способ изготовления и сборки корпуса редуктора и зубчатых колес

Формула изобретения

1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ И СБОРКИ КОРПУСА РЕДУКТОРА И ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС, включающий изготовление каждого зубчатого колеса с внутренними зубьями в виде тонкостенного кольца с наружной профилированной поверхностью, изготовление корпуса редуктора, установку каждого зубчатого колеса с внутренними зубьями по рабочим поверхностям зубьев на зубчатой оправке, имеющей соосный с зубчатым профилем центрирующий выступ, по которому оправку центрируют в корпусе, и установку зубчатых колес с внутренними зубьями в корпусе путем осевого смещения оправки внутри корпуса до заполнения материалом корпуса профильных углублений на наружной поверхности каждого зубчатого колеса с внутренними зубьями, отличающийся тем, что, с целью снижения металлоемкости и трудоемкости изготовления корпуса и повышения точности сборки корпуса с зубчатыми колесами с внутренними зубьями, корпус формируют путем глубокой вытяжки-свертки листовой заготовки с центральным отверстием по зубчатому колесу, вытяжку ведут с локальным утонением стенки корпуса в зоне контакта его с каждым зубчатым колесом с внутренними зубьями и завершают процесс формирования корпуса после свертки его открытого торца жестким упором в дно с последующим заполнением материалом корпуса рельефа с наружной стороны корпуса с осевым базированием зон обкатки по донной части корпуса.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что вытяжку завершают жестким упором дна корпуса в переходный фланец, присоединенный к корпусу с одной из сторон, и путем отбортовки с отгибом центрального отверстия в дне корпуса по углублению в торце фланца для осевой и радиальной фиксации последнего на корпусе.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при проектировании и изготовлении приводов, коробок передач и редукторов, содержащих зубчатые колеса с внутренним зубчатым венцом.

Известны способы сборки редукторов, в которых зубчатые колеса с внутренними зубьями запрессовывают в цилиндрическую расточку готового корпуса и фиксируют затем шпонками или штифтами [1]

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ сборки корпуса редуктора и зубчатых колес с внутренним зубом, в котором каждое зубчатое колесо изготавливают в виде тонкостенного кольца с наружной профильной поверхностью с элементами врезания и затем предварительно центрируют зубчатые колеса по рабочим поверхностям зубьев на зубчатой оправке. Корпус изготавливают из материала более пластичного, чем материал зубчатых колес, и осуществляют их установку в корпусе осевым смещением внутри корпуса зубчатых колес на оправке до полного входа элементов врезания на наружной поверхности зубчатых колес в сопряженную поверхность корпуса [2]

К недостаткам способа следует отнести снижение надежности передачи из-за концентрации напряжений в зонах врезания зубчатого колеса в стенку корпуса; снижение точности сборки из-за неравномерности и неконтролируемости процесса врезания; увеличение массы изделия из-за необходимости изготовления корпуса в виде отливки с увеличенной толщиной стенки, что составляет 25-30% от массы всего изделия.

Так же, как и в других известных способах, соединяемые элементы: зубчатые колеса и корпус изготавливают до сборки раздельно с различными погрешностями (по точности размеров и формы: биение, овальность, разностенность), которые затем при сборке суммируются.

Целью изобретения является снижение металлоемкости и трудоемкости изготовления корпуса и повышение точности сборки его с зубчатыми колесами с внутренними зубьями.

Это достигается тем, что корпус формируют путем глубокой вытяжки свертки листовой заготовки с центральным отверстием по зубчатому колесу. Вытяжку ведут с локальным утонением стенки корпуса в зоне контакта его с каждым зубчатым колесом и завершают процесс формовки после сварки открытого торца корпуса жестким упором в дно с последующим заполнением материалом корпуса рельефа с наружной стороны корпуса путем обкатки с осевым базированием зон обкатки по донной части корпуса.

Процесс вытяжки завершают упором дна корпуса в переходный фланец, который присоединяют к корпусу с одной из его сторон, и путем отбортовки с отгибом центрального отверстия в дне корпуса по отверстию во фланце выполняют по крайней мере один рельефный выступ в дне корпуса по углублению в торце фланца для осевой и радиальной фиксации последнего на корпусе.

При реализации предлагаемого способа достигается следующий эффект:

масса корпуса снижается в 7-10 раз в результате изготовления его тонкостенным из листовой заготовки взамен отливки;

трудоемкость изготовления всего изделия уменьшается за счет исключения операций литья, очистки, грунтовки и точной механической обработки литой заготовки, так как внутренняя поверхность листовой заготовки не обрабатывается. Трудоемкость снижается также за счет исключения специальной операции сборки корпуса с зубчатым колесом;

долговечность и нагрузочная способность изделия повышается за счет исключения концентраторов напряжений в зоне установки зубчатых колес за счет замены методов врезания методами пластического деформирования стенки корпуса;

погрешности формы зубчатых колес и корпуса компенсируются при сборке за счет пластической деформации стенки корпуса, принимающего форму зубчатого колеса. Обеспечивается высокая точность и надежность зубчатой передачи;

за счет снижения трудоемкости и металлоемкости изделия себестоимость и оптовая цена всех деталей уменьшается в 2-3 раза.

На фиг.1 показана схема вытяжки-свертки корпуса из листовой заготовки с окончанием процесса жестким упором дна в переходный фланец (для подсоединения редуктора к двигателю) и отбортовки центрального отверстия в корпусе по отверстию во фланце; на фиг.2 схема обкатки рельефных лунок с наружной стороны корпуса.

На держателе 1 (фиг.1) закреплена зубчатая оправка 2, на которой установлены два зубчатых колеса 3 и 4 с внутренним зубчатым венцом. Оба колеса выполнены со сферическими лунками на наружной поверхности, ориентированными определенным образом относительно внутреннего зубчатого профиля. На торцовой части оправки 2 закреплены перегородка 5 и фиксатор 6, установленный соосно зубчатым профилям 3 и 4 и образующий на оправке центрирующий выступ.

Вытяжная матрица 7 состоит из двух частей, имеет рабочую полость, соответствующую наружным размерам корпуса, и опирается на переходный фланец 8, который должен быть присоединен к корпусу редуктора. Под фланец 8 подведен выталкиватель 9. Перегородка 5 имеет центральный выступ 10 и три вставки 11. Матрицу 7 вместе с переходным фланцем устанавливают в блок штампа на гидравлический пресс и после установки на оправке 2 зубчатых колес 3 и 4 по фиксатору 6 центрируют на оправке 2 листовую плоскую заготовку 12. Держатель 1 месте с оправкой крепят к ползуну пресса.

При ходе ползуна вниз из листовой заготовки 12 путем глубокой вытяжки-свертки в матрице 7 при осевом смещении оправки формируется корпус редуктора по зубчатым колесам 3 и 4. Односторонний зазор между наружными диаметрами колес 3 и 4 и внутренним диаметром рабочей полости матрицы составляет величину на 0,1-0,2 мм меньшую, чем исходная толщина листа, например 1,7-1,8 мм при толщине листа 2 мм, что обеспечивает вытяжку с локальным утонением стенки корпуса в зоне контакта с каждым колесом 3 и 4.

Вытяжку ведут до упора дна заготовки 12 в переходный фланец 8 и заканчивают отбортовкой по отверстию во фланце центрального отверстия в заготовке. В момент упора дна корпуса во фланец вставками 11 формуются также мелкие выступы 13 по углублениям во фланце. При ходе ползуна вверх оправка 2 выходит из зубчатого зацепления с колесами 3 и 4, которые остаются в корпусе зафиксированными в зонах локального утонения. Выталкиватель 9 давлением на фланец 8 выносит из зоны штампового блока матрицу 7 с корпусом 12 и зубчатыми колесами 3 и 4. Матрицу 7 вместе с корпусом 12 переворачивают и выполняют отгиб по фланцу 8 кромки борта отбортованного центрального отверстия корпуса (положение после отгиба кромки показано на фиг.2).

Затем одну половину разъемной матрицы 7 удаляют и базируют корпус 12 в осевом направлении по донной части с помощью фиксаторов 14 и 15 (фиг.2), установленных на верхней 16 и нижней 17 плитах. На верхней плите 16 закреплены обкатные пуансоны 18 и 19, которые и производят обкатку лунок для заполнения материалом корпуса рельефа с наружной его стороны.