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精密雙導程蝸桿蝸輪加工

精密雙導程蝸桿蝸輪加工
產品詳情
精密雙導程蝸桿蝸輪副

精密雙導程蝸桿蝸輪副設計計算及加工原理 變齒厚蝸桿是普通蝸桿的一種變形,由于左、左兩部分的導程不相等,齒厚逐漸變小或變大,利用掛輪增大或減少 導程的大小以形成不同齒厚的方法,根據其左、右側導程Lf和Lr分別計算掛輪的齒數,調整機床分別進行加工,其 它操作與普通蝸桿的車削方法基本相同. 雙導程蝸輪蝸桿測繪與計算      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、蝸桿進行測繪、計算,確定蝸桿類型及設計參數,選用適當的刀 具,加工蝸輪,配加工蝸桿,重新調整間隙,以恢復原有精度。


    一、雙導程蝸輪副的工作原理
雙導程蝸輪副與普通蝸輪副的區別是,雙導程蝸桿齒的左、右兩側面具有不同的導程,而同一側的導程則 是相等的。因為該蝸桿的齒厚從蝸桿的一端向另一端均勻地逐漸增厚或減薄,所以雙導程蝸桿又稱變齒厚蝸 桿。故可用軸向移動蝸桿的方法來消除或調整蝸輪副的嚙合間隙。
    雙導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于基本齒條,蝸輪則相當于 與其嚙合的齒輪。雖然蝸桿齒左右側面具有不同的齒距(即不同的模數,),但因同一側面的齒距相同,故沒 有破壞嚙合條件,當軸向移動蝸桿后,也能保證良好嚙合。
   二、雙導程蝸輪副的特點
   1.優點
   雙導程蝸輪副在具有旋轉進給運動或分度運動的數控機床上應用廣泛,是因為其具有以下突出優點。
   (1)嚙合間隙可調整得很小。根據經驗,側隙可調整至0.01~0.015mm,而普通蝸輪副一般只能達到 0.03~0.08mm,再小就容易咬死。因此雙導程蝸輪副能在較小的側隙下工作,對提高數控轉臺的分度精度 非常有利。
   (2)普通蝸輪副是以蝸桿作徑向移動來調整嚙合側隙,從而改變傳動副的中心距,從嚙合原理角度看,是不 合理的因為改變中心距會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。雙導程蝸輪副則 是用蝸桿軸向移動來調整嚙合側隙,不會改變中心距。
   (3)雙導程蝸桿是用修磨調整環來控制調整量,調整準確,方便可靠;而普通蝸輪副的徑向調整量較難掌 握,調整時也容易產生蝸桿軸線歪斜。
   (4)雙導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寬 ,裝配時,用調整環來獲得合適的嚙合側隙,這是普通蝸輪副無法辦到的。
   2.缺點
   蝸桿加工比較麻煩,在車削和磨削蝸桿左右齒面時,螺紋傳動鏈要選配不同的兩套掛輪。這兩種齒距(不 是標準模數)往往是繁瑣的小數,精確配算掛輪很費時。制造加工蝸輪的滾刀時,也存在同樣的問題。由于雙 導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同蝸桿相適應,才能保證正確 嚙合,因此,加工蝸輪的滾刀也應根據雙導程蝸桿的參數來設計制造。
   三、蝸輪、蝸桿副的測繪與計算
  分度盤蝸桿蝸輪副一般為進口雙導程蝸桿蝸輪副,蝸輪蝸桿一旦磨損。由于國外訂貨周期太長,費用又高, 必須先對舊分度盤進行修復,但蝸輪蝸桿的參數不好確定。
   經反復測量,并查閱了有關資料及計算,確定蝸桿類型為阿基米德螺旋線,結構為雙導程蝸輪蝸桿傳動。 圖1為蝸桿示意圖,圖2為蝸輪示意圖。       1.幾何參數
   蝸桿頭數Z1=1,蝸輪齒數Z2=60;蝸桿齒頂圓直徑da1=φ59.26~φ59.3mm,蝸輪齒頂喉圓直徑 da2=φ261.56mm;蝸桿齒牙高度h=9.5~9.7mm;蝸桿齒軸向齒距PX見表1;蝸桿螺牙齒形角α=14° 30′,取αz1y1=14°30′;蝸桿蝸輪嚙合中心距α=152.4mm。
   由于該蝸桿的齒厚由一端到另一端是逐漸增厚的,初步用直尺測量左右齒面同側齒距基本相等,而兩側不 等,在螺距測量儀上測得左右齒面螺距數據見表1。      2.確定基本參數
   (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)根據測量數據確定模數制、徑節制或周節制
       該蝸桿蝸輪應為徑節制DP=6,對應模數為m=25.4÷6=4.233。
   3.參數設計(單位:mm)
   嚙合中心距α=152.4;蝸桿公稱軸向節距Px=13.299;蝸桿的公稱模數m=4.233;蝸桿的特性系數q  =12.006;蝸桿公稱節圓直徑d1=50.8;蝸桿齒頂圓直徑da1=59.26;蝸桿公稱導程T=13.299;蝸桿左 齒面導程及模數,Pbz=13.388,mz=4.262;蝸桿右齒面導程及模數Pby=13.210,my=4.205;蝸桿公 稱節圓上左齒面螺
   旋線升角γz  蝸桿公稱節圓上右齒面螺旋升角γy Yr≈4°43′54″;蝸桿每單位軸向移動調節消除的側隙η≈0.013;蝸輪公稱節圓直徑d2=254;蝸輪喉圓直 徑da2=262.45;蝸輪左齒面節圓壓力角αz2z1 =14°30′;蝸輪右齒面節圓壓力角αy2 y1=14° 30′;蝸桿公稱齒法向齒厚Sx= π?m=6.649 7;蝸輪公稱節圓齒厚Si=6.207。
    測繪時,一定要選在蝸輪、蝸桿未磨損或磨損輕微的部位進行測量,多測幾個點,取其平均值,這樣可以 縮小與原設計參數的誤差。根據測繪的數值,經過計算,通過與標準模數、徑節、周節進行比較,確定蝸輪、 蝸桿類型及基本參數。雙導程蝸輪副公稱模數和普通蝸輪副的模數確定原則相同,所不同的是雙導程蝸桿的公 稱模數用于計算公稱螺距、公稱節圓等參數,而實際螺距、節圓是用左、右齒面模數來計算的。公稱模數是左 右模數的計算基準,同時也是雙導程蝸輪副公稱齒厚的計算依據。
   四、結論
   測繪時,一定要注意測量記錄每一組尺寸,詳細查閱各國的蝸輪副標準,通過分析、計算,正確選擇模 數、導程、中心距等主要參數,才能使得新制作或修復的蝸輪副符合原始設計和分度精度的要求。此次通過測 繪、分析和采用修復蝸輪,重做蝸桿的辦法,不但使得分度盤的分度誤差由原來的40多秒提高到15秒,而且 降低了維修成本,解決了生產急需,并為其它采用雙導程蝸輪副分度盤的測繪、修復提供了可資借鑒的參考。  雙導程蝸桿傳動    雙導程蝸桿傳動具有改變嚙合側隙的特點,能夠始終保持正確的嚙合關系;并且結構緊湊,調整方便,因而 在要求連續精確分度的結構中被采用,以便調整嚙合側隙到最小程度。
  雙導程蝸桿副嚙合原理與一般的蝸桿副嚙合原理相同,蝸桿的軸向截面仍相當于基本齒條,蝸輪則相當于同 它嚙合的齒輪。雙導程蝸桿齒的左、右兩側面具有不同的齒距 ( 導程 ) 或者說齒的左、右兩側面具有不同的 模數 m(m=t / π ) ,但同一側齒距則是相等的,因此,該蝸桿的齒厚從一端到另一端均勻地逐漸增厚或減 薄,故又稱變齒厚蝸桿,可用軸向移動蝸桿的方法來消除或調整嚙合間隙。因為同一側面齒距相同,沒有破壞 嚙合條件,所以當軸向移動蝸桿后,也能保證良好的嚙合。
 從圖 5-36 雙導程蝸桿齒形     雙導程蝸桿傳動      雙導程蝸桿傳動具有改變嚙合側隙的特點,能夠始終保持正確的嚙合關系;并且結構緊 湊,調整方便,因而在要求連續精確分度的結構中被采用,以便調整嚙合側隙到最小程度。     雙導程蝸桿副嚙合原理與一般的蝸桿副嚙合原理相同,蝸桿的軸向截面仍相當于基本齒條,蝸輪則相當于 同它嚙合的齒輪。雙導程蝸桿齒的左、右兩側面具有不同的齒距 ( 導程 ) 或者說齒的左、右兩側面具有不同 的模數 m(m=t / π ) ,但同一側齒距則是相等的,因此,該蝸桿的齒厚從一端到另一端均勻地逐漸增厚或 減薄,故又稱變齒厚蝸桿,可用軸向移動蝸桿的方法來消除或調整嚙合間隙。因為同一側面齒距相同,沒有破 壞嚙合條件,所以當軸向移動蝸桿后,也能保證良好的嚙合。      由圖 5-37 嚙合關系圖       雙導程蝸桿的優點是:嚙合間隙可調整得很小,根據實際經驗,側隙調整可以小至 0.01~ 0.015mm , 而普通蝸輪副一般只能達 0.03 ~ 0.08mm ,因此,雙導程蝸桿副能在較小的側隙下工作,這對提高數控 回轉工作臺的分度精度非常有利。由于普通蝸桿是用蝸桿沿蝸輪徑向移動來調整嚙合側隙,因而改變了傳動副 的中心距 ( 中心距的改變會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 ) ;而雙導程 蝸桿是用蝸桿軸向移動來調整嚙合側隙,不會改變傳動副的中心距,可避免上述缺點。雙導程蝸桿是用修磨調 整環來控制調整量,調整準確,方便可靠;而普通蝸輪副的徑向調整量較難掌握,調整時也容易產生蝸桿軸線 歪斜。      雙導程蝸桿的缺點是:蝸桿加工比較麻煩,在車削和磨削蝸桿左、右齒面時,螺紋傳動鏈要選配不同的兩 套掛輪,而這兩種蝸距往往是煩瑣的小數,對于精確配算掛輪很費時;同樣,在制造加工蝸輪的滾刀時,應根 據雙導程蝸桿的參數設計制造,通用性差。

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