[发明专利]面齿轮插齿机床分齿传动链上可变角度换向机构

说明书

技术领域

本发明为面齿轮插齿机床分齿传动链上可变角度换向机构，是面齿轮插齿机床的关键传动机构之一，属于机械传动领域。

背景技术

面齿轮传动是指圆柱齿轮与锥齿轮相啮合实现空间相交或交错轴之间的传动。根据圆柱齿轮和面齿轮两轴线的关系，可将面齿轮传动分为正交非偏置、非正交非偏置、正交偏置和非正交偏置4种类型。

当圆柱齿轮的回转轴线与面齿轮的回转轴线相交且垂直时，面齿轮传动称之为正交非偏置面齿轮传动，如图1所示；当圆柱齿轮的回转轴线与面齿轮的回转轴线相交但不垂直时，面齿轮传动称之为非正交非偏置面齿轮传动，如图2所示；当圆柱齿轮的回转轴线与面齿轮的回转轴线相交错且垂直时，面齿轮传动称之为正交偏置面齿轮传动，如图3所示；当圆柱齿轮的回转轴线与面齿轮的回转轴线相交错且不垂直时，面齿轮传动称之为非正交偏置面齿轮传动，如图4所示。

与锥齿轮传动相比，面齿轮传动具有如下优点：

(1)由于与面齿轮啮合的齿轮为渐开线圆柱齿轮，其轴向移动误差对传动性能没有影响，其它方向的影响也极小，无需防错设计。而在锥齿轮传动中，其轴向误差将引起严重偏载，因此重要的锥齿轮传动，必须进行防错设计。

(2)当与面齿轮啮合的齿轮为直齿圆柱齿轮，则圆柱齿轮上无轴向力，其支撑简单，结构占用空间小。而锥齿轮传动中，由于轴向力作用使得支撑复杂，结构占用空间大。

(3)面齿轮传动的重合度比锥齿轮传动的大，在空载时能够达到1.6-1.8，在载荷作用下，其重合度将会更大。

(4)点接触面齿轮传动仍然为定比传动，而点接触锥齿轮传动的传动比则是在一定范围内波动，因此面齿轮传动的振动和噪声均小于锥齿轮传动。

面齿轮加工方法是面齿轮传动研究的主要内容之一。插齿加工则是面齿轮切齿加工研究的主要内容之一。面齿轮的插齿加工原理和面齿轮啮合传动原理是相同的，即将面齿轮啮合传动中的圆柱齿轮换成插齿刀具，即可实现面齿轮的插齿加工。正如图1正交非偏置面齿轮传动和图2非正交非偏置面齿轮传动所示，正交非偏置和非正交非偏置面齿轮插齿加工时，其回转轴线与插齿刀具回转轴线的轴交角是不相同的。现有面齿轮插齿加工机床在加工正交非偏置和不同角度的非正交非偏置面齿轮时，必须按照面齿轮回转轴线与插齿刀具回转轴线的角度，更换相应角度的换向机构，从而实现不同角度非偏置面齿轮的加工。目前，还没有实现在不更换换向机构的情况下，就能够进行不同角度非偏置面齿轮的插齿加工。本发明中面齿轮插齿机床分齿传动链上可变角度换向机构的作用就是实现在不更换换向机构的情况下，进行不同角度非偏置面齿轮的插齿加工。该可变角度换向机构的主要难点在于不割裂传动链情况下，实现被加工面齿轮工件回转轴线与插齿加工回转轴线之间的角度变化。

发明内容

本发明为面齿轮插齿机床分齿传动链上可变角度换向机构，主要解决正交非偏置面齿轮和不同角度的非正交非偏置面齿轮在插齿机床上，在不需要更换不同轴交角换向机构情况下，实现插齿加工的问题。

面齿轮插齿机床分齿传动链上可变角度换向机构的技术方案为由主输入轴、主输入圆柱齿轮、第一分流输入轴、第一分流圆柱齿轮、第一分流圆锥齿轮、第一换向轴、第一换向圆锥齿轮、第一合流圆锥齿轮、第二分流输入轴、第二分流圆柱齿轮、第二分流圆锥齿轮、第二换向轴、第二换向圆锥齿轮、第二合流圆锥齿轮、合流输出圆锥齿轮、合流轴、输出圆锥齿轮、输出换向圆锥齿轮和输出轴组成；

其中第一分流输入轴、第二分流输入轴分别与主输入轴平行，第一换向轴、第二换向轴分别与主输入轴垂直，第一换向轴和第二换向轴共线，合流轴可绕第一换向轴或第二换向轴的轴线在0°～90°之间变化，输出轴与合流轴相互垂直；

其中第一分流圆柱齿轮和第一分流圆锥齿轮均安装于第一分流输入轴上，第一换向圆锥齿轮和第一合流圆锥齿轮均安装于第一换向轴上，主输入圆柱齿轮与第一分流圆柱齿轮啮合，第一分流圆锥齿轮与第一换向圆锥齿轮啮合；

其中第二分流圆柱齿轮和第二分流圆锥齿轮均安装于第二分流输入轴上，第二换向圆锥齿轮和第二合流圆锥齿轮均安装于第二换向轴上，主输入圆柱齿轮与第二分流圆柱齿轮啮合，第二分流圆锥齿轮与第二换向圆锥齿轮啮合；

其中合流输出圆锥齿轮与输出圆锥齿轮均安装于合流轴上，合流输出圆锥齿轮同时与第一合流圆锥齿轮及第二合流圆锥齿轮啮合；

其中输出换向圆锥齿轮安装于输出轴上，输出换向圆锥齿轮与输出圆锥齿轮啮合，实现输出轴的转动；