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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:
5 ]& ^" F' [$ Z3 l, l1,當(dāng)盤絲轉(zhuǎn)動任意角度后，三個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)。
$ m6 c3 d0 N# z; R7 q2.當(dāng)盤絲旋轉(zhuǎn)一周后，三個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)。/ |' ]5 \; k6 M+ ^2 i9 | c
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:9 ?$ a& m3 E9 |
1.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，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，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，是用以實現(xiàn)三爪卡盤自動定心的主要保證。
6 X5 b4 q1 ]' b2.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。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，三爪卡盤平面螺旋副曲線的螺距，推薦按表選用。
9 E- I- ^* j2 f( T" x% s4 z' f& x
; }0 a2 P/ K v5 D; l盤絲漸開線基圓半徑的確定：* ]9 }4 U8 m+ x V, s" B% F5 i
/ X# W* p- U O. r6 Y3 W
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,
( x& S% ]! n- o' ^, l4 S選用直徑250的卡盤，對應(yīng)的螺距為s=10,則
* z2 i2 ]* p4 s式中:a—漸開線基圓半徑(毫米)。
- g5 C# R! T: p2 V3 Q; }4 c 盤絲漸開線參數(shù)方程:
/ R6 V- C+ j" u; U
8 Q! s% p6 F8 t2 [+ v/ O. U
4 K% c( I! Y8 k" }3 o+ m# p方程中: —滾動角& W6 K/ R( c5 Z
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:
! r7 C+ J8 p7 {, {
) r' ]6 l) @+ i y1 a式中: —盤絲漸開螺旋外弧的最大曲率半徑(毫米)，; P9 M+ d# m$ T, _3 `
—盤絲外圓半徑(毫米)。. L0 R1 l" f* r+ c3 y: g
2 a, S& t$ [( m# W
式中: —盤絲漸開螺旋內(nèi)弧的最小曲率半徑(毫米)，
; F' @, |, ^/ ]! o( E —盤絲內(nèi)孔半徑(毫米)。
" a2 Y' q2 J2 S9 P+ j; f( A, P& j 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。/ G9 a( p: ~, T* Q# u$ M
2 S$ |, c" b- R
卡爪牙所有大、小弧半徑的確定，由圖3可以看出
, V$ c1 P7 k5 h! n* ^ : a8 e& w* m8 u8 L$ U% ~0 z
4 a# c z, Z$ T# C8 r8 i+ s8 C" N0 Y' X
則: ( P. {3 \. X2 X7 g7 _+ i, r" H
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。" F6 _- d6 ]& B! D1 U# k
卡爪牙大弧半徑，須滿足不等式:
. @5 n' Q; ^$ A+ L' d. z$ O2 I 249.99
7 Z3 a+ L% `& @: G. @1 w9 g- b 式中:R大—卡爪牙所有大弧半徑(毫米)。
; H: U3 `+ d% Z6 [3 l. C) ^# Z6 t 卡爪牙小弧半徑，須滿足不等式:/ h7 k/ B& h" K0 Z
=162.47
. ~' H& l& p; i- |6 d$ x- D3 W式中:R小—卡爪牙所有小弧半徑(毫米)。. F) R& l5 H: `& G3 @% j
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，/ }, i/ s3 [- }
對卡爪而言則是圓柱面，然而兩者的瞬時嚙合在理論上卻是線接觸，其接觸表面的
/ d8 h5 B8 ^4 N+ I& A7 G" Y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螺距，同時銑出卡爪牙大、小弧的方法)銑削—磨削(分別磨出等徑偏心大、小弧)工藝時，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:$ S% l/ W3 [7 P& H/ [( i6 V
) A' F: k ^6 W% | 卡爪牙弧中心的偏心距的確定:
, k/ u* d+ D/ f: n( _! r 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。
3 o4 k: o' p8 ]. n' hh=a=1.59
5 ^6 S9 K( M& p) l3 i% L+ S H- D式中:h—卡爪牙所有大、小弧中心的偏心距(毫米)。! O. h! Q4 q0 P* Q2 C! {. b* R) @
6 J7 ?+ F$ j+ }6 Y& m
卡爪牙弧偏心線的位置的確定:. M0 J% K/ `2 S3 X1 @9 U. E
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
3 A7 X. V) Z$ U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! k+ @! w' n3 s3 J) X2 G
線為右旋時，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6 n- J) |* v( Z, N
的左側(cè)。
2 v% o- B& _0 H
- T Y) `- O0 }/ @0 f) K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。& ~; C3 z% Z- w M
6 v P K6 i3 c( l I4 E3 y I6 i
7 G/ x' Y4 \) O0 p
* `' v! @1 e; P/ M" k$ b0 R2 \/ [8 o平面螺旋副功率的計算5 }2 C2 m; K+ O8 }$ r. q) T5 P
根據(jù)自定心三爪卡盤的靜態(tài)夾緊力公式 * y8 B. l4 r( e/ D
P---總的夾緊力(公斤)5 P2 {7 G; p! O' d: g
M---輸入力矩(公斤•厘米). ]3 _1 D+ w7 i3 [; |
t---平面螺紋螺矩(厘米)( @' U; O0 P* r- O
---卡盤的總效率，由實驗方法確定% C* i3 B1 B6 x, k& `: U {
=實際夾緊力/理論夾緊力
1 y3 T. Z0 M O) q3 U' h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。
) n4 K1 C) V( _3 D( }. e/ {0 b5 T" x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
l9 R' b* H& a: p) \' E8 H 3 `# W/ s3 R$ ~4 B0 E
其中，P---總的張緊器的合力(公斤)
# v0 `" ?* ^' i其他參數(shù)同上（基本情況一致）+ u' t, Y$ v! }7 f# X; O
6 M5 b8 I+ W: a; e. b$ z- ]3 F9 X
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