生產錐形齒輪的機器和方法技術

一種制造錐形齒輪和準雙曲面齒輪的機器（２），它包括一機柱（４），該機柱具有一第一側面（６）和一第二側面（８）。第一側面（６）可移動地固定有一第一主軸（１０），該第一主軸可繞一第一軸線（Ｑ）轉動。第二側面可移動地固定有一第二主軸（４０），該第二主軸可繞一第二軸線（Ｎ）轉動。第一和第二主軸（１０，４０）最多可在三個直線方向（Ｘ，Ｙ，Ｚ）上彼此相對地線性移動，第一和第二主軸中至少有一根可相對于其相應的側面以角度方式運動。第一和第二主軸中至少一根的這種角度運動是圍繞一相應的樞轉軸線（Ｆ）進行的，該樞轉軸線與其相應的側面基本平行。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及齒輪制造機器，更具體地是涉及切削和磨削錐形齒輪的機器。
技術介紹
在齒輪、尤其是錐形齒輪的生產中，通常使用兩種類型的工藝，即范成法(滾切)和非范成法。范成法可分為兩種，即端面銑削(間歇分度)和端面滾削(連續分度)。在范成法端面銑削工藝中，將一轉動的刀具進給入工件的預定深度。一旦達到該深度，刀具和工件就以預定的相對滾動動作一起滾動，這稱作范成滾動，就好像工件與一理論范成齒輪相嚙合地轉動，刀具的原料去除表面代表理論范成齒輪的齒。在范成滾動中，刀具和工件的相對運動形成輪齒的外形。在范成法端面滾削工藝中，刀具和工件以一定的時間關系轉動，刀具進給到一定深度，從而以一次進刀便可形成所有齒槽。在達到最大深度之后，便開始范成滾動。非范成法，不管是間歇分度還是連續分度，其工件上的輪齒外形都是直接由刀具的外形產生的。刀具進給入工件，使刀具上的外形賦予工件。在不使用范成滾動時，理論“冠齒輪”形式的理論范成齒輪的概念可用于非范成法中。冠齒輪是一種理論上的齒輪，其齒面與非范成法中的工件的齒面是互補的。因此，在用非范成法于工件上形成齒面時，刀具上的切削刀片代表理論冠齒輪的齒。用于生產錐形齒輪的傳統機械齒輪范成機器包括一工件支承機構和一搖架機構。在范成法加工過程中，搖架圍繞一軸線沿一圓形路線帶有一圓形刀具，該軸線稱作搖架軸線。搖架代表理論范成齒輪的本體，搖架軸線對應于理論范成齒輪的軸線。刀具代表范成齒輪上的一或多個齒。工件支承件使工件相對于搖架定位，并使其相對于搖架的轉動以特定的比率轉動。通常，傳統的機械搖架式錐形齒輪范成加工機配有一組線性和角度標尺(即設定值)，它們可幫助操作者使各機器構件準確地定位于適當位置。許多類型的傳統機械搖架式錐形齒輪范成加工機一般都具有一可調機構，該機構使刀具主軸、也就是刀具軸線能相對于搖架軸線傾斜(即刀具軸線不平行于搖架軸線)。稱作“刀具傾斜”的調節通常用來使刀具壓力角與構件的壓力角相匹配，并/或用來將刀具的切削面定位成正確地代表理論范成齒輪的齒面。在一些沒有刀具傾斜機構的傳統機械搖架式錐形齒輪范成加工機中，可以通過改變搖架與工件之間的相對滾動關系來達到刀具傾斜的效果。這種滾動關系的改變也稱作“修正滾動”。近年來，齒輪生產機器已得到了發展，它們可減少使刀具相對于工件定位所需要的機器設定值的數量。這些機器用一線性、旋轉和/或樞轉軸系統代替了傳統機械搖架式機器的部分或所有的設定值以及運動。專利技術概要本專利技術涉及一種制造錐形和準雙曲面齒輪的機器，它包括一機柱，該機柱具有第一側面和第二側面。第一側面可移動地固定有一第一主軸，該第一主軸可繞一第一軸線轉動。第二側面可移動地固定有一第二主軸，該第二主軸可繞一第二軸線)轉動。第一和第二主軸最多可在三個直線方向上彼此相對地線性移動，第一和第二主軸中至少有一根可相對于其相應的側面以角度方式運動。第一和第二主軸中至少一根的這種角度運動是圍繞一相應的樞轉軸線進行的，該樞轉軸線與其相應的側面基本平行。附圖簡述附圖說明圖1是本專利技術齒輪制造機的第一實施例的立體圖，其刀具和工件未接合。圖2是本專利技術齒輪制造機的第一實施例的立體圖，表示一切削刀具與一小齒輪相接合。圖3是圖2齒輪制造機的俯視圖。圖4是本專利技術齒輪制造機的第一實施例的立體圖，表示一切削刀具與一環形齒輪相接合。圖5是圖4齒輪制造機的俯視圖。圖6表示帶有刀具傾斜的一傳統機械搖架式錐形齒輪范成加工機。圖7是一傳統機械搖架式錐形齒輪范成機的俯視示意圖。圖8是一傳統機械搖架式錐形齒輪范成機的正視示意圖。圖9是圖8中刀具的側視圖。圖10是本專利技術第一實施例的切削刀具和工件的俯視示意圖。圖11是沿圖10的切削刀具軸線的視圖。圖12表示基于本專利技術第一實施例中的切削刀具的基準面的一坐標系統中的樞轉軸線F。圖13表示圖12的坐標系統和本專利技術齒輪制造機的第一實施例的坐標系統。圖14表示本專利技術第一實施例的切削刀具的坐標系統XC-ZC和齒輪制造機的坐標系統X-Z。圖15是在圖1-3所示實施例的齒輪制造機上切削的一小齒輪的機器軸線運動圖表。圖16表示與一工件主軸相關的一樞轉軸線布置。圖17例示了機柱的一種備選形式。圖18表示與一刀具主軸相關的豎直機器運動。圖19是表示樞轉機構同時包括刀具和工件主軸的俯視圖。圖20表示水平導軌位于豎直導軌的內側，用于使工件主軸運動。優選實施例詳述下面參照附圖來說明本專利技術的細節，這些附圖僅以實例的方式示出了本專利技術。在附圖中，類似的部件或構件將用相同的標號表示。在本專利技術的上下文中，術語“錐形”齒輪應理解為具有足夠的范圍，它包括稱作錐形齒輪、“雙曲面”齒輪的那些類型的齒輪，也包括稱作“冠”齒輪或“平面”齒輪的那些齒輪。圖1-5中示出了本專利技術錐形齒輪制造機的第一實施例，它總的由標號2表示。為了便于觀察不同的機器構件，圖1-5所示的本專利技術的齒輪制造機不帶門和外部金屬板。齒輪制造機2包括一單個的固定柱4，它是US6,120,355中所揭示的類型，該專利援引在此供參考。固定柱4最好是一單塊結構，諸如鑄鐵，也可以由金屬板、例如鋼板組裝而成，或者可以包括諸如角柱之類的各個框架構件和根據需要設置用來支承機器導軌或其它構件的框架構件。固定柱4包括至少兩個側面，最好包括四個側面，其中至少兩個側面、即第一側面6和第二側面8彼此定位成所需的角度，最好是相互垂直，但定位成大于或小于90度的側面(例如見圖19中的固定柱4)也在本專利技術的考慮之內。第一和第二側面各有一個寬度和一個高度(如圖1中所示)。或者，單塊的固定柱4可以包括具有非平面的側面的形式，諸如基部呈圓柱形的柱，如圖17所示。第一側面6包括第一主軸10，該第一主軸具有一前部或支撐面15。主軸10可繞軸線Q旋轉，并最好由一直接驅動電機12驅動，最好是液體冷卻的，最好安裝在前、后主軸軸承(未圖示)的后面。主軸10可樞轉地固定于一主軸支承件11，該支承件與主軸10一起可在附連于固定柱4的軌道14上沿第一側面6的寬度沿方向Z運動。主軸10沿方向Z的運動由電機16通過一直接耦合滾珠絲杠(未圖示)或通過直接驅動來提供。最好，通過現有技術中公知的合適安裝設備將一切削或磨削刀具18(示出的是切削刀具)可拆卸地安裝于主軸10。如上所述，第一主軸10附連于主軸支承件11，使主軸、也就是刀具18可繞樞轉軸線F樞轉。主軸支架13通過至少一個、最好是兩個軸承連接件20和22而可樞轉地附連于支承件11，即上部軸承連接件20和下部軸承連接件22。主軸10的樞轉是通過電機24和直接耦合滾珠絲杠26、或通過直接驅動來實現的，并通過吊架30的套筒部分28動作。吊架30最好在一上部連接件32和一下部連接件34處可樞轉地附連于主軸10，使得吊架30可以繞軸線V相對于主軸10而以角度方式運動。滾珠絲杠26、因而吊架30的前進可有效地將驅動電機12以角度方式推壓離開固定柱4，從而導致繞軸線F的樞轉運動，使刀具18以角度方式朝機柱4運動。參見圖3對小齒輪的切削以及圖5對環形齒輪的切削。當然，縮回滾珠絲杠26會有相反的效果。或者，為了實現主軸10的樞轉，可在沿Z方向取向的至少一個導軌上運動并設置在主軸支承件11上的一滑塊可通過一聯動機構連接于主軸10或電機12。導軌上的滑塊的運動使主軸10繞軸線F樞轉。另一種方式是，在本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種制造錐形和準雙曲面齒輪的機器，它包括：一機柱；一可移動地安裝于所述機柱的工件主軸；一可移動地安裝于所述機柱的刀具主軸；所述工件主軸和所述刀具主軸最多可在三個不同的方向上彼此相對平移；所述工件主軸和所述刀具主軸至少可繞 一條豎直樞轉軸線彼此相對以角度方式運動。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：CR羅納德，HJ斯塔特費爾德，K派弗，
申請(專利權)人：格里森工場，
類型：發明
國別省市：US[美國]