蝸輪、蝸桿副的測繪與計算

　　12″分度盤是1980年隨高速拉床一起從英國引進的，已使用了20多年。在2005年12月份，經對分度盤分解檢查后發現，蝸輪蝸桿磨損。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，但是蝸輪蝸桿的參數又不好確定。經詳細檢查發現，該蝸輪蝸桿的齒厚不相等，從一端到另一端是逐漸變厚的，左右齒側的齒距也不相等，初步測量同一測的齒距相等，查閱相關資料后確定傳動副類型為雙導程蝸輪蝸桿。經過反復測量，并查閱了有關資料及計算，確定蝸桿類型為阿基米德螺線，結構為雙導程蝸輪蝸桿傳動。蝸桿示意圖如圖1所示，蝸輪示意圖如圖2所示。

　　蝸桿示意圖

　　圖1    蝸桿示意圖

　　蝸輪示意圖

　　圖2    蝸輪示意圖

　　①幾何參數的測量

　　a．蝸桿頭數：Z1=1；蝸輪齒數：Z2=60。

　　b．蝸桿齒頂圓直徑：da1=Φ59.26～Φ59.3mm（游標卡尺測量）。

　　蝸輪齒頂喉圓直徑：da2=Φ261.56mm（游標卡尺和滾棒測量）。

　　c．蝸桿的齒牙高度：9.5～9.7mm。

　　d．蝸桿齒軸向齒距：Px。

　　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如表1所示。

　　表1    蝸桿左、右齒面螺距變量表    mm

　　蝸桿左、右齒面螺距變量表

　　e．蝸桿螺牙齒形角：α=14°30′，取αZ1=αy1=14°30′。

　　f．蝸桿蝸輪嚙合中心距：α=152.4mm（在三坐標測量機上測量）。

　　②確定基本參數

　　a．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。

　　b．根據測量數據確定模數值、徑節值或周節值。

　　（模數）

　　（徑節）

　　（周節）

　　該蝸桿蝸輪應為徑節制D=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a=15 2.4

　　蝸桿公稱軸向節距

　　蝸桿的公稱模數m=4.233

　　蝸桿的特性系數

　　蝸桿公稱節圓直徑d1=m·q=4.233×12.006=50.8

　　蝸桿齒頂圓直徑da1=(q+2f)m=(12+2)×4.233=59.26

　　蝸桿的公稱導程T=Z1·Px=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

　　蝸桿每單位軸向移動調節消除的側隙

　　蝸輪公稱節圓直徑d2=m·Z2=4.233×60=254

　　蝸輪喉圓直徑da2=m(Z2+2f)=4.233×(60+2×1) =262.45

　　蝸輪左齒面節圓壓力角  αZ2=αZ1=14°30′

　　蝸輪右齒面節圓壓力角  αY2=αY1=14°30′

　　蝸桿公稱齒法向齒厚

　　蝸輪公稱節圓齒厚Si=6.207（計算略）

　　在測繪已磨損的雙導程蝸輪蝸桿時，一定要選在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，通過與標準的模數、徑節、周節進行比較，確定該蝸輪蝸桿屬于那一種類型及基本參數；雙導程蝸輪蝸桿公稱模數和普通蝸輪蝸桿的模數確定原則相同，所不同的是在雙導程蝸桿中公稱模數是用于計算公稱螺距，公稱節圓等參數，但是實際的螺距、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蝸桿中公稱齒厚的計算依據。

　　(4)結論

　　測繪雙導程蝸輪蝸桿，一定要注意測量記錄每一組尺寸，詳細查閱各國的蝸輪蝸桿標準，通過分析、計算，正確選擇模數、導程、中心矩等主要參數，才能使得新制作或修復的蝸輪蝸桿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50多秒提高到40s以內，而且降低了維修成本，極大地緩解了生產急需，并對其他分度盤上的雙導程蝸輪蝸桿的測繪、修復有一定參考價值。