滾齒機是一種利用範成(chéng)法來加工齒輪齒麵的加工設備, 它通過一條內聯係傳動鏈來保證滾刀(dāo)與工件之間的相對運動關係以模(mó)擬一對齒輪的齧合。但由於傳動鏈內的各種誤差, 導致(zhì)該傳動鏈在工作時產生傳動誤差, 從而破(pò)壞了滾刀與工件之間確定的相(xiàng)對(duì)運動關係, 引(yǐn)起加工誤差(chà)。為減小誤差、提高傳動鏈傳動精度, 可采取(qǔ)的措施很多, 本文針對傳動(dòng)鏈內傳動副的磨損引(yǐn)起的傳動誤差而(ér)提出了一種補(bǔ)償方法。該方法不是采用專門的裝置(zhì)或機(jī)構(gòu), 而是利用滾齒機本身的特點來進行誤差補償, 所以稱為傳動誤差的自補償。
1 自補償的原理
所謂傳(chuán)動誤差是指機床內聯(lián)係傳動鏈的兩末端件之間相對(duì)運動的不準確性和(hé)不均勻性。對滾齒機的範(fàn)成運動傳動鏈來說, 它的兩末端件為滾刀主軸和工作台, 它們之間的相對(duì)運動關係( 計稱位移(yí)) 為: 主軸轉一圈, 工作台轉K / Z工圈, 但由(yóu)於有(yǒu)傳動誤差, 工作台(tái)實際轉了K / Z ±△Φ/2π工圈, 這裏△Φ( 單位為弧度) 就是滾刀主軸與工作台之間的相對轉角誤差,即傳動誤差, 引起△Φ 的原因很多, 有製造、裝配方(fāng)麵的, 有(yǒu)熱、應力變形引起的, 還有因摩擦磨損(sǔn)而導致的等等。這其(qí)中因(yīn)傳動副磨損而引起的傳動誤差△Φm 比較有規律, 一方麵△Φ$Um 是線性且基本上是(shì)均(jun1)勻的, 即△Φm 僅與主動件的轉角U成正比, 另一方麵△Φm 是單向的, 即主動件的圈數一定時, 從動件的實際轉角總是比理論的要少, 由於△Φm 的這些特點, 就可以利用滾齒機傳動(dòng)係統和結構上的特點對其進行(háng)補償。
從滾齒機加工齒數大於一百(bǎi)的質數齒輪的加工原理可知: 為使範成運動傳動鏈在進行換置計(jì)算時能找到合(hé)適的掛輪, 讓工(gōng)作台在範成運動(dòng)中多(duō)轉或少轉一點, 這多轉或少轉(zhuǎn)的部分由差(chà)動傳動鏈加以補償。同樣可(kě)將這種方法用於傳動誤差的補償, 具(jù)體來說, 範成運動傳動鏈仍用來形成漸開線母線, 並按滾刀頭數和工件齒數來對其進行換置計(jì)算選掛輪。差動傳動鏈用來補償(cháng)工作台在範成運動中(zhōng)的轉角誤差, 即由差動傳動(dòng)鏈給工作台一個附加運動, 使工作台在範成運動中因磨損而少轉的$Um 得(dé)到補償, 最終保證工作台隻轉K / Z工( 由(yóu)n範和n附二部分(fèn)組成) 圈, 這就是傳動(dòng)誤差(chà)自補償的原理。
2 自補償的(de)方法及換置計(jì)算
由於△Φm 是傳動鏈中各傳動(dòng)副誤差的累積(jī)和傳遞所致, 是機床在運動(dòng)過程中自己產生出來的, 因此滾齒機用這種(zhǒng)方法進行傳(chuán)動誤差自補償時, 其(qí)範(fàn)成運動(dòng)傳動鏈兩末端件間的計算位移、換置公式均不變, 隻是根(gēn)據△Φm 的值來對差動傳動(dòng)鏈進行換置計算(suàn)以選擇差動掛輪(lún)。下麵以Y3150E 滾齒機(jī)為例討論其差動傳動鏈換置公式的推導。
在進行傳動誤差自補(bǔ)償時, 差動傳動鏈的兩末端件也是滾刀主軸和工作台, 傳動原理如圖所(suǒ)示。此時, 差動傳動鏈的傳動路(lù)線(xiàn)為: 工(gōng)作台6-7- uf-8-9 -10- uy - 11 – 12- 合成-2-1- 滾刀。通(tōng)常滾齒機傳動精度檢測測得的是工作台的轉角(jiǎo)誤差△Φ$Um , 為簡單起見, 可將(jiāng)工作台的轉角誤差△Φm 折算到滾刀主軸上(shàng)去, 這時(shí), 差動傳動鏈兩末端件間的計算位移為:
至大於1) , 差動傳動鏈就能找到合適的掛輪, 確保(bǎo)誤差補償得以實現。這種通過(guò)改變範成運動傳動鏈原(yuán)有計算位(wèi)移使差動傳動能找(zhǎo)到合適掛輪的補償方法稱為間接補償法或差動補償(cháng)法。與直接補償法相比, 它實際上是由二條傳動(dòng)鏈共同完成誤差補償的。當然範成運動傳動鏈也應按改變後的計算位移來調整並選配掛輪。
3 結論
利用自補償的方(fāng)法, 無須在滾齒機上增加任何裝置或機(jī)構, 機床結(jié)構上也無需(xū)作任(rèn)何改(gǎi)動就能在一定程度上(shàng)提高其傳動精度, 它的換置計算也不複雜。由於滾齒機分度蝸輪的轉角誤差直(zhí)接反映在(zài)工作台上,對(duì)滾齒機傳動精度的影響最大, △Φm 中的很大一部分來自蝸扡蝸輪, 而且在加工不同齒數的齒輪(lún)時, 分度蝸輪、蝸(wō)杆所引起的誤差基本不(bú)變, 因此可(kě)將測(cè)出的△Φm 值用於任何齒數的齒輪加工上。與蝸輪蝸(wō)杆(gǎn)磨損後人工調整其間隙的方法相比, 自補償法更簡單、省力, 並可用於任何滾齒機上。尤其是一些舊的滾齒機( 由於磨損△Φm 增加) 。當然, 自補償的(de)方法隻能補償(cháng)因磨損而產生的線性誤差, 對因製造、裝配精度不高而(ér)導致的傳(chuán)動誤差( 近似為正(zhèng)弦規律) 就無能為力(lì)了。
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