CN103878716B - 一种自动对齿工装卡具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及工装卡具，具体地说是一种完成齿轮轴轮齿与齿轮轮齿角度要求保证的自动对齿工装卡具，包括工装基板、对齿部分及浮动轴向定位部分，对齿部分包括齿轮轴对齿、齿轮对齿、齿轮支架、气缸及第一限位支架，气缸安装在工装基板上，气缸的输出端连接有第一限位支架，齿轮支架安装在第一限位支架上，由气缸驱动移动，在齿轮支架上分别设有齿轮轴对齿及齿轮对齿，分别与齿轮轴上的轮齿及齿轮上的轮齿相啮合；浮动轴向定位部分由轴向支撑座、浮动定位头通过内嵌弹簧穿入导向套中构成。本发明适用范围广泛、工作可靠，在对齿过程中无需操作者手动工作，保证了对齿的精确，并减少人工工作，操作简单。

Description

一种自动对齿工装卡具

技术领域

本发明涉及工装卡具，具体地说是一种完成齿轮轴轮齿与齿轮轮齿角度要求保证的自动对齿工装卡具。

背景技术

齿轮传动广泛应用于工业中各行各业，尤其在变速箱内应用最为典型、广泛；其中部分齿轮轴要求其轮齿与其上齿轮轮齿成特定角度，这对于齿轮轴压装工作的定位提出了更高的要求。

对于齿轮轴轴上轮齿相对于被压装齿轮上轮齿有角度要求的压装工作，传统压装定位工作，通常由人工手动摆正角度，或者人工手动利用简单定位工具进行齿轮轴及齿轮的相对角度定位工作。这些定位方式工作效率低、定位精度差、易于出现定位偏差。

发明内容

针对齿轮轴轴上轮齿与其上齿轮轮齿定位的广泛需要性，以及传统定位方式存在的不足，本发明的目的在于提供一种自动对齿工装卡具。该自动对齿工装卡具主要应用于齿轮轴上齿轮压装时对于齿轮轴及齿轮的定位工作，是一种有效保证压装齿轮轴上轮齿相对压装齿轮上轮齿相对角度的工装卡具，有效地解决了齿轮轴轮齿相对其上被压装齿轮轮齿的定位工作要求。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明包括工装基板、对齿部分及浮动轴向定位部分，其中对齿部分包括齿轮轴对齿、齿轮对齿、齿轮支架、气缸及第一限位支架，气缸安装在工装基板上，气缸的输出端连接有第一限位支架，所述齿轮支架安装在第一限位支架上，由气缸驱动移动，在齿轮支架上分别设有齿轮轴对齿及齿轮对齿，所述齿轮轴对齿及齿轮对齿上下设置，分别与齿轮轴上的轮齿及齿轮上的轮齿相啮合；所述浮动轴向定位部分包括轴向支撑座、浮动定位头、导向套及压缩弹簧，轴向定位座安装在工装基板上，所述导向套的一端与轴向定位座相连，另一端安装在位于工装基板下方的基础上，所述浮动定位头的一端位于导向套内，另一端由导向套穿出，在浮动定位头内设有压缩弹簧，该压缩弹簧的一端抵接于浮动定位头的内部，另一端抵接于所述基础上。

其中：所述工装基板上安装有径向限位部分，分别对齿轮轴及齿轮在径向上限位；所述齿轮轴及齿轮的两侧分别设有对齿部分，两侧的对齿部分以齿轮轴及齿轮的轴向中心线对称设置；所述径向限位部分位于两侧的对齿部分中间；所述径向限位部分包括第二限位支架、齿轮轴限位螺钉及齿轮限位螺钉，其中第二限位支架安装在工装基板上，所述齿轮轴限位螺钉及齿轮限位螺钉分别安装在第二限位支架上，并上下设置；所述齿轮轴限位螺钉及齿轮限位螺钉的轴向中心线平行，并与齿轮轴及齿轮的轴向中心线共面；每侧对齿部分中的齿轮支架上分别开有容置齿轮轴对齿及齿轮对齿的通孔，并在每个通孔的外端设有固接在齿轮支架上的端盖，所述齿轮轴对齿及齿轮对齿在各自的通孔内沿通孔轴向往复移动；每个齿轮轴对齿及每个齿轮对齿均内嵌有压缩弹簧，该压缩弹簧的一端连接于齿轮轴对齿或齿轮对齿，另一端连接于所述端盖；所述一侧齿轮轴对齿与齿轮轴上的轮齿相啮合的端部开有齿槽，齿轮轴上的轮齿***该齿槽内；另一侧齿轮轴对齿与齿轮轴上的轮齿相啮合的端部为齿状结构，该齿状结构***齿轮轴上两相邻轮齿之间；所述一侧齿轮对齿与齿轮上的轮齿相啮合的端部开有齿槽，齿轮上的轮齿***该齿槽内；另一侧齿轮对齿与齿轮上的轮齿相啮合的端部为齿状结构，该齿状结构***齿轮上两相邻轮齿之间；所述工装基板上安装有导轨，两侧的对齿部分由两个气缸分别驱动，并同步相向移动；每侧对齿部分的第一限位支架均通过滑块与所述导轨相连，沿导轨往复移动；两侧对齿部分中齿轮轴对齿的轴向中心线之间的连线垂直相交于齿轮轴和齿轮的轴向中心线；两侧对齿部分中齿轮对齿的轴向中心线之间的连线垂直相交于齿轮轴和齿轮的轴向中心线。

本发明的优点与积极效果为：

1.本发明采用两组对齿部分，每部分对齿保证设计角度要求，保证了齿轮轴上轮齿及待压装齿轮轮齿分别相对本发明两部分对齿的角度要求，而本发明两组对齿部分又有制造装配角度要求，从而达到对于齿轮轴轴上轮齿相对带压装齿轮轮齿角度要求的工作；本发明的浮动定位座完成对于待压装的齿轮轴的轴向定位，由于浮动定位座的设计，保证了在定位压装阶段，齿轮轴及齿轮相对于轴向定位基准转动。

2.本发明由两组限位螺钉对于待压装的齿轮轴及被压装齿轮进行平面初定位，由于限位螺钉的设计，保证了初定位的准确性，并由于限位螺钉位置预先设置完成，使其相对于轴向定位基准的径向距离一定，保证在错误放置待压装齿轮的情况下其不能正确放入定位工装，从而使本发明具有防错漏装功能。

3.本发明由两组气缸分别带动安装在直线导轨上的两组对齿部分同时相向运动，由于两组气缸同时相对运动，保证对齿与被定位轮齿接触的同时性，保证定位精度。

4.本发明在满足工艺要求及机械性能的条件下，避免不必要设计，并整合多种功能于同一机构，使本发明造价成本低廉。

5.本发明结构设计合理，保证功能实现的条件下没有多余结构，使本发明结构简单。

6.本发明在对齿过程中无需操作者手动工作，保证了对齿的精确，并减少人工工作，操作简单。

附图说明

图1为本发明的整体结构主视图；

图2为图1的左视图；

图3为图1的俯视图；

其中：1a为齿轮轴对齿，1b为齿轮对齿，1c为齿轮支架，2为轴向定位座，3a为浮动定位头，3b导向套，3c压缩弹簧，4a为齿轮轴限位螺钉，4b为齿轮限位螺钉，5为工装基板，6为导轨，7为气缸，8为第一限位支架，9为第二限位支架，10为滑块，11为压头，12为基础，13为齿轮轴，14为齿轮，15为端盖。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详述。

如图1～3所示，本发明包括工装基板5、对齿部分、浮动轴向定位部分及径向限位部分，在待压装的齿轮轴13及被压装的齿轮14的两侧分别设有安装在工装基板5上的对齿部分，这两个对齿部分以齿轮轴13和齿轮14的轴向中心线为中心对称设置，径向限位部分位于两侧对齿部分的中间。

两侧的对齿部分由两个独立的气缸分别驱动，并同步相向移动；对齿部分包括齿轮轴对齿1a、齿轮对齿1b、齿轮支架1c、导轨6、气缸7及第一限位支架8，气缸7固定在工装基板5上，气缸7的输出端连接有第一限位支架8；导轨6固接在工装基板5上，第一限位支架8的一端安装有齿轮支架1c，另一端通过滑块10与导轨6相连；气缸7通过第一限位支架8驱动齿轮支架1c沿导轨6往复移动。每一侧的齿轮支架1c上分别开有两个通孔，这两个通孔上下设置，并在每个通孔的外端设有固接在齿轮支架1c上的端盖15；齿轮轴对齿1a及齿轮对齿1b分别容置在各自的通孔内、上下设置，并在各自的通孔内沿通孔轴向往复移动；每个齿轮轴对齿1a及每个齿轮对齿1b均内嵌有压缩弹簧，该压缩弹簧的一端连接于齿轮轴对齿1a或齿轮对齿1b，另一端连接于端盖15。

两侧的齿轮轴对齿1a与齿轮轴13上的轮齿相啮合，其中一侧齿轮轴对齿1a与齿轮轴13上的轮齿相啮合的端部开有齿槽，齿轮轴13上的轮齿***该齿槽内；另一侧齿轮轴对齿1a与齿轮轴13上的轮齿相啮合的端部为齿状结构，该齿状结构***齿轮轴13上两相邻轮齿之间。两侧的齿轮对齿1b与齿轮14上的轮齿相啮合，其中一侧齿轮对齿1b与齿轮14上的轮齿相啮合的端部开有齿槽，齿轮14上的轮齿***该齿槽内；另一侧齿轮对齿1b与齿轮14上的轮齿相啮合的端部为齿状结构，该齿状结构***齿轮14上两相邻轮齿之间。两侧对齿部分中齿轮轴对齿1a的轴向中心线之间的连线垂直相交于齿轮轴13和齿轮14的轴向中心线，两侧对齿部分中齿轮对齿1b的轴向中心线之间的连线垂直相交于齿轮轴13和齿轮14的轴向中心线。

浮动轴向定位部分包括轴向支撑座2、浮动定位头3a、导向套3b及压缩弹簧3c，轴向定位座2固定在工装基板5上，导向套3b的一端与轴向定位座2相连，另一端固接在位于工装基板5下方的基础12上，浮动定位头3a的一端位于导向套3b内，另一端由导向套3b穿出；在浮动定位头3a内设有压缩弹簧3c，该压缩弹簧3c的一端抵接于浮动定位头3a的内部，另一端抵接于基础12上，通过压缩弹簧3c实现压缩及自动回位的浮动功能。

安装在工装基板5上的径向限位部分，分别对齿轮轴13及齿轮14在径向上限位，径向限位部分包括第二限位支架9、齿轮轴限位螺钉4a及齿轮限位螺钉4b，其中第二限位支架9固定在工装基板5上，齿轮轴限位螺钉4a及齿轮限位螺钉4b分别安装在第二限位支架9上，并上下设置。齿轮轴限位螺钉4a及齿轮限位螺钉4b的轴向中心线平行，并与齿轮轴13及齿轮14的轴向中心线共面。

本发明的工装过程为：

1.操作者将待压装的齿轮14放置于轴向定位座2的中心，并与齿轮限位螺钉4b接触，由齿轮限位螺钉4b初定位；

2.操作者将待压装的齿轮轴13穿过已放置的齿轮14，并与齿轮轴定位螺钉4a接触，由浮动定位头3a及齿轮轴定位螺钉4a定位；

3.操作者启动压机，压机压头11的顶尖先引入齿轮轴13的轴端中心孔，压头11与轴端接触并轻压，此阶段为定位压装阶段；此阶段中完成对于齿轮轴13及齿轮14的精确轴向定位，由于压装位置的控制，保证齿轮轴13及齿轮14可绕轴向定位基准旋转，以保证对齿的完成；

4.齿轮轴对齿1a、齿轮对齿1b在气缸7的作用下，沿直线导轨6相向移动，并与齿轮轴13的轮齿及齿轮14的轮齿接触；在齿轮轴对齿1a、齿轮对齿1b与齿轮轴13的轮齿及齿轮14的轮齿接触的过程中，有可能刚开始时，这时由于步骤3的作用，齿轮轴对齿1a、齿轮对齿1b在气缸7的带动下继续向内相向移动，即使得齿轮轴13与齿轮14绕轴向定位基准转动，直至齿轮轴13的轮齿及齿轮14的轮齿没有***一侧齿轮轴对齿1a、齿轮对齿1b的齿槽内，而另一侧的齿轮轴对齿1a、齿轮对齿1b则***齿轮轴13及齿轮14两相邻的轮齿之间，齿轮轴13上的轮齿及齿轮14上的轮齿与对齿部分达到正确啮合位置；

5.正确对齿后，压头11继续下行压装，直至完成压装工装；

6.齿轮轴对齿1a、齿轮对齿1b在气缸7的作用下，沿直线导轨6相背移动，与压装完毕工件分离；

7.操作者将压装完毕的齿轮轴13从本发明的对齿工装卡具中移出，完成压装工作。

Claims (10)

1.一种自动对齿工装卡具，其特征在于：包括工装基板(5)、对齿部分及浮动轴向定位部分，其中对齿部分包括齿轮轴对齿(1a)、齿轮对齿(1b)、齿轮支架(1c)、气缸(7)及第一限位支架(8)，气缸(7)安装在工装基板(5)上，气缸(7)的输出端连接有第一限位支架(8)，所述齿轮支架(1c)安装在第一限位支架(8)上，由气缸(7)驱动移动，在齿轮支架(1c)上分别设有齿轮轴对齿(1a)及齿轮对齿(1b)，所述齿轮轴对齿(1a)及齿轮对齿(1b)上下设置，分别与齿轮轴(13)上的轮齿及齿轮(14)上的轮齿相啮合；所述浮动轴向定位部分包括轴向支撑座(2)、浮动定位头(3a)、导向套(3b)及压缩弹簧(3c)，轴向定位座(2)安装在工装基板(5)上，所述导向套(3b)的一端与轴向定位座(2)相连，另一端安装在位于工装基板(5)下方的基础(12)上，所述浮动定位头(3a)的一端位于导向套(3b)内，另一端由导向套(3b)穿出，在浮动定位头(3a)内设有压缩弹簧(3c)，该压缩弹簧(3c)的一端抵接于浮动定位头(3a)的内部，另一端抵接于所述基础(12)上。

2.按权利要求1所述的自动对齿工装卡具，其特征在于：所述工装基板(5)上安装有径向限位部分，分别对齿轮轴(13)及齿轮(14)在径向上限位；所述齿轮轴(13)及齿轮(14)的两侧分别设有对齿部分，两侧的对齿部分以齿轮轴(13)及齿轮(14)的轴向中心线对称设置；所述径向限位部分位于两侧的对齿部分中间。

3.按权利要求2所述的自动对齿工装卡具，其特征在于：所述径向限位部分包括第二限位支架(9)、齿轮轴限位螺钉(4a)及齿轮限位螺钉(4b)，其中第二限位支架(9)安装在工装基板(5)上，所述齿轮轴限位螺钉(4a)及齿轮限位螺钉(4b)分别安装在第二限位支架(9)上，并上下设置。

4.按权利要求3所述的自动对齿工装卡具，其特征在于：所述齿轮轴限位螺钉(4a)及齿轮限位螺钉(4b)的轴向中心线平行，并与齿轮轴(13)及齿轮(14)的轴向中心线共面。

5.按权利要求2所述的自动对齿工装卡具，其特征在于：每侧对齿部分中的齿轮支架(1c)上分别开有容置齿轮轴对齿(1a)及齿轮对齿(1b)的通孔，并在每个通孔的外端设有固接在齿轮支架(1c)上的端盖(15)，所述齿轮轴对齿(1a)及齿轮对齿(1b)在各自的通孔内沿通孔轴向往复移动；每个齿轮轴对齿(1a)及每个齿轮对齿(1b)均内嵌有压缩弹簧，该压缩弹簧的一端连接于齿轮轴对齿(1a)或齿轮对齿(1b)，另一端连接于所述端盖(15)。

6.按权利要求5所述的自动对齿工装卡具，其特征在于：所述一侧齿轮轴对齿(1a)与齿轮轴(13)上的轮齿相啮合的端部开有齿槽，齿轮轴(13)上的轮齿***该齿槽内；另一侧齿轮轴对齿(1a)与齿轮轴(13)上的轮齿相啮合的端部为齿状结构，该齿状结构***齿轮轴(13)上两相邻轮齿之间。

7.按权利要求5所述的自动对齿工装卡具，其特征在于：所述一侧齿轮对齿(1b)与齿轮(14)上的轮齿相啮合的端部开有齿槽，齿轮(14)上的轮齿***该齿槽内；另一侧齿轮对齿(1b)与齿轮(14)上的轮齿相啮合的端部为齿状结构，该齿状结构***齿轮(14)上两相邻轮齿之间。

8.按权利要求2所述的自动对齿工装卡具，其特征在于：所述工装基板(5)上安装有导轨(6)，两侧的对齿部分由两个气缸(7)分别驱动，并同步相向移动；每侧对齿部分的第一限位支架(8)均通过滑块(10)与所述导轨(6)相连，沿导轨(6)往复移动。

9.按权利要求2所述的自动对齿工装卡具，其特征在于：两侧对齿部分中齿轮轴对齿(1a)的轴向中心线之间的连线垂直相交于齿轮轴(13)和齿轮(14)的轴向中心线。

10.按权利要求2所述的自动对齿工装卡具，其特征在于：两侧对齿部分中齿轮对齿(1b)的轴向中心线之间的连线垂直相交于齿轮轴(13)和齿轮(14)的轴向中心线。