一种螺旋伞齿轮组安装辅助治具的制作方法

1.本实用新型涉及螺旋伞齿轮安装技术领域，特别涉及一种螺旋伞齿轮组安装辅助治具。


背景技术：

2.目前工业机器人手腕部的结构多为螺旋伞齿传动，且螺旋伞齿接触位大多在封闭腔体内；由于工业机器人对齿轮传动精度，齿轮精密性要求较高；因此对螺旋伞齿的啮合和安装精度要求较高。
3.现有的螺旋伞齿安装方法一般是通过调整垫片对齿轮的组装距离进行调整。通常是在螺旋齿面上涂抹红丹粉，然后预组装伞齿轮组，旋转数圈齿轮后，观察齿面的接触区域；如果齿面的接触区域不满足要求，则需要拆下齿轮重新调整垫片，然后多次试装，直到齿面接触区域满足要求。此方法对于经验不足的组装人员需要多次拆装，势必会增加组装工时，影响组装效率。


技术实现要素：

4.本实用新型提供了一种螺旋伞齿轮组安装辅助治具，上述螺旋伞齿轮组安装辅助治具能够有效的避免齿轮组多个组件串联造成的轴向累积误差，且改变盲目调整垫片的现状，可以大大减少螺旋伞齿轮的组装工时，提高组装效率。
5.为达到上述目的，本实用新型提供以下技术方案：
6.一种螺旋伞齿轮组安装辅助治具，所述螺旋伞齿轮组包括相互配合的第一齿轮组和第二齿轮组，上述螺旋伞齿轮组安装辅助治具包括：中心线相互垂直的第一安装通孔以及第二安装通孔；
7.所述第一安装通孔的内径与第一齿轮组件的第一轴承座的外径相配合，所述第一安装通孔沿自身中心线方向的长度与第一齿轮组的长度相配合，所述第一安装通孔的第一端具有与所述第一安装通孔垂直的第一定位端面，所述第一定位端面用于与第一轴承座的第一固定部配合，所述第一安装通孔的第二端具有与所述第一定位端面平行的第一基准面；
8.所述第二安装通孔的内径与第二齿轮组件的第二轴承座的外径相配合，所述第二安装通孔沿自身中心线方向的长度与第二齿轮组的长度相配合，所述第二安装通孔的第一端具有与所述第二安装通孔垂直的第二定位端面，所述第二定位端面用于与第二轴承座的第二固定部配合；所述第二安装通孔的第二端具有与所述第二定位端面平行的第二基准面，所述第二安装通孔的第二端与所述第一安装通孔的第二端相连通，所述第二基准面与所述第一基准面相互垂直连接。
9.本实用新型实施例提供螺旋伞齿轮组安装辅助治具，在对第一齿轮组和第二齿轮组的安装进行辅助的过程中，可以先将第一齿轮组装入第一安装通孔内，第一齿轮组的第一轴承座的固定部与第一定位端面之间通过标准垫片固定，然后用千分尺测量第一基准面
到第一齿轮远离第一轴承座的端面的距离，然后根据治具上测量尺寸、理论尺寸以及实际铸件安装部尺寸计算出第一调整垫片的所需厚度；拆下第一齿轮组，将第二齿轮组装入第二安装孔内，第二齿轮组的第二轴承组的固定部与第二定位面之间通过标准垫片固定，然后千分尺测量第二基准面到第二齿轮远离第二轴承座的端面的距离，然后根据治具上测量尺寸、理论尺寸以及实际铸件安装部尺寸计算出第二调整垫片的所需厚度，最终在对第一齿轮组和第二齿轮组上分别添加计算厚度的第一调整垫片和第二调整垫片，直接组装到机器人铸件上。上述螺旋伞齿轮组安装辅助治具结构简单，成本低，与现有技术相比，利用该治具可以通过测量的方式，直观快速精确的计算出所需调整垫片的厚度，有效的避免了齿轮组多个组件串联造成的轴向累积误差，且改变盲目调整垫片的现状，可以大大减少螺旋伞齿轮的组装工时，提高组装效率。
10.可选地，所述第一安装通孔的中心线与所述第二安装通孔的中心线的交点位于所述第一基准面与所述第二基准面的交线上。
11.可选地，所述第一定位端面上具有至少一个第一固定机构，所述第二定位端面上具有至少一个第二固定机构。
12.可选地，所述第一固定机构为至少一个第一螺旋孔，所述第二固定机构为至少一个第二螺旋孔。
13.可选地，所述第一安装通孔的内径与所述第一齿轮组的第一轴承座的外径采用h7/h6的配合方式配合。
14.可选地，所述第二安装通孔的内径与所述第二齿轮组的第二轴承座的外径采用h7/h6的配合方式配合。
15.可选地，所述第一安装通孔的第一端具有可与所述第一齿轮组配合的第一定位槽，所述第一定位槽与所述第一安装通孔连通，且所述第一定位槽的底面为所述第一定位端面。
16.可选地，所述第二安装通孔的第一端具有可与所述第二齿轮组配合的第二定位槽，所述第二定位槽与所述第二安装通孔连通，且所述第二定位槽的底面为所述第二定位端面。
附图说明
17.图1为本实用新型实施例提供的一种螺旋伞齿轮组安装辅助治具的结构示意图；
18.图2为本实用新型实施例提供的一种螺旋伞齿轮组安装辅助治具的截面图；
19.图3为本实用新型实施例提供的一种第一齿轮组在第一安装孔内的组装示意图；
20.图4为本实用新型实施例提供的一种第二齿轮组在第二安装孔内的组装示意图。
21.图标：
22.11
‑
第一安装通孔；12
‑
第一定位端面；121
‑
第一螺旋孔；13
‑
第一基准面；14
‑
第一定位槽；21
‑
第二安装通孔；22
‑
第二定位端面；221
‑
第二螺旋孔；23
‑
第二基准面；24
‑
第二定位槽；31
‑
第一齿轮；32
‑
第一轴承；33
‑
第一轴承座；331
‑
第一固定部；34
‑
第一螺钉；41
‑
第二齿轮；42
‑
第二轴承；43
‑
第二轴承座；431
‑
第二固定部；44
‑
第二螺钉；c
‑
深度千分尺。
具体实施方式
23.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
24.相关技术中，螺旋伞齿轮组包括相互配合的第一齿轮组和第二齿轮组，第一齿轮组可以包括第一齿轮、第一连接轴、第一轴承组以及第一轴承座，其中，第一齿轮安装于第一连接轴的一端，第一连接轴与第一轴承组中的两个第一轴承的内圈固定配合，第一轴承组中的两个第一轴承的外圈与第一轴承座固定连接，第一轴承座远离第一齿轮的一端形成有第一固定部；第二齿轮组可以包括第二齿轮、第二连接轴、第二轴承组以及第二轴承座，其中，第二齿轮安装于第二连接轴的一端，第二连接轴与第二轴承组中的两个第二轴承的内圈固定配合，第二轴承组中的两个第二轴承的外圈与第二轴承座固定连接，第二轴承座远离第二齿轮的一端形成第二固定部。
25.螺旋伞齿轮组在实际安装时，第一齿轮组和第二齿轮组安装在同一机器人铸件上，其中，第一连接轴和第二连接轴相互垂直设置，第一齿轮和第二齿轮啮合，第一轴承座的第一固定部与第二轴承座的第二固定部可固定于机器人铸件上，第一轴承组的第一固定部以及第二轴承组的第二固定部与机器人铸件的安装面之间通过垫片对第一齿轮与第二齿轮之间的组装距离进行调节。为了实现第一齿轮与第二齿轮的啮合和高安装精度，本实用新型实施例中提供了一种螺旋伞齿轮组安装辅助治具。
26.请参考图1、图2、图3和图4，本实用新型提供一种螺旋伞齿轮组安装辅助治具，包括中心线相互垂直的第一安装通孔11以及第二安装通孔21；
27.第一安装通孔11的内径与第一齿轮组的第一轴承座33的外径相配合，第一安装通孔11沿自身中心线方向的长度与第一齿轮组的长度相配合，第一安装通孔11的第一端具有与第一安装通孔11垂直的第一定位端面12，第一定位端面12用于与第一轴承座33的第一固定部331配合，第一安装通孔11的第二端具有与第一定位端面12平行的第一基准面13；
28.第二安装通孔21的内径与第二齿轮组的第二轴承座43的外径相配合，第二安装通孔21沿自身中心线方向的长度与第二齿轮组的长度相配合，第二安装通孔21的第一端具有与第二安装通孔21垂直的第二定位端面22，第二定位端面22用于与第二轴承座43的第二固定部431配合；第二安装通孔21的第二端具有与第二定位端面22平行的第二基准面23，第二安装通孔21的第二端与第一安装通孔11的第二端相连通，第二基准面23与第一基准面13相互垂直连接。
29.本实用新型实施例提供螺旋伞齿轮组安装辅助治具，在对第一齿轮组和第二齿轮组的安装进行辅助的过程中，如图3所示，可以先将第一齿轮组装入第一安装通孔11内，第一齿轮组的第一轴承座33的固定部与第一定位端面12之间通过标准垫片固定，然后用深度千分尺c测量第一基准面13到第一齿轮30远离第一轴承座33的端面的距离，然后根据治具上测量尺寸、理论尺寸以及实际铸件安装部尺寸计算出第一调整垫片的所需厚度；如图4所示，拆下第一齿轮组，将第二齿轮组装入第二安装孔内，第二齿轮组的第二轴承42组的固定部与第二定位面之间通过标准垫片固定，然后深度千分尺c测量第二基准面23到第二齿轮40远离第二轴承座43的端面的距离，然后根据治具上测量尺寸、理论尺寸以及实际铸件安
装部尺寸计算出第二调整垫片的所需厚度，最终在对第一齿轮组和第二齿轮组上分别添加计算厚度的第一调整垫片和第二调整垫片，直接组装到机器人铸件上。上述螺旋伞齿轮组安装辅助治具结构简单，成本低，与现有技术相比，利用该治具可以通过测量的方式，直观快速精确的计算出所需调整垫片的厚度，有效的避免了齿轮组多个组件串联造成的轴向累积误差，且改变盲目调整垫片的现状，可以大大减少螺旋伞齿轮的组装工时，提高组装效率。
30.在一种可能的实施方式中，第一安装通孔11的中心线与第二安装通孔21的中心线的交点位于第一基准面13与第二基准面23的交线上，能够方便千分尺插入到第一安装通孔11和第二安装通孔21中进行测量。
31.在一种可能的实施方式中，第一定位端面12上具有至少一个第一固定机构，第二定位端面22上具有至少一个第二固定机构。其中，第一定位端面12与第一轴承座33上的第一固定部331可以通过第一固定机构进行固定，第二定位端面22与第二轴承座43上的第二固定部431可以通过第二固定机构进行固定。
32.在一种具体地实施方式中，第一固定机构可以为至少一个第一螺旋孔121，第二固定机构可以为至少一个第二螺旋孔221。具体地，第一轴承座33的第一固定部331上形成有与第一螺旋孔121一一对应的第一固定孔，第一固定部331与第一定位端面12通过第一螺钉34与第一固定孔和第一螺旋孔121配合进行固定，例如，图1中第一定位端面12上可以形成3个第一螺旋孔121，第一固定部331与第一定位端面12可通过3个第一螺钉34进行固定；第二轴承座43的第二固定部431上形成有与第二螺旋孔221一一对应的第二固定孔，第二固定部431与第二定位端面22通过第二螺钉44与第二固定孔和第二螺旋孔221配合进行固定，例如，图1中第二定位端面22上可以形成3个第二螺旋孔221，第二固定部431与第二定位端面22可以通过3个第二螺钉44进行固定。可选的，第一固定机构和第二固定机构也可以为其它固定结构，可以根据实际情况而定，在这里不做限制。
33.在一种具体地实施方式中，第一安装通孔11的内径与第一齿轮组的第一轴承座33的外径可以采用h7/h6的配合方式配合。第一安装通孔11的内径可以根据第一齿轮组的外径即第一轴承座33的外径尺寸设定，具体配合间隙可以根据实际情况而定，在这里不做限制。
34.在一种具体地实施方式中，第二安装通孔21的内径与第二齿轮组的第二轴承座43的外径可以采用h7/h6的配合方式配合。第二安装通孔21的内径可以根据第二齿轮组的外径即第二轴承座43的外径尺寸设定，具体配合间隙可以根据实际情况而定，在这里不做限制。
35.在一种可能地实施方式中，如图2所示，第一安装通孔11的第一端可以设置具有可与第一齿轮组配合的第一定位槽14，第一定位槽14与第一安装通孔11连通，且第一定位槽14的底面为第一定位端面12。在第一齿轮组安装进第一安装通孔11中时，第一轴承座33的第一固定部331可以设置于第一定位槽14内，限制第一轴承座33的位置，便于对第一齿轮组的固定。
36.在一种可能地实施方式中，如图2所示，第二安装通孔21的第一端可以设置具有可与第二齿轮组配合的第二定位槽24，第二定位槽24与第二安装通孔21连通，且第二定位槽24的底面为第二定位端面22。在第二齿轮组安装进第二安装通孔21中时，第二轴承座43的
第二固定部431可以设置于第二定位槽24内，限制第二轴承座43的位置，便于对第二齿轮组的固定。
37.具体地，本实用新型实施例提供螺旋伞齿轮组安装辅助治具的具体使用过程可以如下：
38.其中，如图2所示，第一安装通孔11两端的第一安装端面与第一基准面13的具体为l，而实际的机器人铸件用于安装第一齿轮组的位置的实际测量尺寸为l1，因此铸件用于安装第一齿轮组的位置的加工误差为δ1＝l
‑
l1；第二安装通孔21两端的第二安装面与第二基准面23的具体为s，而实际的机器人铸件用于安装第二齿轮组的位置的实际测量尺寸为s1，因此铸件用于安装第二齿轮组的位置的加工误差为δ2＝s
‑
s1。
39.如图3所示，第一齿轮组包括第一齿轮30、第一连接轴31、两个第一轴承32以及第一轴承座33，首先将第一齿轮组组装到第一安装通孔11中，第一齿轮组的第一轴承座33上的第一固定部331的端面和第一定位端面12间安装标准垫片，厚度为m，m可取0.5，其中，第一定位端面12到第一基准面13的距离比第一轴承座33的第一固定部331到第一基准面13的距离小m，设置m为了防止第一齿轮组轴向累积误差为负时，第一齿轮组不能进行轴向调整，m值应大于第一齿轮组和铸件加工误差之和的最大值；然后用第一螺钉34将第一齿轮组紧固在治具上，防止第一齿轮组轴向移动；调整治具第一基准面13的朝向，方便测量；然后用深度千分尺c测量第一齿轮30远离第一轴承座33的端面与第一基准面13的尺寸a1，在实际安装过程中，需要第一齿轮30与第二齿轮40精密啮合时第一齿轮30的端面与第一基准面13的理论尺寸应该为a，因此可得到第一齿轮组相对于理论尺寸产生的轴向误差为δ3＝a1
‑
a；因此可以得到实际应增加的第一调整垫片的厚度t1＝m
‑
(δ1 δ3)。
40.将第一齿轮组拆下，如图4所示，第二齿轮组包括第二齿轮40、第二连接轴41、两个第二轴承42以及第二轴承座43；将第二齿轮组组装到第二安装通孔21中，第二齿轮组的第二轴承座43上的第二固定部431的端面和第二定位端面22间安装标准垫片，厚度为m，m可取0.5，其中，第二定位端面22到第二基准面23的距离比第二轴承座43的固定部到第二基准面23的距离小于m，设置m为了防止第二齿轮组轴向累积误差为负时，第二齿轮组不能进行轴向调整，m值应大于第二齿轮组和铸件加工误差之和的最大值；然后用第二螺钉44将第二齿轮组紧固在治具上，防止第二齿轮组轴向移动；调整组装治具第二基准面23的朝向，方便侧量；然后用深度千分尺c测量第二齿轮40远离第二轴承座43的端面与第二基准面23的尺寸b1，在实际安装过程中，需要第一齿轮30与第二齿轮40精密啮合时第二齿轮40的端面与第二基准面23的理论尺寸应该为b，因此可得到第二齿轮组相对于理论尺寸产生的轴向误差为δ4＝b1
‑
b；因此可以得到实际应增加的第二调整垫片厚度t2＝0.5
‑
(δ2 δ4)。
41.在上述技术方案的基础上，本实用新型提供的螺旋伞齿轮组安装辅助治具还可以用于对第一调整垫片的厚度、第二调整垫片的厚度是否合适进行验证。根据测量所得的误差δ1、δ2、δ3、δ4，可以计算出在治具上所需的验证调整垫片的厚度，使得2个齿轮组可以在治具上进行验证。此时第一齿轮组对应的验证垫片的厚度为t
11
＝m
‑
δ3，第二齿轮组对应的验证垫片的厚度为t
21
＝m
‑
δ4，同时将2个齿轮组与两个验证垫片组装在治具上，在齿面上涂抹红丹粉，旋转齿轮，观察齿面的接触区域，以验证测量螺旋伞齿啮合是否良好。通过实际验证可以得到利用此螺旋伞齿轮组安装辅助治具能够快速的测量计算出实际的调整垫片厚度。
42.显然，本领域的技术人员可以对本实用新型实施例进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。