高速插齒機用主運動雙軸全平衡機構的製作方法

2023-12-03 14:53:16

專利名稱：高速插齒機用主運動雙軸全平衡機構的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種齒輪加工工具機，尤其是一種高速插齒機的平衡式曲柄滑塊主運動機構，具體的說是一種高速插齒機用主運動雙軸全平衡機構。
背景技術：
目前，隨著社會經濟的快速發展，生產效率對於增加企業的經濟效益所起的作用越來越大，因此市場對高速、高效生產設備的需求也越來越旺盛。對齒輪加工行業來說，高速、高效插齒機的應用隨之也越來越廣泛。目前，插齒機的插齒主運動普遍採用的是曲柄滑塊機構；我們知道，曲柄滑塊機構在運動過程中會產生兩個不平衡慣性力，即圓周慣性力和往復慣性力。在加工過程中，這兩個不平衡慣性力將使工具機生較大的震動，極大的影響工具機的使用壽命和加工精度。因此，國內企業廣泛使用的高速、高效插齒機主運動普遍採用的是部分平衡的曲柄滑塊機構，即在曲柄延長線上的某處增加平衡塊，實現對曲柄滑塊機構不平衡慣性力的部分平衡。但是，這種部分平衡機構並不能對插齒主運動機構產生的圓周慣性力和往復慣性力實現完全平衡；因此工具機在高速切削過程中，由於不平衡慣性力的存在，使得工具機產生明顯的震動且切削精度下降，特別是隨著切削速度的提高，工具機的切削精度下降的越明顯。
發明內容本實用新型的目的是針對目前普遍採用主運動部分平衡機構的高速、高效數控插齒機在高速插削運動時，由於不平衡慣性力存在而引起的震動明顯且影響插齒精度的問題，設計一種能夠平衡工具機主運動全部慣性力的高速插齒機用主運動雙軸全平衡機構。本實用新型的技術方案是一種高速插齒機用主運動雙軸全平衡機構，它包括驅動軸I、曲柄5、連杆6和主軸 7，曲柄5的兩端分別與驅動軸I及連杆6相連，連杆6與主軸7相連，主軸7與插刀8相連， 其特徵是所述的驅動軸I上安裝有主平衡塊Q和用於將慣性力傳遞到各平衡軸上的傳遞齒輪4，傳遞齒輪4與安裝在過渡軸II的傳遞齒輪4相嚙合，過渡軸II上的傳遞齒輪4與安裝在平衡軸III上的傳遞齒輪4相嚙合，平衡軸III上的傳遞齒輪4與安裝在平衡軸IV上的傳遞齒輪4相嚙合，過渡軸II、平衡軸III，IV上安裝的傳遞齒輪4的規格相同以使各軸的轉速相同，在所述的平衡軸III上安裝有平衡塊M3，在平衡軸IV上安裝有平衡塊M4，主平衡塊Q、平衡塊M3，M4離轉動中心的距離相離。所述的主平衡塊Q和平衡塊M3，M4均安裝在對應的傳遞齒輪4上或直接與對應的軸相連。所述的平衡塊M3，M4的質量相等，轉動方向相反。本實用新型的有益效果本實用新型通過增加軸III、IV，並分別安裝平衡塊1、2 (即M4、M3)，使得形成插齒主運動的曲柄滑塊機構的慣性力得到完全平衡，極大的降低了工具機在高速插削過程中由不平衡慣性力產生的震動，從而保證工具機在高速插削時依然擁有較高的插齒精度。本實用新型結構簡單，易於實現。

圖1是本實用新型的組成結構原理圖。
具體實施方式

以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的說明。如圖1所示。一種高速插齒機用主運動雙軸全平衡機構，它包括驅動軸I、曲柄5、連杆6和主軸 7，曲柄5的兩端分別與驅動軸I及連杆6相連，連杆6與主軸7相連，主軸7與插刀8相連， 曲柄5、連杆6、主軸7和插刀8組成一個曲柄滑塊機構，所述的驅動軸I上安裝有主平衡塊 Q和用於將慣性力傳遞到各平衡軸上的傳遞齒輪4，主平衡塊Q離驅動軸I的中心距離為r， r的大小可自行選擇，一般不大於傳遞齒輪4的半徑，主平衡塊Q可等效成二個質量塊Ml、 M2，傳遞齒輪4與安裝在過渡軸II的傳遞齒輪4相嚙合，過渡軸II上的傳遞齒輪4與安裝在平衡軸III上的傳遞齒輪4相嚙合，平衡軸III上的傳遞齒輪4與安裝在平衡軸IV上的傳遞齒輪4相嚙合，過渡軸II、平衡軸III，IV上安裝的傳遞齒輪4的規格相同以使各軸的轉速相同， 在所述的平衡軸III上安裝有平衡塊M3，在平衡軸IV上安裝有平衡塊M4，主平衡塊Q、平衡塊 M3，M4離轉動中心的距離均為r，其中平衡塊M3、M4的質量應相等以便實現垂直方向的力平衡。具體實施時主平衡塊Q和平衡塊M3，M4可全部或部分均安裝在各自對應的傳遞齒輪4 上，也可直接安裝在各自對應的轉動軸上。如圖1所示。本實用新型的主軸7與曲柄5形成能夠完成插齒主運動的曲柄滑塊機構，用主平衡塊Q來平衡曲柄滑塊機構的離心慣性力和往復慣性力，用平衡軸III、IV上安裝的平衡塊 M3和M4來平衡質量塊M2所帶來的不平衡慣性力F2h ；平衡塊M3、M4的質量相等且轉動方向相反，其上的慣性力和F4v亦可實現平衡。此夕卜，平衡塊Q、M3、M4分別在軸IV、III、I 上安裝的位置可參照圖1中的角α來確定。本實用新型的工作原理是如圖1所示，插齒主運動雙軸全平衡機構工作時，在主電機的作用下軸I以角速度ω轉動，由曲柄5、連杆6與主軸7形成的曲柄滑塊機構帶動插刀8完成插齒主運動。曲柄5與連杆6產生的離心慣性力由質量塊Ml平衡，主軸7和插刀8產生的往復慣性力由質量塊Μ2平衡，Ml和Μ2的具體質量可通過先確定矢徑r，然後計算確定，平衡塊Q=M1+M2 ；由於質量塊M2繞軸I做圓周運動，其在平衡往復慣性力的同時引入了新的不平衡慣性力F2h; 為此，增加軸III、IV並在其上分別安裝平衡塊M3和M4，矢徑也為r，用平衡塊M3和M3分別產生的圓周慣性力分力Fa、F4h來平衡M2引入的不平衡慣性力F2h ；同時，由於軸III、IV的轉動方向相反，因此平衡塊M3和M4分別產生的圓周慣性力分力F3v、F4v方向相反，實現平衡。 此外，為了保aF3h+F4h=F2h、F3v=F4v，經過相關的分析與計算，要求M3= M4= M2/2。本實用新型未涉及部分均與現有技術相同或可採用現有技術加以實現。
權利要求1.一種高速插齒機用主運動雙軸全平衡機構，它包括驅動軸(I)、曲柄(5)、連杆(6)和主軸(7)，曲柄(5)的兩端分別與驅動軸(I)及連杆(6)相連，連杆(6)與主軸(7)相連，主軸(7)與插刀(8)相連，其特徵是所述的驅動軸(I)上安裝有主平衡塊(Q)和用於將慣性力傳遞到各平衡軸上的傳遞齒輪(4)，傳遞齒輪(4)與安裝在過渡軸(II )的傳遞齒輪(4)相嚙合，過渡軸(II)上的傳遞齒輪(4)與安裝在平衡軸(III)上的傳遞齒輪(4)相嚙合，平衡軸 (III)上的傳遞齒輪(4)與安裝在平衡軸(IV)上的傳遞齒輪(4)相嚙合，過渡軸(II )、平衡軸 (IILIV)上安裝的傳遞齒輪(4)的規格相同，在所述的平衡軸(III)上安裝有平衡塊(M3)，在平衡軸(IV)上安裝有平衡塊(M4)，主平衡塊(Q)、平衡塊(M3，M4)離轉動中心的距離相離。
2.根據權利要求1所述的高速插齒機用主運動雙軸全平衡機構，其特徵是所述的主平衡塊(Q)和平衡塊(M3，M4)均安裝在對應的傳遞齒輪(4)上或直接與對應的軸相連。
3.根據權利要求1所述的高速插齒機用主運動雙軸全平衡機構，其特徵是所述的主平衡塊(Q)的力矩等於由曲柄(5)、連杆(6)、主軸(7)和插刀(8)組成的曲柄滑塊機構的離心慣性力矩和往復慣性力矩之和。
4.根據權利要求1所述的高速插齒機用主運動雙軸全平衡機構，其特徵是所述的平衡塊(M3，M4)的質量相等，轉動方向相反。
專利摘要一種高速插齒機用主運動雙軸全平衡機構，它包括驅動軸(I)、曲柄(5)、連杆(6)和主軸(7)，其特徵是所述的驅動軸(I)上安裝有主平衡塊(Q)和用於將慣性力傳遞到各平衡軸上的傳遞齒輪(4)，傳遞齒輪(4)與安裝在過渡軸(Ⅱ)的傳遞齒輪(4)相嚙合，過渡軸(Ⅱ)上的傳遞齒輪(4)與安裝在平衡軸(Ⅲ)上的傳遞齒輪(4)相嚙合，平衡軸(Ⅲ)上的傳遞齒輪(4)與安裝在平衡軸(Ⅳ)上的傳遞齒輪(4)相嚙合，過渡軸(Ⅱ)、平衡軸(Ⅲ，Ⅳ)上安裝的傳遞齒輪(4)的規格相同，在所述的平衡軸(Ⅲ)上安裝有平衡塊(M3)，在平衡軸(Ⅳ)上安裝有平衡塊(M4)，主平衡塊(Q)、平衡塊(M3，M4)離轉動中心的距離相離。本實用新型實現了插齒主運動的完全平衡，消除了由不平衡慣性力產生的工具機震動，有利於提高工具機在高速插削的時的插齒精度。
文檔編號F16H1/20GK202180265SQ201120300328
公開日2012年4月4日 申請日期2011年8月18日 優先權日2011年8月18日
發明者呂福根, 張德益, 李光華 申請人:南京二機齒輪工具機有限公司