雙導(dǎo)程蝸輪蝸桿測(cè)繪與計(jì)算

1、雙導(dǎo)程蝸輪蝸桿測(cè)繪與計(jì)算摘 要：盤環(huán)加工廠高速拉床 12分度盤精度降低，分解后發(fā)現(xiàn)蝸 輪、蝸桿已磨損。通過(guò)測(cè)繪、計(jì)算，確定了設(shè)計(jì)參數(shù)采用舊件修復(fù)，以消除間隙為主的方法，使分度盤恢復(fù)定位精度功能。關(guān)鍵詞 ：雙導(dǎo)程蝸輪副；測(cè)繪與計(jì)算；確定參數(shù)中圖分類號(hào)：TG57 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B分度盤分度精度的高低主要取決于蝸輪、蝸桿的加工精度和嚙合間隙。經(jīng)長(zhǎng)期使用，蝸輪、蝸桿已磨損，精度降低的分度盤，必須對(duì)已磨損的蝸輪、蝸桿進(jìn)行測(cè)繪、計(jì)算，確定蝸桿類型及設(shè)計(jì)參數(shù)，選用適當(dāng)?shù)牡毒?，加工蝸輪，配加工蝸桿，重新調(diào)整間隙，以恢復(fù)原有精度。一、雙導(dǎo)程蝸輪副的工作原理雙導(dǎo)程蝸輪副與普通蝸輪副的區(qū)別是，雙導(dǎo)程蝸桿齒的左、右兩側(cè)

2、面具有不同的導(dǎo)程，而同一側(cè)的導(dǎo)程則是相等的。因?yàn)樵撐仐U的齒厚從蝸桿的一端向另一端均勻地逐漸增厚或減薄，所以雙導(dǎo)程蝸桿又稱變齒厚蝸桿。故可用軸向移動(dòng)蝸桿的方法來(lái)消除或調(diào)整蝸輪副的嚙合間隙。雙導(dǎo)程蝸輪副的嚙合原理與一般蝸輪副的嚙合原理相同。蝸桿的軸向截面相當(dāng)于基本齒條，蝸輪則相當(dāng)于與其嚙合的齒輪。雖然蝸桿齒 左右側(cè)面具有不同的齒距(即不同的模數(shù)，)，但因同一側(cè)面的齒距相同， 故沒有破壞嚙合條件，當(dāng)軸向移動(dòng)蝸桿后，也能保證良好嚙合。二、雙導(dǎo)程蝸輪副的特點(diǎn)1優(yōu)點(diǎn)雙導(dǎo)程蝸輪副在具有旋轉(zhuǎn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)或分度運(yùn)動(dòng)的數(shù)控機(jī)床上應(yīng)用廣泛，是因?yàn)槠渚哂幸韵峦怀鰞?yōu)點(diǎn)。(1)嚙合間隙可調(diào)整得很小。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，側(cè)隙可調(diào)整至0.

3、015mm，而普通蝸輪副一般只能達(dá)到0.08mm,再小就容易咬死。因此雙導(dǎo)程蝸輪副能在較小的側(cè)隙下工作，對(duì)提高數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)的分度精度非常有利。(2)普通蝸輪副是以蝸桿作徑向移動(dòng)來(lái)調(diào)整嚙合側(cè)隙，從而改變傳動(dòng)副的中心距，從嚙合原理角度看，是不合理的因?yàn)楦淖冎行木鄷?huì)引起齒面接觸情況變差，甚至加劇磨損，不利于保持蝸輪副的精度。雙導(dǎo)程蝸輪副則是用蝸桿軸向移動(dòng)來(lái)調(diào)整嚙合側(cè)隙，不會(huì)改變中心距。(3)雙導(dǎo)程蝸桿是用修磨調(diào)整環(huán)來(lái)控制調(diào)整量，調(diào)整準(zhǔn)確，方便可靠；而普通蝸輪副的徑向調(diào)整量較難掌握，調(diào)整時(shí)也容易產(chǎn)生蝸桿軸線歪 斜。(4)雙導(dǎo)程蝸輪副的蝸桿支承在支座上，只需保證支承中心線與蝸輪中截面重合，中心距公差可略微放

4、寬，裝配時(shí)，用調(diào)整環(huán)來(lái)獲得合適的嚙合側(cè)隙，這是普通蝸輪副無(wú)法辦到的。2缺點(diǎn)蝸桿加工比較麻煩，在車削和磨削蝸桿左右齒面時(shí)，螺紋傳動(dòng)鏈要選配不同的兩套掛輪。這兩種齒距（不是標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)）往往是繁瑣的小數(shù)，精確配算掛輪很費(fèi)時(shí)。制造加工蝸輪的滾刀時(shí)，也存在同樣的問(wèn)題。由于雙導(dǎo)程蝸桿左右齒面的齒距不同，螺旋升角也不同，與它嚙合的蝸輪左右齒面也應(yīng)同蝸桿相適應(yīng)，才能保證正確嚙合，因此，加工蝸輪的滾刀也應(yīng)根據(jù)雙導(dǎo)程蝸桿的參數(shù)來(lái)設(shè)計(jì)制造。三、蝸輪、蝸桿副的測(cè)繪與計(jì)算盤環(huán)加工廠的12分度盤是1980年隨高速拉床一起從英國(guó)引進(jìn)的，已使用了20 多年 2005 年時(shí)發(fā)現(xiàn)加工的鈦合金小盤超差，不能滿足生產(chǎn)工藝要求。經(jīng)對(duì)分度

5、盤分解檢查發(fā)現(xiàn)，蝸輪蝸桿已磨損。由于國(guó)外訂貨周期太長(zhǎng)，費(fèi)用又高，必須先對(duì)舊分度盤進(jìn)行修復(fù)，但蝸輪蝸桿的參數(shù)不好確定。經(jīng)反復(fù)測(cè)量，并查閱了有關(guān)資料及計(jì)算，確定蝸桿類型為阿基米德螺旋線，結(jié)構(gòu)為雙導(dǎo)程蝸輪蝸桿傳動(dòng)。圖1 為蝸桿示意圖，圖2 為蝸輪示意圖。公稱齒厚檢查處齒減薄方向齒指厚方向. Aiiziunni!1蝸桿示意一 R21的"481 .幾何參數(shù)蝸桿頭數(shù)Zi=1,蝸輪齒數(shù) 乙=60;蝸桿齒頂圓直徑dai=巾巾59.3mm 蝸輪齒頂喉圓直徑 da2= 261.56mm；蝸桿齒牙高度h=9.7mm ;蝸桿齒 軸向齒距Px見表1;蝸桿螺牙齒形角 a =14° 3瞰 德尸附1=14

6、0 30'蝸 桿蝸輪嚙合中心距 a =152.4mmb由于該蝸桿的齒厚由一端到另一端是逐漸增厚的，初步用直尺測(cè)量 左右齒面同側(cè)齒距基本相等，而兩側(cè)不等，在螺距測(cè)量?jī)x上測(cè)得左右 齒面螺距數(shù)據(jù)見表1。表1蝸桿左、右齒面螺距變量表單位:硒左齒面囪距腿數(shù)據(jù)93,760（參考點(diǎn)）80327113896694213385! 53.5651337740,16113,404126.778133831138813390右向面齒距測(cè)量數(shù)據(jù)92.4730 （參考點(diǎn)）7125713.21666.04913.20852.89813.21139*61213.26626.40013.212320813.192左蛔齷

7、平均隹13388右齒耐距平均值：13力02 .確定基本參數(shù)（1）蝸桿類型阿基米德螺旋線。在20倍投影儀上放大蝸桿軸向切面上的齒形為直線。（2）根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)確定模數(shù)制、徑節(jié)制或周節(jié)制CP=cn Z+2 DP=-心Zi2125.4261.56 "60+2=4.219（模數(shù)）x25.4-6.O2261.56(60+2 )x254（徑節(jié)=1.66（周節(jié)）該蝸桿蝸輪應(yīng)為徑節(jié)制 DP=6,對(duì)應(yīng)卞莫數(shù)為m=+ 6=3 .參數(shù)設(shè)計(jì)（單位： mm）嚙合中心距 / 蝸桿公稱軸向節(jié)距 Px=;蝸桿的公稱模數(shù) m=;蝸 桿的特性系數(shù)q =;蝸桿公稱節(jié)圓直徑 di=；蝸桿齒頂圓直徑dai=；蝸 桿公稱導(dǎo)程T=

8、;蝸桿左齒面導(dǎo)程及模數(shù)，Pbz=, mz=；蝸桿右齒面導(dǎo)程 及模數(shù)Pby=, my=；蝸桿公稱節(jié)圓上左齒面螺旋線升角畢：tan，、=423250.8=0,0830.蝸桿公稱節(jié)圓上右齒面螺旋升角 樂：2石二臂=0.082 78,N).XYr-40 43'乘桿每單位軸向移動(dòng)調(diào)節(jié)消除的側(cè)隙刀黃蝸輪公稱節(jié)圓直徑d2=254;蝸輪喉圓直徑22二;蝸輪左齒面節(jié)圓壓力角 %2 =W=140 30' 蝸輪右齒面節(jié)圓壓力角2 =取=140 30蝸桿公稱齒法向齒厚 SX=兀？m=7;蝸輪公稱節(jié)圓齒厚 S=。測(cè)繪時(shí)，一定要選在蝸輪、蝸桿未磨損或磨損輕微的部位進(jìn)行測(cè)量， 多測(cè)幾個(gè)點(diǎn)，取其平均值，這樣可以縮小與原設(shè)計(jì)參數(shù)的誤差。根據(jù) 測(cè)繪的數(shù)值，經(jīng)過(guò)計(jì)算，通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)、徑節(jié)、周節(jié)進(jìn)行比較，確 定蝸輪、蝸桿類型及基本參數(shù)。雙導(dǎo)程蝸輪副公稱模數(shù)和普通蝸輪副 的模數(shù)確定原則相同，所不同的是雙導(dǎo)程蝸桿的公稱模數(shù)用于計(jì)算公 稱螺距、公稱節(jié)圓等參數(shù)，而實(shí)際螺距、節(jié)圓是用左、右齒面模數(shù)來(lái) 計(jì)算的。公稱模數(shù)是左右模數(shù)的計(jì)算基準(zhǔn)，同時(shí)也是雙導(dǎo)程蝸輪副公 稱齒厚的計(jì)算依據(jù)。四、結(jié)論測(cè)繪時(shí)，一定要注意測(cè)量記錄每一組尺寸，詳細(xì)查閱各國(guó)的蝸輪副 標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)分析、計(jì)算，正確選擇模數(shù)、導(dǎo)程、中心距等主要參