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燕尾滑动体中蜗轮与蜗杆相互位置的测量和控制和龙

蜗轮    蜗杆    和龙    
2021年01月18日

1、问题提出

燕尾连接是机械设计中常用的机构,多用于实现相对滑动,相对滑动的动力可以依靠蜗轮、蜗杆,即凹燕尾件、凸燕尾件上分别安装蜗轮、蜗杆,通过蜗轮、蜗杆的啮合转动,靠蜗轮中心的螺纹副来驱动燕尾件相对滑动。有一种情况如图1所示,由于受设计结构限制,蜗杆与滑动燕尾面A呈一定的倾斜角度,这给控制蜗轮、蜗杆的中心距带来了较大难度,主要原因如下所述。

图1?1.蜗杆2.凹燕尾件3.蜗轮4.凸燕尾件5、螺纹副

(1)蜗轮位于凸燕尾件上,蜗杆位于凹燕尾件上,凸燕尾件和凹燕尾件通过基准燕尾面A配合连接,两者的配合位置直接影响到蜗轮、蜗杆的是中心距。

(2)蜗轮、蜗杆的中心距方向并非垂直或水平,而是与基准燕尾面A呈一定的倾斜角度,无法采用常规手段进行直接测量。

2、问题分析

要想精确保证蜗轮、蜗杆的中心距,必须保证两点。

(1)对凸燕尾件来讲,蜗轮安装孔与基准燕尾面A的相对位置必须精确。

(2)对凹燕尾件来讲,蜗杆安装孔与基准燕尾面A的相对位置必须精确。

3、解决方案

(1)凸燕尾件上蜗轮安装孔与基准燕尾面A位置的测量与控制。由于蜗轮安装孔的轴向方向与基准燕尾面A平行,所以比较容易检测,可以通过以下方法测量。

在蜗轮安装孔中安装蜗轮心轴,在基准燕尾面A内放一支测量棒,使用高度尺或量块来测量蜗轮心轴与测量棒的水平距离H1、垂直距离H2,通过磨削基准燕尾面A,使凸燕尾件上蜗轮安装孔与基准燕尾面A的相互位置达到理想数值。如图2所示。

图2凸燕尾件

(2)凹燕尾件上蜗杆安装孔与基准燕尾面A位置的测量与控制。采取比较法进行测量,即制作图3所示的标准量块,其中制造量块底座时,必须严格保证蜗杆心轴与基准燕尾面A的相互位置。

图3标准量块 ?1.量块底座2.通用表座3.千分表4.蜗杆心轴

使用时,首先把通用表座和量块底座沿基准燕尾面A滑动,使千分表的表头与蜗杆心轴接触,读取千分表数值,然后再用通用表座与安装了蜗杆心轴的凹燕尾件配合滑动,再次读取千分表的数值,通过千分表两项数值比较,来判断凹燕尾件上蜗杆安装孔与基准燕尾面A的相对位置,如果不理想,可以磨削凹燕尾件上的基准燕尾面A后再次测量,直到达到要求为止。

标准量块的制作难点在量块底座上,就是如何通过磨削量块底座上的基准燕尾面A,来保证与蜗杆心轴的相互位置,为此,特制作图4所示分体式校对规,由于采用了分体式结构,决定校对规精度的基准燕尾面A角度α、菱形板厚度H及校对规验棒直径D不但容易加工,而且能严格保证尺寸和精密公差,这样,可以按照所需要的理论尺寸,制作出高精度的校对规。

图4分体式校对规?1.菱形板2.基板3.校对规验棒

有了以上精密校对规,在制造标准量块时,通过磨削标准量块上的基准燕尾面A,同时配合使用分体式校对规加以控制,如图5所示。

图5?1.量块底座2.菱形板3.基板4.校对规验棒5.蜗杆心轴

在设计上,校对规验棒的直径大小,理论上与蜗杆心轴外圆相切,这样在加工量块底座时,随着对量块底座上基准燕尾面A的一次次磨削,校对规验棒会逐渐向蜗杆心轴靠近,可以通过量块底座开放式凹燕尾槽空间,使用0.01mm或0.02mm塞尺进行测量和控制,直到把校对规验棒与蜗杆心轴之间的间隙控制在0.02mm公差范围之内,这样就能得到高精度的量块底座。

有了高精度的标准量块后,按前面所述,可以准确、方便地测量和控制凹燕尾件上蜗杆安装孔与基准燕尾面A的相互位置。

以上由繁化简、方便实用的工艺方法,已成功应用于自进给镗头产品的生产,效果良好。

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