雙導(dǎo)程蝸輪蝸桿測繪與計(jì)算

1、雙導(dǎo)程蝸輪蝸桿測繪與計(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。通過測繪、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；測繪與計(jì)算；確定參數(shù) 中圖分類號：TG57 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：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)長期使用，蝸輪、蝸桿已磨損，精度降低的分度盤，必須對已磨損的蝸輪、蝸桿進(jìn)行測繪、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、

2、右兩側(cè)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

3、可調(diào)整至0.010.015mm，而普通蝸輪副一般只能達(dá)到0.030.08mm，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，對提高數(shù)控轉(zhuǎn)臺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瘕X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)來調(diào)整嚙合側(cè)隙，不會改變中心距。 (3)雙導(dǎo)程蝸桿是用修磨調(diào)整環(huán)來控制調(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

4、輪中截面重合，中心距公差可略微放寬，裝配時(shí)，用調(diào)整環(huán)來獲得合適的嚙合側(cè)隙，這是普通蝸輪副無法辦到的。 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)來設(shè)計(jì)制造。 三、蝸輪、蝸桿副的測繪與計(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

5、差，不能滿足生產(chǎn)工藝要求。經(jīng)對分度盤分解檢查發(fā)現(xiàn)，蝸輪蝸桿已磨損。由于國外訂貨周期太長，費(fèi)用又高，必須先對舊分度盤進(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。 1幾何參數(shù) 蝸桿頭數(shù)Z1=1，蝸輪齒數(shù)Z2=60；蝸桿齒頂圓直徑da1=59.2659.3mm，蝸輪齒頂喉圓直徑da2=261.56mm；蝸桿齒牙高度h=9.59.7mm；蝸桿齒軸向齒距PX見表1；蝸桿螺牙齒形角=1430，取z1=y1=1430；蝸桿蝸輪嚙合中心距=152.4mm。 由于該蝸桿的齒厚由一端到另一端是

6、逐漸增厚的，初步用直尺測量左右齒面同側(cè)齒距基本相等，而兩側(cè)不等，在螺距測量儀上測得左右齒面螺距數(shù)據(jù)見表1。 2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)測量數(shù)據(jù)確定模數(shù)制、徑節(jié)制或周節(jié)制 該蝸桿蝸輪應(yīng)為徑節(jié)制DP=6，對應(yīng)模數(shù)為m=25.46=4.233。 3參數(shù)設(shè)計(jì)（單位：mm) 嚙合中心距=152.4；蝸桿公稱軸向節(jié)距Px=13.299；蝸桿的公稱模數(shù)m=4.233；蝸桿的特性系數(shù)q =12.006；蝸桿公稱節(jié)圓直徑d1=50.8；蝸桿齒頂圓直徑da1=59.26；蝸桿公稱導(dǎo)程T=13.299；蝸桿左齒面導(dǎo)程及模數(shù)，Pbz=13

7、.388，mz=4.262；蝸桿右齒面導(dǎo)程及模數(shù)Pby=13.210，my=4.205；蝸桿公稱節(jié)圓上左齒面螺 旋線升角z：蝸桿公稱節(jié)圓上右齒面螺旋升角y：Yr44354；蝸桿每單位軸向移動(dòng)調(diào)節(jié)消除的側(cè)隙0.013；蝸輪公稱節(jié)圓直徑d2=254；蝸輪喉圓直徑da2=262.45；蝸輪左齒面節(jié)圓壓力角z2 =z1 =1430；蝸輪右齒面節(jié)圓壓力角y2 =y1=1430；蝸桿公稱齒法向齒厚Sx=m=6.649 7；蝸輪公稱節(jié)圓齒厚Si=6.207。 測繪時(shí)，一定要選在蝸輪、蝸桿未磨損或磨損輕微的部位進(jìn)行測量，多測幾個(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)測繪的數(shù)值，經(jīng)過計(jì)算，通過與標(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 測繪時(shí)，一定要注意測量記錄每一組尺寸，詳細(xì)查閱各國的蝸輪副標(biāo)準(zhǔn)，通過分析、計(jì)算，正確選擇模數(shù)、導(dǎo)程、中心距等主要參數(shù)，才能使得新制作或修