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利用分度盘提高齿条齿距加工精度
2013-10-21  来源:  作者:樊国强

1 引言

 

      在各种机械中,齿轮机构是用来传递任意两轴间的运动和动力的,而且传动平稳可靠,效率也高,所以是一种广泛应用的传动机构。齿条是齿轮机构的一种特殊型式,因为当齿轮的齿数增大到无穷多时,其圆心将位于无穷远处,这时齿轮的顶圆、分度圆、根圆、基圆等圆周均变为直线,渐开线齿廓和螺旋线也变成直线齿廓。这种齿数为无穷多的齿轮的一部分就是齿条,齿轮和齿条啮合可以将圆周运动和直线运动相互转换,这一特性使齿轮机构应用的更加广泛。

     齿条的齿距是πm,因为π 是无理数,而齿条的模数是GB/T1357-1987 规定的,是有理数。πm 必然是无理数。加工中进给量含有不循环小数,齿条一般在铣床、插床等设备采用仿形法加工,对于齿条的齿距来说,利用设备原有的进给刻度控制齿条的齿距误差是比较大的,由于存在不循环小数,因此操作比较困难。

 

     本文主要介绍一种利用分度盘进给法提高齿条齿距加工精度的方法。

 

2 分度盘传动机构

 

      图1 为分度盘传动机构,是由进给手轮1、蜗轮减速箱2、分度盘3、进给丝杠4 等部分组成。采用蜗轮减速箱的原因是:蜗轮减速箱的结构紧凑,且具有利用蜗轮和蜗杆的自锁性能,可保证加工的平稳性。

 

3 原理

 

     分度盘固定在蜗轮箱体上靠近蜗杆输入端,丝杠与工作台丝母联接,带动工作台移动,完成进给。丝杠与蜗轮通过离合器联接,当离合器联接时,丝杠和蜗轮固定;当离合器脱开时,丝杠和蜗轮分离,进给手轮1 与进给丝杠直联,离合器采用单导向平键联接,为了确保进给手轮1 只能转整数圈,即丝杠的整数螺距,小于丝杠螺距部分由分度盘进给完成,因为把丝杠螺距分成zi 份,加上分度盘上定位销的定位作用,提高进给精度,故有效地提高齿条的齿距精度。

 

     当齿条的模数较大时,超过进给丝杠的螺距,此时使用进给手轮进给,离合器脱开,丝杠和蜗轮分离,旋转进给手轮,进给手轮只能旋转整数圈数,即进给丝杠的螺距乘以进给手轮旋转的圈数,其余进给量使用分度盘来进给,合上离合器,丝杠与蜗轮联接,旋转分度盘上的手轮,进给小于丝杠螺距的进给量。齿条螺距和进给手轮及分度盘进给的关系:

 

  

      N-进给手轮旋转圈数;N-分度盘轮旋转圈数;z-分度盘使用圆周孔总数;m-模数;n-分度盘使用圆周转过的孔数;t-进给丝杠螺距;i-蜗轮箱的传动比。

 

      当齿条的模数m 较小时,小于进给丝杠螺距,此时合上离合器,丝杠与蜗轮联接,旋转分度盘上的手轮,进给相应进给量。齿条螺距和分度盘进给的关系如下:

 

4 加工误差分析

 

      采用普通进给手轮进给时由于丝杠的螺距比较大,如X62W 型卧式万能铣床,它的进给丝杠螺距是6mm,普通进给手轮转一圈工作台要走6mm,没有定位装置只有刻度线,每小格为0.05mm,齿距误差不小于±0.025mm。加上齿距的数值为无理数,控制很难,容易出错。采用分度盘进给法后由于把丝杠螺距分成zi 份,而且每份在分度盘上的弦长较大,采用拨叉粗定位,利用圆柱销精确定位。由于采用定位装置,加工误差为±0.025/i,理论上采用分度盘进给法加工齿条的齿距误差是采用普通进给手轮进给法加工误差的1/i,在实际加工中齿条齿距误差要小于1/i

  

5 结语

 

     分度盘进给法采用离合器装置,对于齿距较大的齿条缩短了齿距进给的操作时间,是一种结构简单、进给量控制精确的进给方法。分度盘进给法能精确保证齿距,为了保证进给精度,就要求蜗轮蜗杆的传动精度比较高,传动间隙比较小;同时分度盘的加工精度要求比较高。采用分度盘进给法后齿距误差大大小于不采用分度盘进给法的误差,并且有效地提高了生产率。

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