且增加功率消耗；改变加工的斜齿轮螺旋角时，螺旋槽导轨必须随之更换，不能 适应加工不同螺旋角的斜齿轮的需要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足而提供一种齿条差 动式插齿机传动装置，该装置不仅能克服螺旋导轨易磨损的缺陷，而且可以方便地适应加 工不同螺旋角的斜齿轮的需要。本发明为解决上述提出的技术问题所采用的技术方案为齿条差动式插齿机传动 装置，它包括有曲柄滑块机构、蜗杆蜗轮传动机构、刀轴；刀轴12的上端部与曲柄滑块机构 中的滑块4由运动副6相连接，刀轴12的下端固定安装有插齿刀13 ；蜗杆蜗轮传动机构中 的蜗轮传动轮7和蜗轮8均空套在刀轴12上；其特征在于曲柄滑块机构的滑块4上固定 安装有齿条组件5，齿条组件5的齿条与中间传动装置的齿轮31相啮合；中间传动装置的 第一锥齿轮25固定安装在差动传动装置的差动主轴20上；差动传动装置的差动输入轮23 由第二传动带或第二传动链24与蜗杆蜗轮传动机构中的蜗轮传动轮7相连，差动传动装置 的双联输出传动轮19通过第一传动带或第一传动链14与刀轴传动机构的刀轴传动轮10 相连，刀轴传动机构设置在刀轴12上。曲柄滑块机构包括曲柄盘1、连杆2、滑块4、曲柄回转轴33，曲柄回转轴33由轴承 支承于插齿机床机身3上，曲柄盘1固定安装在曲柄回转轴33上，曲柄盘1与曲柄回转轴 33相互垂直，曲柄回转轴33的一端由联轴器或传动机构与插齿机床主电机的输出轴连接， 曲柄盘1与连杆2的一端铰链连接，连杆2的另一端与滑块4的一端铰链连接，滑块4安设 在插齿机床机身3上，滑块4与插齿机床机身3构成滑动副。中间传动装置包括第一带轮27、第二带轮30、第三传动带或第三传动链29、第一锥齿轮25、第二锥齿轮26、第一传动轴28、第二传动轴32、齿轮31 ；第二带轮30和齿轮31 分别固定在第二传动轴32上，第二传动轴32的两端部分别由轴承与插齿机床机身3相连， 齿轮31与齿条组件5的齿条相啮合；第一带轮27和第二锥齿轮26分别固定在第一传动轴 28上，第一传动轴28的两端部分别由轴承与插齿机床机身3相连，第二锥齿轮26与第一 锥齿轮25相啮合，第一锥齿轮25固定安装在差动传动装置的差动主轴20上；第一带轮27 与第二带轮30由第三传动带或第三传动链29相连。差动传动装置包括差动主轴20、差动主轴齿轮21、差动输入轮23、双联行星齿轮、 双联输出轮18，差动主轴齿轮21固定安装在差动主轴20上，差动输入轮23空套在差动主 轴20上，差动输入轮23由第二传动带或第二传动链24与蜗杆蜗轮传动机构中的蜗轮传动 轮7相连；双联行星齿轮的支承轴固定安装在差动输入轮的轮体22上，双联行星齿轮由第 一行星齿轮15和第二行星齿轮16组成，双联行星齿轮的第一行星齿轮15与差动主轴齿轮 21相啮合，双联行星齿轮的第二行星齿轮16与双联输出轮18相啮合，双联输出轮18与双 联输出传动轮19固定连接，双联输出轮18和双联输出传动轮19空套在差动主轴20上，双 联输出传动轮19通过第一传动带或第一传动链14与刀轴传动轮10相连。蜗杆蜗轮传动机构包括蜗轮传动轮7、蜗轮8、蜗杆9，蜗轮8与蜗轮传动轮7固定 连接，蜗轮8和蜗轮传动轮7均空套在刀轴12上，蜗杆9与蜗轮8相啮合。刀轴传动机构包括滑动套11、刀轴传动轮10，刀轴12上固定安装有滑动套11，刀 轴传动轮10套在滑动套11上，滑动套11上沿刀轴12的轴线方向设有滑槽，刀轴传动轮10 上的滑块位于滑槽内。本发明摈弃螺旋槽式螺旋导轨，采用齿条差动式积极传动机构，实现刀轴的附加 转动、刀轴与工件的范成运动。本发明的有益效果是(1)消除了传统机械式螺旋槽导轨与刀轴的频繁的摩擦， 克服了螺旋导轨易磨损的缺陷；(2)加工斜齿轮(图1中没有画出斜齿轮，斜齿轮就是螺旋 齿轮)的螺旋角可以方便地改变，只需通过改变第一带轮27、第二带轮30的传动比，或者改 变第一锥齿轮25、第二锥齿轮26的传动比即可实现，方便了生产，本发明可以方便地适应 加工不同螺旋角的斜齿轮的需要。(3)由于采用机械传动，各运动的同步性好，插齿机控制 系统简化。
图1为本发明一个实施例的结构示意图。图1中1为曲柄盘，2为连杆，3为插齿机床机身，4为滑块，5为齿条组件，6为运 动副，7为蜗轮传动轮，8为蜗轮，9为蜗杆，10为刀轴传动轮，11为滑动套；12为刀轴，13为 插齿刀，14为第一传动带或第一传动链，15为第一行星齿轮，16为第二行星齿轮，17为行星 齿轮轴，18为双联输出齿轮，19为双联输出传动轮，20为差动传动装置的差动主轴，21为差 动主轴齿轮，22为差动输入轮的轮体，23为差动输入轮，24为第二传动带或第二传动链，25 为第一锥齿轮、26为第二锥齿轮，27为第一带轮，28为第一传动轴，29为第三传动带或第三 传动链，30为第二带轮，31为齿轮，32为第二传动轴，33为曲柄回转轴。
具体实施例方式下面结合附图进一步说明本发明的实施例。实施例1:如图1所示，齿条差动式插齿机传动装置，它包括有曲柄滑块机构、齿条组件5、中 间传动装置、差动传动装置、蜗杆蜗轮传动机构、刀轴、刀轴传动机构；曲柄滑块机构包括曲柄盘1、连杆2、滑块4、曲柄回转轴33，曲柄回转轴33由轴承 支承于插齿机床机身3上(曲柄回转轴33能旋转)，曲柄盘1固定安装在曲柄回转轴33 上，曲柄盘1与曲柄回转轴33相互垂直，曲柄回转轴33的一端由联轴器或传动机构与插齿 机床主电机的输出轴连接(曲柄盘由插齿机床主电机驱动，插齿机床主电机设置在插齿机 床机身3上)，曲柄盘1与连杆2的一端铰链连接，连杆2的另一端与滑块4的一端铰链连 接，滑块4安设在插齿机床机身3上，滑块4与插齿机床机身3构成滑动副(即插齿机床机 身3上设有滑槽，滑块4位于滑槽内，滑块4能沿滑槽作直线运动)。曲柄滑块机构的滑块4上固定安装有齿条组件5 ；中间传动装置包括第一带轮27、第二带轮30、第三传动带或第三传动链29、第一 锥齿轮25、第二锥齿轮26、第一传动轴28、第二传动轴32、齿轮31 ；第二带轮30和齿轮31 分别固定在第二传动轴32上，第二传动轴32的两端部分别由轴承与插齿机床机身3相连 (即第二传动轴32能旋转)，齿轮31与齿条组件5的齿条相啮合；第一带轮27和第二锥齿 轮26分别固定在第一传动轴28上，第一传动轴28的两端部分别由轴承与插齿机床机身3 相连(即第一传动轴28能旋转)，第二锥齿轮26与第一锥齿轮25相啮合，第一锥齿轮25 固定安装在差动传动装置的差动主轴20上；第一带轮27与第二带轮30由第三传动带或第 三传动链29相连(滑块4上下移动带动齿轮31旋转，从而带动第二带轮30旋转，通过第三 传动带或第三传动链29带动第一带轮27旋转，直至差动传动装置的差动主轴20旋转)；差动传动装置包括差动主轴20、差动主轴齿轮21、差动输入轮23、双联行星齿轮、 双联输出轮18，差动主轴齿轮21固定安装在差动主轴20上，差动输入轮23空套在差动主 轴20上，差动输入轮23由第二传动带或第二传动链24与蜗杆蜗轮传动机构中的蜗轮传动 轮7相连(差动输入轮23的运动由蜗杆蜗轮传动机构中的蜗轮传动轮7通过第二传动带 或第二传动链所驱动)；双联行星齿轮的支承轴固定安装在差动输入轮的轮体22上，双联 行星齿轮由第一行星齿轮15和第二行星齿轮16组成，双联行星齿轮的第一行星齿轮15与 差动主轴齿轮21相啮合，双联行星齿轮的第二行星齿轮16与双联输出轮18相啮合，双联 输出轮18与双联输出传动轮19固定连接，双联输出轮18和双联输出传动轮19空套在差 动主轴20上，双联输出传动轮19通过第一传动带或第一传动链14与刀轴传动轮10相连 (驱动刀轴传动轮)；蜗杆蜗轮传动机构包括蜗轮传动轮7、蜗轮8、蜗杆9，蜗轮8与蜗轮传动轮7固定 连接，蜗轮8和蜗轮传动轮7均空套在刀轴12上(可以绕刀轴12回转)，蜗杆9与蜗轮8 相啮合(蜗杆的运动受机床范成运动电机及其传动机构所驱动)；刀轴12的上端部与曲柄滑块机构中的滑块4由运动副6(球面副，万向节)相连 接(刀轴可以绕自身轴线作旋转运动)，刀轴12的下端固定安装有插齿刀13 ；刀轴传动机构包括滑动套11、刀轴传动轮10，刀轴12上固定安装有滑动套11，刀 轴传动轮10套在滑动套11上，滑动套11上沿刀轴12的轴线方向设有滑槽，刀轴传动轮10上的滑块位于滑槽内(刀轴传动轮10与滑动套11之间既可直线滑动，同时刀轴传动轮10 又可驱动滑动套11和刀轴12 —起旋转运动)。在图1中，曲柄回转轴33带动曲柄盘1旋转时，连杆2带动滑块4和齿条组件5 上下运动，齿轮31与齿条组件5啮合而产生旋转运动，第二带轮30与齿轮31安装在第二 传动轴32上，通过第三传动带或第三传动链29使得第一带轮27产生旋转运动，再通过第 二锥齿轮26、第一锥齿轮25带动差动传动装置的差动主轴20、差动主轴齿轮21旋转；同时，机床范成运动由电机通过系列传动装置驱动蜗杆9运动，通过蜗轮8、蜗轮 传动轮7、第二传动带或第二传动链24、差动输入轮23，将范成运动输送到差动传动装置 中；这样，差动传动装置将差动主轴20的往复旋转运动与差动输入轮23的旋转运动 进行合成，由差动传动装置的双联输出传动轮19将此合成运动输出，通过第一传动带或第 一传动链14驱动刀轴传动轮10旋转，再通过滑动套11驱动刀轴12和插齿刀13运动，完 成插齿加工。其中，随着滑块与刀轴的上下往复运动，差动主轴20产生往复旋转运动，实现 了插齿机床的附加往复旋转运动。通过改变第三传动带或第三传动链29、第二锥齿轮26的 传动比，或者改变第一锥齿轮25、第二传动带或第二传动链24的传动比，就可改变附加往 复旋转运动的速度，从而适应加工不同螺旋角斜齿轮的需要。实施例2 与实施例1基本相同，不同之处在于刀轴传动机构包括滑动套11、刀轴传动轮 10，刀轴12上固定安装有滑动套11，刀轴传动轮10套在滑动套11上，滑动套11上沿刀轴 12的轴线方向设有键或凸起的滑块，刀轴传动轮10上的孔内设有滑槽，键或凸起的滑块位 于滑槽内(刀轴传动轮10与滑动套11之间既可直线滑动，同时刀轴传动轮10又可驱动滑 动套11和刀轴12 —起旋转运动)。
权利要求
齿条差动式插齿机传动装置，它包括有曲柄滑块机构、蜗杆蜗轮传动机构、刀轴；刀轴(12)的上端部与曲柄滑块机构中的滑块(4)由运动副(6)相连接，刀轴(12)的下端固定安装有插齿刀(13)；蜗杆蜗轮传动机构中的蜗轮传动轮(7)和蜗轮(8)均空套在刀轴(12)上；其特征在于曲柄滑块机构的滑块(4)上固定安装有齿条组件(5)，齿条组件(5)的齿条与中间传动装置的齿轮(31)相啮合；中间传动装置的第一锥齿轮(25)固定安装在差动传动装置的差动主轴(20)上；差动传动装置的差动输入轮(23)由第二传动带或第二传动链(24)与蜗杆蜗轮传动机构中的蜗轮传动轮(7)相连，差动传动装置的双联输出传动轮(19)通过第一传动带或第一传动链(14)与刀轴传动机构的刀轴传动轮(10)相连，刀轴传动机构设置在刀轴(12)上。
2.根据权利要求1所述的齿条差动式插齿机传动装置，其特征在于曲柄滑块机构包 括曲柄盘⑴、连杆⑵、滑块⑷、曲柄回转轴(33)，曲柄回转轴(33)由轴承支承于插齿机 床机身(3)上，曲柄盘(1)固定安装在曲柄回转轴(33)上，曲柄盘(1)与曲柄回转轴(33) 相互垂直，曲柄回转轴(33)的一端由联轴器或传动机构与插齿机床主电机的输出轴连接， 曲柄盘(1)与连杆(2)的一端铰链连接，连杆(2)的另一端与滑块(4)的一端铰链连接，滑 块(4)安设在插齿机床机身(3)上，滑块(4)与插齿机床机身(3)构成滑动副。
3.根据权利要求1所述的齿条差动式插齿机传动装置，其特征在于中间传动装置包 括第一带轮(27)、第二带轮(30)、第三传动带或第三传动链(29)、第一锥齿轮(25)、第二锥 齿轮(26)、第一传动轴(28)、第二传动轴(32)、齿轮(31)；第二带轮(30)和齿轮(31)分别 固定在第二传动轴(32)上，第二传动轴(32)的两端部分别由轴承与插齿机床机身(3)相 连，齿轮(31)与齿条组件(5)的齿条相啮合；第一带轮(27)和第二锥齿轮(26)分别固定 在第一传动轴(28)上，第一传动轴(28)的两端部分别由轴承与插齿机床机身(3)相连，第 二锥齿轮(26)与第一锥齿轮(25)相啮合，第一锥齿轮(25)固定安装在差动传动装置的差 动主轴(20)上；第一带轮(27)与第二带轮(30)由第三传动带或第三传动链(29)相连。
4.根据权利要求1所述的齿条差动式插齿机传动装置，其特征在于差动传动装置包 括差动主轴(20)、差动主轴齿轮(21)、差动输入轮(23)、双联行星齿轮、双联输出轮(18)， 差动主轴齿轮(21)固定安装在差动主轴(20)上，差动输入轮(23)空套在差动主轴(20) 上，差动输入轮(23)由第二传动带或第二传动链(24)与蜗杆蜗轮传动机构中的蜗轮传动 轮(7)相连；双联行星齿轮的支承轴固定安装在差动输入轮的轮体(22)上，双联行星齿轮 由第一行星齿轮(15)和第二行星齿轮(16)组成，双联行星齿轮的第一行星齿轮(15)与差 动主轴齿轮(21)相啮合，双联行星齿轮的第二行星齿轮(16)与双联输出轮(18)相啮合， 双联输出轮(18)与双联输出传动轮(19)固定连接，双联输出轮(18)和双联输出传动轮 (19)空套在差动主轴(20)上，双联输出传动轮(19)通过第一传动带或第一传动链(14)与 刀轴传动轮(10)相连。
5.根据权利要求1所述的齿条差动式插齿机传动装置，其特征在于蜗杆蜗轮传动机 构包括蜗轮传动轮(7)、蜗轮(8)、蜗杆(9)，蜗轮(8)与蜗轮传动轮(7)固定连接，蜗轮(8) 和蜗轮传动轮(7)均空套在刀轴(12)上，蜗杆(9)与蜗轮(8)相啮合。
6.根据权利要求1所述的齿条差动式插齿机传动装置，其特征在于刀轴传动机构包 括滑动套(11)、刀轴传动轮(10)，刀轴(12)上固定安装有滑动套(11)，刀轴传动轮(10)套 在滑动套(11)上，滑动套(11)上沿刀轴(12)的轴线方向设有滑槽，刀轴传动轮(10)上的滑块位于滑槽内。
7.根据权利要求1所述的齿条差动式插齿机传动装置，其特征在于刀轴传动机构包 括滑动套(11)、刀轴传动轮(10)，刀轴(12)上固定安装有滑动套(11)，刀轴传动轮(10)套 在滑动套(11)上，滑动套(11)上沿刀轴(12)的轴线方向设有键或凸起的滑块，刀轴传动 轮(10)上的孔内设有滑槽，键或凸起的滑块位于滑槽内。
全文摘要
本发明涉及一种插齿机传动装置。齿条差动式插齿机传动装置，它包括有曲柄滑块机构、蜗杆蜗轮传动机构、刀轴；刀轴的上端部与曲柄滑块机构中的滑块由运动副相连接，刀轴的下端固定安装有插齿刀；其特征在于曲柄滑块机构的滑块上固定安装有齿条组件，齿条组件的齿条与中间传动装置的齿轮相啮合；中间传动装置的第一锥齿轮固定安装在差动传动装置的差动主轴上；差动传动装置的差动输入轮由第二传动带或第二传动链与蜗杆蜗轮传动机构中的蜗轮传动轮相连，差动传动装置的双联输出传动轮通过第一传动带或第一传动链与刀轴传动机构的刀轴传动轮相连，刀轴传动机构设置在刀轴上。该装置不仅能克服螺旋导轨易磨损的缺陷，而且可以方便地适应加工不同螺旋角的斜齿轮的需要。
文档编号B23F23/00GK101947671SQ201010522740
公开日2011年1月19日 申请日期2010年10月27日 优先权日2010年10月27日
发明者刘平, 席程琳, 张智明, 徐巧, 杜杏, 梅顺齐, 王健伟, 王志伟, 赵建, 郝瑞欣 申请人:武汉纺织大学