Устройство для ориентации зубчатых изделий

(5)5 В 23 Р 23/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ЕТЕЛЬСТ ВТОРСКОУУ ровании положения зубчатых колес с варительно нарезанными зубьями о тельно инструмента. Цель изобрете расширение технологических возм стей и повышение точности ориенте пазу корпуса 1 установлены кинем ски связанные между. собой с пом направляющих 4 и 5 ориентирующ вспомогательная 3 рейки с возможн плоскопараллельного перемещения пусе, Направляющие 4 и 5 выполнен углом р к двум параллельным стенка корпуса, Рейки 2 и 3 подпружинены ОСтьЮ в коры под м паза Ю ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССРМ 1162556, кл. В 23 Е 23/00, 1983.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОРИЕНТАЦИИ ЗУБЧАТЫХ ИЗДЕЛИЙ(57) Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в зубообрабатывающих станках преимущественно смеханизированной загрузкой при ориенти 5 О 1685639 предтн осиния - ожноции, В атичеОщью ая 2 и1685639 1 = 2 - р-,Щйст 9 /Г собой пружиной 3, Ив рейке 2 выполнены скосы с двух сторон и она поджата к стенкам паза корпуса пружинами 14 и 15. Жесткость пружин 14 и 15 должна быть не меньше жесткостги пружины 8 с учетом угла ф наклона направляющих и коэффициентов Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в зубообрабатывающих станках, преимущественнос механизированной загрузкой, при ориентировании положения зубчатых колес с 5предварительно нарезанными зубьями относительно инструмента,Цель изобретения - расширение технологических воэможностей и повышение точности ориентации. 10На фиг. 1 представлено устройство, сбщий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг, 1; нафиг. 3, 4 и 5- упрощенные схемы расчета усилий, действукщих в элементах устройства. 15В корпусе 1 устройства размещены ориентирующий 2 и вспомогательный 3 элементы, представляющие собой зубчатые рейки,которые кинематически связывают междусобой посредством неправая о;цих, для чего 20в одной из реек выполнены пазы с направляющими поверхностями 4 и 5, с которымивзаимодействуют "оответствующие нап равляющие поверхности, выполненные на второй рейке, благодаря чему обе рейки имеют 25возможность относительного смещениявдоль напоавляющихпри этом средние линии 6 и 7 их зубчатых венцов остаются параллельными друг другу, Направляющиевыполнены под углом р по отношению к 30средним линиям зубчатых венцов. В направлении относительно смещения рейкиподпружинены пружиной 8. Для огоаничения крайних положений смещений вспомогательный элемент 3 снабжен упором 9, 35взаимодействующим с пазом 10, которыйвыполнен в технологической крышке11, укрепленной на ориентирующемэлементе 2,Ориентирующий элемент снабжен 40также направлякицими 12, посредствомкоторых он взаимодействует с соответствующими направляющими 13, выполненнымив корпусе устройства с возможностью перемещений в направлениях, параллельных 45средней линии зубчатого венца. В направлениях перемещений ориентирующий элемент подпружинен пружинами 14 и 15. трения соп рягаемых элементов, глеханизм фиксации выполнен в виде двух гидропневмоцилиндров 20 и 21, на штоках поршней 18 и 19 которых установлены клиновые элементы 16 и 17 с односторонними скосами зубчатой рейки 2, 5 ил,Величину угла наклона направляющих выбирают в пределах, определяемых соотношениемР=(90 - а) +-р,где а - угол профиля зубчатого венца рейки;р - угол трения в направляющих, Для обеспечения надежности ввода ориентирующего элемента в зацепление жесткости пружины 14 и 15, взаимодействующих с ориентирующим и вспомогательным элементами, связаны между собой зависи- мостью где 1 - жесткость пружин в направлении перемещения ориентирующего элемент 2 - жесткость пружины 8 в направлении относительного смещения ориентирующего и вспомогательного элементов;у, . угол трения в паре зубчатое колесо - вспомогательный элемент;р- угол наклона направляющих ориентирующих элементов,Для зажима ориентирующего элемента в заданном положении используют механизм фиксации, состоящий из размещенных на штоках двух клиновых элементов 16 и 17 с односторонними скосами, посредством которых они взаимодействуют со скошенными поверхностями, выполненными на ориентирующем элементе по обе стороны от его зубчатого венца. Вторые концы штоков выполнены в виде поршней 18 и 19 и размещены в силовых гидропневмоцилиндрах 20 и 21, Для создания равных усилий на штоках рабочие полости цилиндров попарно соединены между собой и посредством каналов 22 - 24 сообщаются с золотником управления (не показан). Сверху корпус закрыт крышкой 25,Устройство работает следующим образом,В исходном положении вспомогательный элемент 3 усилием пружины 8 выдвинут вперед по отношению к ориентирующемуэлементу 2 в крайнее положение (фиг. 1), При этом клиновые элементы механизма фиксации находятся в крайнем заднем (отжатом) положении, ориентирующий элемент свободен в перемещениях,После обработки очередного изделия - зубчатого колеса 26 осуществляют кинематическую связь ориентирующего элемента с режущим инструментом через обработанное изделие. Для этого перемешают корпус 1 устройства с размещенными в нем ориентирующим и вспомогательным элементами в радиальном направлении по отношению к зубчатому колесу 26, При этом необходимо, чтобц ориентирующий элемент беспрепятственно вошел в зацепление с зубчатым колесом при любых их относительных положениях, Это достигается тем, что первоначально в контакт с изделием вступает вспомогательный элемент и осуществляет смещение ориентирующего элемента (или на последующем этапе - доворот подлежащего ориентированию зубчатого изделия) до такого положения, которое обеспечивает ввод ориентирующего элемента в зацепление.После того, как вспомогательный элемент 3 коснется изделия 26, то при дальнейшем перемещении корпус 1 вследствие наличия кинематической связи, образованной направляющими, выполненными под углом, определяемом в пределах определенного интервала значенийР =(90 - а) - р,возможен один из трех режимов работы устройства,Если вспомогательный элемент вступил в контакт с изделием левыми сторонами своего профиля, то он начнет смещаться вдоль направляющих, одновременно перемещаясь вправо, пока в контакт не вступят и правые стороны его профиля, после чего, продолжая смещаться вдоль направляющих, будет осуществлять смещение влево ориентирующего элемента.Если вспомогательный элемент вступил в контакт с изделием правыми сторонами своего профиля, то относительного смещения вдоль направляющих не будет, а оба элемента начнут смещаться влево, пока в контакт не вступят левые стороны, после чего начнет смещаться вдоль направляющих и будет продолжаться смещение ориентирующего элемента.Если вспомогательный элемент вступил в контакт с изделием вершиной зуба, то он также начнет смещаться вправо до тех пор, пока его зубья не войдут во впадины зубчатого изделия, после чего работа будет протекать аналогично описанному.50 55 Т =В 13 пу 81 созу 19 ф, где угол у определяют из соотношения у=а+Р.Из анализа указанной зависимости следует, что если принять угол Р равным ф = 90 - ар, то угол у .ф. р . и в этом случае усилие не превышает силы трения Ер, а следовательно, относительного смещения ориентирующего и вспомогательного элементов не происходит, что и требуется при контакте вспомогательного элемента правыми сторонами профиля. Указанные относительные смещенияэлементов вдоль направляющих вызываются действием силы 1(не показана), являющейся результирующей двух сил Е и Е 1,5 действующей вдоль направляющих и зависящей от угла наклона направляющих икоэффициента трения в них. Так, из рассмотрения схемы действия усилий на вспомогательный элемент (фиг. 3) видно, что10 если вспомогательный элемент вошел в контакт с зубчатым колесом, то на него начнетдействовать со стороны ориентирующегоэлемента усилие Р, а со стороны зубчатогоколеса - результирующая реакция й.15 Разложив силу Р по направлениям,видно, что сила Й =Р созе оказываетнормальное давление на вспомогательныйэлемент, а сила Е =Р зпР вызываетсмещение ориентирующего элемента20 вдоль направляющих, С учетом силы трения в направляющих Е 1 результирующуюсилу определяют из равенства Т = Е-Е 1 =Р зп 3 - Р созе+ щр,отсюда следует, что чем больше угол р, тем больше25 сила 1, вызывающая относительное смещение элементов.Однако для нормальной работы устройства необходимо, чтобы относительноесмещение ориентирующего и вспомога 30 тельного элементов имело место во всехслучаях, за исключением одного, когдавспомогательный элемент контактирует сизделием своими правыми сторонами профиля,35 Это достигается выполнением направляющих под углом, не выходящим за определенные пределы. Для рассмотренияслучая контакта вспомогательного элементаправыми сторонами профиля удобнее вос 40 пользоваться схемой, изображенной на фиг.. 5, которая является частным случаем схемы,изображенной на фиг. 3.Так, для данного случая усилие смещения можно определить зависимостью, кото 45 рая аналогична зависимости дляпредыдущих случаевЕсли принять угол ф больше или меньше значений, определяемых указанной зависимостью, то усилие смещения Т становится больше силы трения Ртр, что вызывает относительное смещение элементов, а это недопустимо для данного случая,Поэтому для обеспечения работоспособности устройства угол наклона направляющих должен быть выполнен под углом ф значение которого выбирают в пределах, определяемых приведенным соотношением,Таким образом, при дальнейшем перемещении корпуса 1 в результате относительных смещений ориентирующий элемент 2 одновременно перемещается вдоль направляющих 12 и 3 влево до тех пор, пока профиль его не войдет в зацепление с зубчатым колесом 26 и полностью не выберет зазор в. зацеплении,В этом положении зубчатые венцы вспомогательного и ориентирующего элементов совмещаются друг с другом, после чего ориентирующий элемент фиксируют в заданном положении.Возможен случай, когда при вводе ориентирующего элемента в зацепление с обработанным изделием, против выступа зуба колеса расположен выступ зуба вспомогательного элемента, т,е. когда вспомогательный элемент вступает и контакт с изделием вершиной зуба. Но, так как в этом случае ввод ориентирующего элемента в зацепление невозможен, то необходимо обеспечить такие условия, чтобы сначала сместился вдоль средней линии и вошел в зацепление вспомогательный элемент, и только после этого начал перемещаться ориентирующий элемент,Чтобы обеспечить это условие необходимо, чтобы усилие С пружины 14 было больше силы трения Гц, возникающей в паре вспомогательный элемент - зубчатое колесо, зависящей от усилия 6 пружины 8, т,е.0Ртр(фиг. 4). На фиг. 4 видно, чтотр= 6 3 пр19,:Р 1где р 1- угол трения,и осадкапружины 8 и осадкапрунсины 14 связаны между собой соотношением . =соэфУчитывая, что усилие пружины пропорционально ее жесткости и осадке,.а такжето, что в направляющих 12 и 13 также имеетместо трение, усилие которого Р совпадаетпо направлению с усилием О пружины 14,то для обеспечения надежности ввода в за 20 25 30 35 40 45 50 55 цепление достаточно, чтобы жесткость 11пружин 14 и 15 была не ниже значения,определяемого из соотношения 1112 - А,С 19 Ргде 12 - жесткость пружины 8;р 1- угол трения в паре вспомогательный элемент - зубчатое колесо;3- угол наклона направляющих,Если указанное условие не будет выполнено и пружина 14 будет иметь жесткость 11ниже установленной указанной зависимостью, то в случае, когда выступы зубьев колеса и вспомогательного элемента войдут в контакт, при дальнейшем ориентирующем перемещении корпуса вспомогательный элемент будет оставаться на месте, а ориентирующий элемент начнет смещаться влево (так как в данном случае усилие пружины С меньше силы Ртр, и в результате ориентирующий элемент не сможет войти в зацепление с зубчатым колесом.После того, как ориентирующий элемент входит в зацепление с зубчатым изделием и полностью выбирает зазор в зацеплении, его фиксируют в заданном положении.Фиксацию осуществляют посредством механизма фиксации. Для этого от золотни-. ка управления осуществляют подвод рабочей среды по каналам 22 и 23 в нижние полости силовых цилиндров 20 и 21, в результате чего перемещаются штоки с клиновыми элементами 16 и 17, посредством скосов которых осуществляют зажим ориентирующего элемента 2.Работа самих гидропневмоцилиндров сводится к следующему,При подводе рабочей среды (масло или сжатый воздух или т.п.) в нижние полости цилиндров поршни со штоком начинают перемещаться вперед. При этом не имеет значение, в каком положении ( в среднем или смещенном вправо или влево) находится ориентирующий элемент 2, Допустим, что он смещен, например, вправо, В этом случае первым вступает в контакт с элементом 2 шток 17 и останавливается потому, что давление в цилиндре 21 не повышается, так как полости обоих цилиндров сообщаются между собой, а поршень 18 продолжаетдвигаться вперед, не имея перед собой препятствий, до тех пор, пока шток 16 также не коснется элемента 2, И только после этого начинает повышаться давление в обоих цилиндрах, Давление в обоих цилиндрах, возрастает синхронно ( так как полости цилиндров сообщаются между собой и условия работы их идентичны), ориентирующийэлемент 2 не имеет возможности сместиться в ту или иную сторону, так как он находится в беззазорном зацеплении с закрепленным на станке зубчатым изделием, т.е. осуществляется равномерно и надежный зажим и фиксация элемента 2 в заданном положении, Таким образом, ориентирующий элемент становится кинематически связанным с режущим инструментом,После этого корпус с ориентирующими элементами выводят из зацепления, производят замену зубчатого колеса и начинают процесс ориентирования. последнего, для чего ориентирующее устройство подводят к ориентируемому колесу 26, и после того, как вспомогательный элемент 3 войдет в контакт с ориентируемым колесом, опять начинается относительное смещение ориентирующего и вспомогательного элементов, но, так как ориентирующий элемент 2 уже жестко зафиксирован, то за счет относительного смещения зубчатого венца вспомогательного элемента осуществляется доворот зубчатого колеса до тех пор, пока профиль ориентирующего элемента 2 не войдет в зацепление с зубчатым колесом 26 и полностью не выберет зазор в зацеплении. Затем осуществляют зажим изделия.,В результате ориентируемое кольцо занимает точно такое же положение, как и предыдущее по отношению к режущему инструменту. 4-4 Предлагаемое устройство может бытьиспользовано на станках, работающихкак дисковым, так и червячным инструментом,5 Формула изобретенияУстройство для ориентации зубчатыхизделий относительно инструмента, содержащее установленные в корпусе механизмфиксации и механизм ориентации с двумя10 зубчатыми рейками, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью расширения технологических возможностей и повышения точностиориентации, зубчатые рейки подпружиненымежду собой и установлены с возможно 15 стью плоскопараллельного перемещения повыполненному в корпусе пазу в направляющих, выполненных под углом к двум его параллельным стенкам, при этом на одной изреек с двух сторон выполнены скосы и она20 упруго поджата к стенкам паза, а механизм фиксации выполнен в виде установленных с возможностью взаимодействия супомянутыми скосами двух гидропневмоцилиндров, на штоках поршней которых25 выполнены соответствующие скосы, причем жесткость пружин, установленных внапраьлении продольного перемещенияодной из реек, должна быть не менее жесткости пружины, установленной в направ 30 лении относительного смещения реек сучетом угла наклона направляющих и коэффициентов трения сопрягаемых элементов,, ул. Гагарина, 101 Бказ 3559 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/Б