双导程蜗轮蜗杆测绘与计算.doc

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1、双导程蜗轮蜗杆测绘与计算摘要：盘环加工厂高速拉床12″分度盘精度降低，分解后发现蜗轮、蜗杆已磨损。通过测绘、计算，确定了设计参数采用旧件修复，以消除间隙为主的方法，使分度盘恢复定位精度功能。关键词：双导程蜗轮副；测绘与计算；确定参数中图分类号：TG57文献标识码：B分度盘分度精度的高低主要取决于蜗轮、蜗杆的加工精度和啮合间隙。经长期使用，蜗轮、蜗杆已磨损，精度降低的分度盘，必须对已磨损的蜗轮、蜗杆进行测绘、计算，确定蜗杆类型及设计参数，选用适当的刀具，加工蜗轮，配加工蜗杆，重新调整间隙，以恢复原有精度。一、双导程蜗轮副的工作原理

2、双导程蜗轮副与普通蜗轮副的区别是，双导程蜗杆齿的左、右两侧面具有不同的导程，而同一侧的导程则是相等的。因为该蜗杆的齿厚从蜗杆的一端向另一端均匀地逐渐增厚或减薄，所以双导程蜗杆又称变齿厚蜗杆。故可用轴向移动蜗杆的方法来消除或调整蜗轮副的啮合间隙。双导程蜗轮副的啮合原理与一般蜗轮副的啮合原理相同。蜗杆的轴向截面相当于基本齿条，蜗轮则相当于与其啮合的齿轮。虽然蜗杆齿左右侧面具有不同的齿距（即不同的模数，），但因同一侧面的齿距相同，故没有破坏啮合条件，当轴向移动蜗杆后，也能保证良好啮合。二、双导程蜗轮副的特点1．优点双导程蜗轮副在具有旋

3、转进给运动或分度运动的数控机床上应用广泛，是因为其具有以下突出优点。(1)啮合间隙可调整得很小。根据经验，侧隙可调整至0.01~0.015mm，而普通蜗轮副一般只能达到0.03~0.08mm，再小就容易咬死。因此双导程蜗轮副能在较小的侧隙下工作，对提高数控转台的分度精度非常有利。(2)普通蜗轮副是以蜗杆作径向移动来调整啮合侧隙，从而改变传动副的中心距，从啮合原理角度看，是不合理的因为改变中心距会引起齿面接触情况变差，甚至加剧磨损，不利于保持蜗轮副的精度。双导程蜗轮副则是用蜗杆轴向移动来调整啮合侧隙，不会改变中心距。(3)双导程蜗

4、杆是用修磨调整环来控制调整量，调整准确，方便可靠；而普通蜗轮副的径向调整量较难掌握，调整时也容易产生蜗杆轴线歪斜。(4)双导程蜗轮副的蜗杆支承在支座上，只需保证支承中心线与蜗轮中截面重合，中心距公差可略微放宽，装配时，用调整环来获得合适的啮合侧隙，这是普通蜗轮副无法办到的。2．缺点蜗杆加工比较麻烦，在车削和磨削蜗杆左右齿面时，螺纹传动链要选配不同的两套挂轮。这两种齿距（不是标准模数）往往是繁琐的小数，精确配算挂轮很费时。制造加工蜗轮的滚刀时，也存在同样的问题。由于双导程蜗杆左右齿面的齿距不同，螺旋升角也不同，与它啮合的蜗轮左右齿

5、面也应同蜗杆相适应，才能保证正确啮合，因此，加工蜗轮的滚刀也应根据双导程蜗杆的参数来设计制造。三、蜗轮、蜗杆副的测绘与计算盘环加工厂的12″分度盘是1980年随高速拉床一起从英国引进的，已使用了20多年2005年时发现加工的钛合金小盘超差，不能满足生产工艺要求。经对分度盘分解检查发现，蜗轮蜗杆已磨损。由于国外订货周期太长，费用又高，必须先对旧分度盘进行修复，但蜗轮蜗杆的参数不好确定。经反复测量，并查阅了有关资料及计算，确定蜗杆类型为阿基米德螺旋线，结构为双导程蜗轮蜗杆传动。图1为蜗杆示意图，图2为蜗轮示意图。1．几何参数蜗杆头数

6、Z1=1，蜗轮齿数Z2=60；蜗杆齿顶圆直径da1=φ59.26~φ59.3mm，蜗轮齿顶喉圆直径da2=φ261.56mm；蜗杆齿牙高度h=9.5~9.7mm；蜗杆齿轴向齿距PX见表1；蜗杆螺牙齿形角α=14°30′，取αz1=αy1=14°30′；蜗杆蜗轮啮合中心距α=152.4mm。由于该蜗杆的齿厚由一端到另一端是逐渐增厚的，初步用直尺测量左右齿面同侧齿距基本相等，而两侧不等，在螺距测量仪上测得左右齿面螺距数据见表1。2．确定基本参数(1)蜗杆类型阿基米德螺旋线。在20倍投影仪上放大蜗杆轴向切面上的齿形为直线。(2)根据测

7、量数据确定模数制、径节制或周节制该蜗杆蜗轮应为径节制DP=6，对应模数为m=25.4÷6=4.233。3．参数设计（单位：mm)啮合中心距α=152.4；蜗杆公称轴向节距Px=13.299；蜗杆的公称模数m=4.233；蜗杆的特性系数q=12.006；蜗杆公称节圆直径d1=50.8；蜗杆齿顶圆直径da1=59.26；蜗杆公称导程T=13.299；蜗杆左齿面导程及模数，Pbz=13.388，mz=4.262；蜗杆右齿面导程及模数Pby=13.210，my=4.205；蜗杆公称节圆上左齿面螺旋线升角γz：蜗杆公称节圆上右齿面螺旋升角

8、γy：Yr≈4°43′54″；蜗杆每单位轴向移动调节消除的侧隙η≈0.013；蜗轮公称节圆直径d2=254；蜗轮喉圆直径da2=262.45；蜗轮左齿面节圆压力角αz2=αz1=14°30′；蜗轮右齿面节圆压力角αy2=αy1=14°30′；蜗杆公称齿法向齿厚S