Устройство доворота шпинделя станка Советский патент 1984 года по МПК B23Q5/20 B23Q3/155 

Изобретение относится к станкостроению, в частности к устройствам для регулирования или остановки шпин деля в заданном угловом положении. Известно устройство доворота шпин деля, содержащее привод поворота, приводной вал с установленным на нем эубчатьад колесом наружного зацепления, состоящим из двух частей, установленных с возможностью поворота одна относительно другой. Однако дополнительный привод поворота шпинделя содержит два управляемых механизма,- один, из которых служит для соединения привода со шпинделем а другой является приводом поворота. Это усложняет констру цию и снижает надежность работы уст ройства. Цель изобретения - упрощение кон струкции-, повышение- надежности рабо ты и облегчение регулировки беззазорного . Эта цель достигается тем, что зу чатое колесо наружного зацепления установлено, на приводном валу посредством введенной в устройство эк центричной втулки фрикционно., причем обе части зубчатого колеса снаб жены внутренним зубчатым венцом, расположенным с возможностью взаимо действия .с введенным в устройство зубчатым колесом, жестко установлен ным на приводном валу, причем части наружного и внутреннего венцов рас положены таким образом, что при сов падении, например, профилей зубьев частей наружного венца, профили зубьев частей внутреннего венца не совпадают, и наоборот. Положение, ос поворота зубчатого {солеса наружного зацепления относительно оси приводного вала в момент ввода в зацепление с зубчатым колесом, устано ленным на шпинделе, определяется из уравнения -sW-/ ; где с(, - угол между линией, соединяющей центры зацепляющихся колес 13, 20, и линией, соеди. няющей центр втулки и приводн-ого в.ала; радиус,, соединяющий центр втулки и приводного вала; радиус начальной окружности зубчатого колеса, установ ленного на приводном валу; радиус начальной окружности внутреннего зубчатого венца; радиус начальной окружности наружного зубчатого венца; коэффициент трения сколь ения поверхностей вершин зуб ев и колес. На фиг. 1 изображено устройство поворота шпинделя, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг. 3 - то же, в Момент окончания ввода в зацепление зубчатого колеса устройства с зубчатым колесом шпинделя; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. If на фиг. 5 - разрез В-Б на фиг.1; на фиг. б - разрез Г-Г на фиг.4; на фиг. 7 - разрез Д-Д на фи г. 5 . В крышке 1, укрепленной на корпусе 2 (фиг.1) шпиндельной коробки, установлен на подшипниках 3 и 4 параллельно оси шпинделя 5 станка приводной вал б, соединенный баз зазорно с валом 7 привода поворота 8, закрепленного на - фланце 9. На приводном валу б на подшипниках скольжения 10 . эксцентрично установлена втулка 11. На втулке 11 на подшипниках скольжения 12 установлено зубчатое колесо 13, состоящее из двух частей: первой части 14 с наружным 15 и внутренним 16 зубчатыми венцами и установленной соосно с возможностью поворота второй части 17 с наружным 18 и внутренним 19 зубчатыми венцами „ Наружные и внутренние венцы зубчатого колеса 13 смещены относительно друг друга таким образом, что когда совпадают профили зубьев наружных венцов 15 и 16, то не совпадают профили зубкев внутренних венцов на некоторую величину и наоборот. Зубчатое колесо 13 установлено на приводном 6 Так, что своими наружными зубчатыми венцами 15 и 16 взаимодействует с установленным на шпинделе 5 станка зубчатым цилиндрическим колесом 20. Бнутренними зубчатыми венцами 16 и 19 зубчатое колесо 13 постоянно находится в зацеплении с зубчатым колесом 21, жестко беззазорно установленным на приводном валу 6. Втулка 11 и первая часть 14 зубчатого колеса 13 связаны между собой фрикционной колодкой 22 (фиг. 4, 6 и 7, установленной в пазу втулки 11 подвижно на штифтах 23, запрессованных в пазу. Колодка 22 расположена в цилиндрической кольцевой выточке в первой части 14 зубчатого колеса 13 и прижимается к ее поверхности пружиной 24, опирающейся на выточку во втулке 11. На фланце 9 соосно приводному валу 6 закреплена втулка 25 (фиг.1) имеющая кольцевой вырез 26 и вырезы, в которых установлены упорные регулировочные винты 27, Во втулке 11 установлен упор 28, предназначенный для взаимодействия с упорными винтами 27,инесущий. флажок 29 для взаимодействия с бесконтакт ным конечным выключателем 30. Устройство содержит также гидра лический цилиндр 31 (фиг. 4, 6) со штоком в виде клина для запирания упора 28 на винте -27 в кольц вом вырезе 26 во втулке 25. Устройство поворота шпинделя станка работает следуюгцим образом. В исходном положении (фиг. 2) о Og первой части Id зубчатого колес 13 расположена над осью О приводного вала 6 на вертикальной прямой проходящей через ось 0. Между зуб чатыми венцами 15 и 16 зубчато1о колеса 13 и зубчатым колесом 20 име ется зазор/ обеспечивающий свободное, вращение шпинделя 5 от приводно го главного движения станка. При включении привода поворота 8 происходит поворот вала 6 и вместе с ним обеих частей 14 и 17 зубчатог колеса 13 благодаря зацеплению их внутренних венцов 16 и 19 с зубчаты колесом 21 приводного вала 6 и фрик ционной связи первой части 14 зубчатого колеса 13 со втулкой 11, сидящей на валу б эксцентрично. В результате ось Og зубчатого к-олеса 13, состоящего из двух частей 14 и 17, поворачивается относительно оси Of приводного вала 6 и зубчатые венцы 15 и 18 начинают сближаться с зубьями колеса 20. Если в момент касания наружныг и диаметрами имеет место контакт по вершинам зубьев колес, то дальнейший поворот оси Og вокруг оси Of прекращается и начинается поворот зубчатого колеса 13 относительно втулки 11 за счет преодоления сил Трения в фрикционном механизме. Как только вершины зубьев окажутся напр тив впадин, происходит дальнейший поворот обеих частей зубчатого колеса 13 относительно оси О приводного вала до положения окончательного ввода в зацепление зубьев венцов 15 и 18 с зубьями зубчатого .колеса 20.; При этом движение упора 8 ограничено регулировочным винтом 27 н дальнейшее вращение зубчатого коле са от привода поворота 8 передается шпинделю станка для доворота его в определенное положение или осуществления его вращения :сак движения, подачи, например, при обработке на станках типа обрабатываю щий центр. В этом случае упор 28 запирается гидравлическим клином 32, что обеспечивает возможность реверсированного поворота шпинделя. При незапертом клином 32 упоре 28 включение привода поворота 8 для вращения вала 6 в обратном направлении приводит ктому, что зубчатые венцы 15 и 18, поворачиваясь вместе с частями 14 и 17 зубчатого колеса 13 выходят из зацепления в зубчатым колесом 20 и шпиндель 5 станка оказываетс.я отсоединенным от устройства его доворота. Положение контуров наружного 18. и внутреннего 19 зубчатых венцов (второй части 17. зубчатого колеса 13 такое, что они не совпадают на некоторую величину с соответствующими контурами наружного 15 и внутреннего 18 зубчатых венцов первой части 14 зубчатого колеса 13. В процессе ввода в зацепление, наружных зубчатых венцов 15 и 18 t; зубьями колеса 20 их контуры стрем ятся совместиться. В результате этого происходит относительный поворот частей зубчатого колеса 13 отно.сительно друг друга, а в зацеплении внутренних зубчатых венцов 16 и 19 происходит выбор зазора. Натягивая систему в:конечном положении на упоре 27, можно добиться беззазорной передачи вращения в кинематической цепи привод доворота -г шпиндель станка, что необходимо в случае применения предлагаемого устройства в станках, где поворот шпинделя используется как рабочая подачи или движение для его позиционирования (станки, типа обрабатывающий центр . Условием надежного ввода в зацепление зубчатых венцов 15 и 18 зубчатого- колеса 13 с зубьями колеса 20 шпинделя 5 станка является выдерживание неравенства

1.УСТРОЙСТВО ДОВОРОТА ШПИНДЕЛЯ СТАНКА, содержащее привод, доворота j приводной вал с установленным на нем зубчатым колесом наружного зацепления, состоящим из двух частей, установленных с возможностью поворота одна относительно другой, и кинематически связанным с зубчатым колесом, закрепленным на шпинделе; станка, отлич ающеесд тем, что, с целью упрощения конструкции и повыиения точности доворота, уст- ройство снабжено зубча-илм колесом и эксцентричной втулкой, соответственно жестко и с возможностью ограниченного поворота устс1новленных на приводном валу, а зубчатое колесо наружного зацепления установлено на приводном валу посредством эксцентричной втулки, связано с ней фрикционно и снабжено на обеих частях внутренним зубчатым венцом, установленным cf возможностью взаимодействия с зубчатым колесом приводного вала, . причем части наружного и внутреннего венцов расположены таким образом, что при совпадении профилей зубьев частей наружного венца профили зубьев частей внутреннего венца не совпадают, и наоборот. . 2. Устройство по п. 1,.о т л и ч а ю щ е е с я тем, что.положение оси поворота зубчатого колеса наружного зацепления относительно оси приводного вала в момент ввода в зацепление, с зубчатым колесом, закрепленным на шпинделе, определяется не равенством i 5- sVwrf f (/) Rit. где c( - -угол между линией, соединяющей центры зацепляющихся колес, и линией, соединяющей центр втулки и приводного вала; / коэффициент трения скольже- НИН .поверхностей вершин зубьев колес; Л R. радиус,:соединяющий центры втулки и приводного вала; И, радиус начальной окружности зубчатого колеса установленного, на приводном валу} Я - радиус начальной окружности СЛ внутреннего зубчатого венца; R,. радиус начальной окружности наружного зубчатого венца.