[实用新型]行星轧齿机

说明书

本实用新型涉及金属压力加工的回转成形设备，特别是齿轮的新制造方法、新成型工艺和新型设备。

过去生产加工齿轮的主要方法是切削加工，如铣削或刨削等，这种生产方法浪费金属原材料，生产效率低，加工一个齿轮往往需要数小时甚至数天，此外，由于机械加工切断了金属的纤维，影响了齿轮的强度和使用寿命，这种传统的生产加工方法满足不了现代工业发展的需要。

本实用新型目的是用一种按照新的工作原理设计的新型轧齿机来代替传统的齿轮加工方法，以改善劳动条件，提高生产效率和工件质量。

本实用新型是由轧辊，模圈，机架，传动机构组成，主动的太阳齿辊1与内侧带有3至5组起齿楔2的模圈3安装在同一对机架4上，齿辊的两端安装有滚动轴承5，齿辊1与模圈2之间设有成形环腔6，送料架8与送料架调整装置9相连接，并位于进出料口的下部，送料架调整装置9固定在机架4上，出料导板10与集料箱11相连，并与进出料口水平方向成10～20度倾角，在模圈两端安装有限位环15，机架4由螺栓12固定在轨座13上，机架四角用拉杆14相连，太阳辊的传动端通过普通联轴器16与行星减速机17并通过电机输出轴与电机7相连，模圈内侧采用圆弧及样条曲线组合的基准面，每组起齿楔的高度自进出料口的送料侧起依次增大。

本实用新型具有结构原理简单、工作可靠，齿轮生产工艺设备简化，生产效率高，制造该设备成本低，生产出的齿轮产品质量好并能够节约金属原材料。

附图1为本实用新型的太阳辊与模圈部分剖面图。

附图2为本实用新型结构图。

附图3为本实用新型起齿楔成形示意图。

下面结合附图对本实用新型做进一步描述。苏联的斯米尔诺夫等曾研制了二辊式轧齿机，但这种二辊式轧齿机结构相当复杂，设备笨重，需要有很复杂的毛坯装卡及送进机构，设备造价高，而且两辊与轧件之间均为凸面接触，不利于齿面的精确成形，这种轧齿机在我国没有得到推广应用。本实用新型齿轮轧机的工作原理与历来的齿轮生产方法不同，其主要特点是用一个主动的太阳齿辊和一个内侧带有起齿楔的固定模圈，圆形坯料在齿辊与模圈之间的成形环腔内做行星运动，制齿过程中受到模圈上起齿楔的压入作用，逐步形成轮齿，并在出料之前得到整形加工，得到所需要的尺寸和形状。本实用新型的结构和工作原理在附图中给出，一根主动的太阳齿辊与内侧带有3至5组起齿楔的模圈安装在同一对机架上，齿辊的两端装有滚动轴承，在齿辊与模圈之间形成一个成形环腔，坯料经送料架靠重力滚入成形环腔的入口后，由齿辊上的齿端在坯料圆周上压出等间距的定位印痕，利用送料架调整装置来调整送料架的送料角度和位置，以使坯料表面的定位印痕与模圈上的起齿楔相遇，坯料在太阳齿辊的作用下一方面绕太阳齿辊作公转，另一方面产生与太阳齿辊转动方向相反的自转。在此过程中受到刻在模圈内侧的几组逐渐增高的起齿楔的压入作用，逐步形成轮齿，为了保证成形过程的合理性，模圈内侧采用圆弧及样条曲线组合的基准面，样条曲线段主要用以获得较为均匀的压入过程，圆弧段主要用以对已基本成形的轮齿进行整形，以获得更为精确的齿面形状、尺寸和表面光洁度，完成上述加工过程的轧件靠重力经带有10～20度倾角的出料导板滚入集料箱，同一时刻可以有多个坯料在成形环腔的不同位置上轧制，因而其生产过程是连续、高效的。本实用新型在轧制直齿轮时，可以单体齿轮轧制，也可以用数个齿轮并排联体轧制，轧出轮齿后再切断成单体齿轮。轧制斜齿轮时，要用两只齿轮并列使齿的倾斜方向相反的方法双体轧制，以克服轴向力，轧后切开成两只斜齿轮。在起齿楔的作用下，轮齿的形成过程在图3中给出，其中R₀为模圈的初始内径，第1组起齿楔处的模圈内径为R₁。以此类推，第2，3，4组起齿楔处的模圈内径为R₂，R₃，R₄。在起齿楔向齿根的逐步压入过程中和金属向齿顶的逐步流动过程中，齿高逐步增大，形成轮齿的初型，最后经过整形楔对其进行进一步的加工，精整，达到所要求的齿面形状、尺寸和表面光洁度。本实用新型可以用来生产各种直齿轮、斜齿轮和人字齿轮等。本实用新型考虑到本轧齿机各部件安装、固定和更换的需要，机架由螺栓固定在轨座上，机架四角用拉杆相连，为了防止坯料在成形环腔内横向串动，在模圈的两端装有限位环，太阳齿辊的传动端由普通联轴器与行星减速机相连，轧制过程不需调速，故采用交流电机拖动。

本实用新型的生产效率可比切削加工提高几十倍甚至几百倍，可以使齿轮的加工成本费用大为降低。齿轮坯料与模圈接触方式为凸凹面相接，有利于齿轮的精确成形，齿轮内的金属纤维组织不被切断，并有细化晶粒的作用，使齿轮的疲劳极限、耐磨性和机械强度等技术指标提高，生产设备相当简单，制造本实用新型投资少。