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發(fā)表于 2013-4-7 12:31:18
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眾所周知,作為平面螺旋型三爪自定心卡盤的盤絲曲線應(yīng)具備的條件是:
2 ?$ e9 O9 Z, b1 z r' d1,當(dāng)盤絲轉(zhuǎn)動(dòng)任意角度后,三個(gè)卡爪在盤體工字槽內(nèi)沿半徑方向的位移量應(yīng)相等(要求盤絲曲線的等進(jìn)性)。( d+ |/ T6 X) Y1 D* \
2.當(dāng)盤絲旋轉(zhuǎn)一周后,三個(gè)卡爪在盤體工字槽內(nèi)沿半徑方向的位移量應(yīng)恰好等于盤絲曲線(螺旋線)的螺距。而卡爪牙弧為等距分布,則不僅在任何位置都可以與盤絲牙保持嚙合,且保證卡爪上位于盤絲間各牙弧都能與盤絲平面螺旋各圈同時(shí)嚙合,故盤絲平面螺旋的螺距必須保持定值(要求盤絲曲線的等距性)。
2 `# J) Q* M0 G1 q6 l, L經(jīng)對(duì)三爪卡盤平而螺旋副嚙合原理及其數(shù)理分析的有關(guān)文獻(xiàn)資料的研究,可得出如下的結(jié)論:
' O9 ?. s3 k6 Y* ]& U% L1.當(dāng)以阿基米德螺旋線作為盤絲曲線與卡爪牙弧配對(duì)嚙合時(shí),在理論上就存在較大誤差;而以漸開線螺旋線作為盤絲曲線與卡爪牙弧配對(duì)嚙合時(shí),則在理論上卻是絕對(duì)精確的嚙合。后者的螺旋線能夠完美的滿足三爪卡盤盤絲曲線的條件,與其配對(duì)的卡爪牙弧曲線所組合成的平面螺旋副,是用以實(shí)現(xiàn)三爪卡盤自動(dòng)定心的主要保證。1 P7 b9 r- B6 c- |& \* Z, [0 A4 y/ b
2.我國(guó)三爪卡盤的盤絲曲線一直是按阿基米德螺旋線設(shè)計(jì)的,但在近三十年的生產(chǎn)中,被認(rèn)為是加工成阿基米德螺旋線的盤絲曲線,其實(shí)是漸開螺旋線。鑒于上述,現(xiàn)在就漸開螺旋線的盤絲曲線與一個(gè)卡爪的牙弧曲線配對(duì)嚙合來進(jìn)行三爪卡盤平面螺旋副的曲線設(shè)計(jì)。卡爪牙距和盤絲漸開螺旋線螺距的確定:作用于卡爪牙弧面上的徑向力,是決定卡爪牙(牙距)的幾何尺寸的主要依據(jù),并以此對(duì)卡爪牙進(jìn)行強(qiáng)度核算,再結(jié)合三爪卡盤整體結(jié)構(gòu)需要來考慮,必須滿足至少有兩牙同時(shí)與盤絲平面螺旋牙嚙合,這樣來確定卡爪牙距。并使盤絲漸開螺旋線的螺距與卡爪牙距恰好相等,這就是三爪卡盤平面螺旋副曲線的螺距,用S表示,單位毫米。根據(jù)長(zhǎng)期生產(chǎn)和使用的經(jīng)驗(yàn),三爪卡盤平面螺旋副曲線的螺距,推薦按表選用。( ^ q n5 Q8 ]( A# q" J' d
- b+ L6 y( Z6 t# g3 b( E1 N: q* u
盤絲漸開線基圓半徑的確定:
9 V7 ?: L" D3 K' N$ G
1 E. C6 k4 t; |! L& ?3 {在前文,以提到杯沿直徑為55—95mm,即可知移動(dòng)距離為(95-55)/2=20,! N3 F# l, c" k- u; v0 \
選用直徑250的卡盤,對(duì)應(yīng)的螺距為s=10,則
6 ?* J/ P9 c$ V9 N5 Z式中:a—漸開線基圓半徑(毫米)。7 p, B6 @+ a4 T2 {: v. u
盤絲漸開線參數(shù)方程:0 G( @9 ^0 O" ] G+ k7 |
& z7 N7 { y- o* z6 P . l# d$ }8 v" I# s7 `% \
方程中: —滾動(dòng)角
% x6 w3 c! t. `. Q1 z: z4 C盤絲漸開螺旋線外弧的最大曲率半徑和內(nèi)弧的最小曲率半徑的確定:
3 T( |8 V- K9 Z0 ` }( H* j
6 `( |; p, {+ T0 q式中: —盤絲漸開螺旋外弧的最大曲率半徑(毫米),. J. j) g1 l) `6 q* s9 i3 i5 Q
—盤絲外圓半徑(毫米)。
- S7 a7 Z* q! w
2 g6 a9 E. I S& G# D4 r式中: —盤絲漸開螺旋內(nèi)弧的最小曲率半徑(毫米),+ t# p2 C5 A, ~! ?1 ^
—盤絲內(nèi)孔半徑(毫米)。0 Q1 d. V' L1 P0 ?$ y7 ^
為了穩(wěn)定地保證卡盤的自定心精度,盤絲漸開螺旋的內(nèi)、外弧中心均應(yīng)與盤絲的內(nèi)孔中心重合。 圖2所示的盤絲曲線就是漸開螺旋線。
4 Q, a! v& E; T$ N 7 i6 y* `9 G/ `6 h/ m: V% H
卡爪牙所有大、小弧半徑的確定,由圖3可以看出9 ]9 }. @: M" m6 t, C# c
% d5 X2 ]5 y" t; M" D % j) P7 y+ b1 r) b& `/ S
則: ( ^$ k+ N" l/ G$ [ | g
為了防止卡爪牙與盤絲漸開螺旋內(nèi)、外弧邊緣的不良接觸和楔緊現(xiàn)象的產(chǎn)生,對(duì)卡爪牙的大、小弧作如下的選擇。: ?# W* P" f3 \, f
卡爪牙大弧半徑,須滿足不等式:
8 G& ]5 U) c2 N6 C" N 249.99$ n1 g% d Y% N9 r) k
式中:R大—卡爪牙所有大弧半徑(毫米)。: ]* t: q& w2 R* D( b$ K
卡爪牙小弧半徑,須滿足不等式:4 L& [6 [! s0 O" ]& D8 ^/ F
=162.479 v9 x8 r+ e; n2 u6 T. p7 D0 V; {% d
式中:R小—卡爪牙所有小弧半徑(毫米)。0 K& V$ O6 [& C ]; r, Z9 i3 O! ^6 F5 @
由于三爪卡盤平面螺旋副在嚙合傳動(dòng)中的接觸表面,對(duì)盤絲而言是螺旋柱面,- Q/ L$ T. O2 I* r A
對(duì)卡爪而言則是圓柱面,然而兩者的瞬時(shí)嚙合在理論上卻是線接觸,其接觸表面的
& N ^$ a* F, V不平度誤差,牙形可能出現(xiàn)的局部誤差以及其它誤差,均將影響傳動(dòng)精度。當(dāng)卡爪牙采用滾切法(用刀片沿螺旋線分布的蝸形銑刀進(jìn)行切削,卡爪毛坯在銑刀每旋轉(zhuǎn)一周中移動(dòng)螺旋線的一個(gè)螺距,同時(shí)銑出卡爪牙大、小弧的方法)銑削—磨削(分別磨出等徑偏心大、小弧)工藝時(shí),考慮諸多因素的綜合影響,卡爪牙所有大、小弧半徑最后確定為:
+ v8 d) p1 }$ [$ e8 d$ ^
- \3 T, [- u3 h l4 A0 O 卡爪牙弧中心的偏心距的確定:
5 E( g+ e2 O' k) E# w 根據(jù)漸開線的性質(zhì),可以得到—基圓半徑為a的漸開線的盤絲曲線與偏心距為a的卡爪牙弧曲線配對(duì)嚙合(偏心線位于同漸開線公法線重合的一側(cè)),其嚙合點(diǎn)均落在漸開線的公法線上(也就是漸開線的切線上)。即是:卡爪牙所有大、小弧中心的偏心距都應(yīng)等于盤絲漸開線的基圓半徑。
1 z7 Y$ ]9 _" y& ?4 bh=a=1.593 d5 x& i5 Y( i8 w6 M
式中:h—卡爪牙所有大、小弧中心的偏心距(毫米)。0 g1 H8 p1 C/ n% F' k2 B
2 w' ^6 R" K6 A7 }9 Y' u) j
卡爪牙弧偏心線的位置的確定:) f7 |% p- j7 I( f3 O
卡爪牙所有大、小弧中心的連線,稱之為偏心線。偏心線對(duì)于卡爪寬度方向幾
) J8 B$ N9 N( R5 H何中心線的位置應(yīng)與盤絲漸開螺旋線的旋向相對(duì)應(yīng)。如圖4所示,若盤絲漸開螺旋
" y& `: A4 f7 j, i線為右旋時(shí),則偏心線位于卡爪寬度中心線的右側(cè);反之,則位于卡爪寬度中心線
$ s5 z) |5 n. A# ~; K的左側(cè)。# r1 @4 f! m9 n% r5 t0 M! C( j
' w1 z6 @- w& o
而在前文提到只要有兩牙與盤絲平面螺旋牙嚙合即可保證穩(wěn)定傳動(dòng),為了減小結(jié)構(gòu)尺寸,所制作的配套牙弧僅有兩牙,且始終保證嚙合。! ?8 t! j! [0 a
6 r2 P- _' j) z; e5 P4 ?4 V& l
# _) P4 R) r& k* m% C! k1 k7 x9 I
9 K+ j; I" {5 _8 {# ^
平面螺旋副功率的計(jì)算# j3 i$ u/ N: v/ a% v t
根據(jù)自定心三爪卡盤的靜態(tài)夾緊力公式 - t5 }8 X+ V! M# f' p0 H
P---總的夾緊力(公斤)9 [, h/ @6 O! D% _
M---輸入力矩(公斤•厘米)) i6 S v6 T6 I3 \, \% @9 Z
t---平面螺紋螺矩(厘米)) j4 U) {; l# W' j$ L( G
---卡盤的總效率,由實(shí)驗(yàn)方法確定2 R' b: q1 K6 ~1 q: H
=實(shí)際夾緊力/理論夾緊力7 l3 _2 I* N2 l' @
盤絲卡盤的 通常在7%、17%之間。隨相互摩擦零件表面的加工質(zhì)量、潤(rùn)滑條件、夾緊機(jī)構(gòu)特性而定。
9 m7 J" T; L: Y! R# P7 p6 W5 _而在本作中,總體是不旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的,其形式就是表現(xiàn)為三爪卡盤靜態(tài)夾緊模式,則根據(jù)公式可推出齒輪組所需的輸入力矩為0 T: s- v2 h8 c, P6 `6 g
8 q& F2 Y# c; F( ?2 o* ?
其中,P---總的張緊器的合力(公斤)3 ~: ^) H6 C" o4 J; \
其他參數(shù)同上(基本情況一致)# u! `0 I8 L, ~$ L) s
% D, U) s# y4 R- C8 V- ]
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