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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:4 O) D& T5 H1 U) D2 z
1,當(dāng)盤絲轉(zhuǎn)動任意角度后，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),。, ^$ p u: [9 g- C
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),。( ]$ A# ^% a! M6 m( F( C. B$ {- V
經(jīng)對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:
. g" W* H0 t* Y- B1.當(dāng)以阿基米德螺旋線作為盤絲曲線與卡爪牙弧配對嚙合時(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嚙合時(shí),，則在理論上卻是絕對精確的嚙合,。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)三爪卡盤自動定心的主要保證,。' k! |! A) W- O0 S! m
2.我國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。; l8 u, |4 w; A- n! L
$ ~ B6 f. @2 ~4 i盤絲漸開線基圓半徑的確定：
7 }! X& T/ l2 |/ [& S) p' U, |; l* n - w7 i% J% \0 s5 W8 E& G
在前文,，以提到杯沿直徑為55—95mm,即可知移動距離為（95-55）/2=20,
6 |1 y2 s$ j. g( v選用直徑250的卡盤,，對應(yīng)的螺距為s=10,則
! G2 {+ X# x/ M" Q L式中:a—漸開線基圓半徑(毫米)。
/ L, Y% a0 \, J3 o; w6 ~' U, s5 k r 盤絲漸開線參數(shù)方程:) ?9 [! V9 c! s. [. l& S7 Q
5 T$ M g f L) |
/ b! \' z0 }, U7 f* r' G方程中: —滾動角+ M# V$ O: O7 t: {0 i
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:
8 f: Q# p+ p, `: o% \* `2 V
+ E* J* L. N$ @4 F1 O式中: —盤絲漸開螺旋外弧的最大曲率半徑(毫米),，/ c. X. A5 s! I c
—盤絲外圓半徑(毫米),。& I' H4 d+ C: @# H
% G0 h, h# ^8 B+ T8 F! q式中: —盤絲漸開螺旋內(nèi)弧的最小曲率半徑(毫米)，
- ^6 e( r* {9 l1 Q. x9 X —盤絲內(nèi)孔半徑(毫米),。0 U- W: z5 ]2 T! L+ a5 \2 z' O
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,。( n1 ^5 G+ X8 _ M+ c/ Z
& A J1 i& T" B. d
卡爪牙所有大、小弧半徑的確定,，由圖3可以看出) _1 X4 h& v( ~3 R3 y- D6 @- ?
* o, S/ t; E( @ 6 H6 l, p: Q7 M
則: - q A) z `2 K. E3 p) {- q& u) a# K3 V3 b
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，對卡爪牙的大,、小弧作如下的選擇,。2 v7 i3 m8 f5 O" o: f2 i4 ?0 }3 }
卡爪牙大弧半徑，須滿足不等式:; y8 _/ B% y1 O! R+ v4 C
249.99
7 A0 x3 e2 x6 X8 k4 v 式中:R大—卡爪牙所有大弧半徑(毫米),。4 p; l; ^$ A6 V
卡爪牙小弧半徑,，須滿足不等式:
( N7 Q! L" y6 \6 |: X( I4 R =162.471 W% `: `* E& o, `( ^- q9 O8 Y
式中:R小—卡爪牙所有小弧半徑(毫米)。/ A8 T8 g' h7 l" D- J. D5 C
由于三爪卡盤平面螺旋副在嚙合傳動中的接觸表面,，對盤絲而言是螺旋柱面,，
1 I$ r+ O( V$ p) K, _2 C對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3 F" x9 b. @1 b4 H5 i0 M
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:
& Z! M% w$ @0 K) K# B. k . i5 d* Q" w& z3 ?+ s, |+ {
卡爪牙弧中心的偏心距的確定:
3 L# i. Y) Q: i0 I6 C& c I# V$ O 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,。
2 @. t" t, D2 Q( Wh=a=1.59
1 v5 \8 M% V/ t* w8 Q# L) `式中:h—卡爪牙所有大,、小弧中心的偏心距(毫米)。' N0 t3 _- C' { z! Z+ H
- J% z/ b0 i! Z5 ]. N2 g# `2 a3 I; f. w0 T1 b
卡爪牙弧偏心線的位置的確定:
3 o( y- N) ~- A5 k, j @ 卡爪牙所有大,、小弧中心的連線,，稱之為偏心線。偏心線對于卡爪寬度方向幾
1 c( D" M$ b* m何中心線的位置應(yīng)與盤絲漸開螺旋線的旋向相對應(yīng),。如圖4所示,，若盤絲漸開螺旋
- X. M+ l6 z% s; Q/ N! H7 @9 F( m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
4 p% k1 P3 z# Q. a3 L的左側(cè),。) O# @* ~) _6 u2 f
7 y+ X# w3 v: O& d" 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，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。) r$ \9 o- z* ?$ u$ g, H2 d
9 ~1 {$ [) q; L. t& ?
; Y; [1 e: v9 ]; J( R
0 g' k8 m: l, _: P& x3 `平面螺旋副功率的計(jì)算
7 k, }/ {( Z4 m1 ] Q根據(jù)自定心三爪卡盤的靜態(tài)夾緊力公式
& A/ S* p$ d/ n2 {& I' L8 j2 X' cP---總的夾緊力(公斤)
$ y1 Y5 C$ ]# E* }3 T* cM---輸入力矩(公斤•厘米)
1 E8 A) _. C* A5 t. U9 Dt---平面螺紋螺矩(厘米)
. A6 F- c0 ?& | ]! X) b$ } ---卡盤的總效率,，由實(shí)驗(yàn)方法確定6 T- X t- l$ r9 N
=實(shí)際夾緊力/理論夾緊力
* L K( a+ }, N* g2 G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,、潤滑條件,、夾緊機(jī)構(gòu)特性而定。
/ u2 h4 a; [2 ?而在本作中,，總體是不旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的,，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
+ ~7 x9 r( O; Y+ w2 Y+ l6 Z" y 1 X3 T8 V1 N, |; J# {3 K- z
其中,，P---總的張緊器的合力(公斤): [$ n7 m5 p1 a: m3 U# o
其他參數(shù)同上（基本情況一致）4 K5 P& d5 d1 {+ ~6 W
' z( B' x6 y- a4 I0 ^; \, a
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