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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:
. }) Q3 y8 b% v" _& a& E# _2 [, Y5 P1,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)。
4 l0 z9 M# ^' E- ^: _ e6 x2.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)。7 r; Y# N+ i5 \. n1 Y
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:4 c7 A7 N3 O- ^5 {$ W/ D0 I
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(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(dòng)定心的主要保證。
- |, [5 O( q! w8 K f/ u. t2.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)�？ㄗρ谰嗪捅P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。
! }6 e$ J% ^# ?# P) o. U9 [ 1 s3 F! t" r. e) V/ w; J
盤絲漸開線基圓半徑的確定：# e, `+ A! o0 S2 n
* R; e' V2 z# _3 A* b
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,
6 ?* X3 q* i% o$ ] O選用直徑250的卡盤，對應(yīng)的螺距為s=10,則 ' X% A( x$ ~" Q( U: v; \' O
式中:a—漸開線基圓半徑(毫米)。
& C' r$ ~6 G: X0 S0 w 盤絲漸開線參數(shù)方程:
( k' D1 P; t4 _+ x! S5 f" X0 B , |& k' o3 r: F: l+ g" e" m
8 ]3 h$ I3 H* ]/ _' e+ J/ ?1 M
方程中: —滾動(dòng)角; w' r1 ]# Q( b+ U0 @
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:, ~5 j9 ~2 [: | J
( E8 C( q' w/ Y' n3 i( a式中: —盤絲漸開螺旋外弧的最大曲率半徑(毫米)，
2 H- n2 v6 t$ [, S+ P —盤絲外圓半徑(毫米)。
. `& q' Q$ d: b( ~) g$ }
% _! h: b( `& q式中: —盤絲漸開螺旋內(nèi)弧的最小曲率半徑(毫米)，& @0 i: S. _ l# n$ G6 k
—盤絲內(nèi)孔半徑(毫米)。
0 U3 g, O. B& {7 b3 c$ x. r4 u. |. Q 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。9 I. O: l# ^& ^' [) p+ o; S# R
8 r: V) L3 ^0 h# f
卡爪牙所有大、小弧半徑的確定，由圖3可以看出
* p% s/ \. L$ j9 o5 h8 y ( I3 \% l6 c. T
7 ?% J5 d) a& K- x
則: . e$ X' R5 |3 h* p
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。
5 c8 H1 b. a- }$ [9 \6 s' L. E 卡爪牙大弧半徑，須滿足不等式:
2 U; m6 j0 n( I! ? 249.99 c. d) W6 Y# s# s) ~7 `2 o
式中:R大—卡爪牙所有大弧半徑(毫米)。
W7 N* E0 F# G2 m6 k2 C6 I" L) \ 卡爪牙小弧半徑，須滿足不等式:) ^5 A: p0 r, J" j% @0 v' w
=162.47! t* W7 q+ k) V1 z. N
式中:R小—卡爪牙所有小弧半徑(毫米)。7 ~! n" N3 u3 w6 l6 ]4 N" i% z0 s
由于三爪卡盤平面螺旋副在嚙合傳動(dòng)中的接觸表面，對盤絲而言是螺旋柱面，) o R2 M9 u0 Z* t# f" a6 h% z
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) ~& K0 r) v' J. N% y8 D( ]
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:$ W6 D( R% _/ l" L8 g$ B0 H
" L. J1 O" N) ?6 P( R; E; j' n3 b 卡爪牙弧中心的偏心距的確定:
1 s( n, y6 Z7 X! h- p# I" J$ K/ \$ L. u 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。9 P5 A r8 O5 O( J7 g, S
h=a=1.59
1 _7 B) J* R3 q8 A- ~ Q( Q# c式中:h—卡爪牙所有大、小弧中心的偏心距(毫米)。6 ]3 u9 i4 M3 _( c1 _" N
5 g: |/ K9 M/ M! u& ~
卡爪牙弧偏心線的位置的確定:
9 |6 F" b8 Z+ V5 Z 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
. d/ l6 m1 o% `5 r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
# J. q5 p# e: K5 @0 _. r! J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. H! _4 n; |" f7 a' _2 N
的左側(cè)。
% G+ m; a8 T1 @" Q, p * J4 h2 T0 X) E8 m" T$ _, A
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。& F9 d$ m* X/ n
( p0 O8 m9 ~7 S- v% v
" r3 K# V0 \. O" T2 b
" q# s, v$ L/ w- o" L, ]; m平面螺旋副功率的計(jì)算" i+ [$ ?9 `6 Z9 U
根據(jù)自定心三爪卡盤的靜態(tài)夾緊力公式
5 m' u" }, P- x* Z1 v2 pP---總的夾緊力(公斤)
7 K$ J4 O% A9 {. [+ h3 | kM---輸入力矩(公斤•厘米)
8 V& M9 E! c- E2 I1 It---平面螺紋螺矩(厘米)4 f& c2 d; e" b1 @7 b
---卡盤的總效率，由實(shí)驗(yàn)方法確定
1 I4 i6 X# E# v8 V) l# K, Z =實(shí)際夾緊力/理論夾緊力
$ `7 R2 ?5 E' ?3 Y8 Y8 Z) u+ e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。 L- z; g7 W+ [3 s: J
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
- L. {4 E: G4 q4 V3 d8 H0 V
* K# a2 I& m$ x4 f* ]其中，P---總的張緊器的合力(公斤)
- x0 K Y- [9 z6 `; q其他參數(shù)同上（基本情況一致）" S, K2 `& T/ E) i e
t+ x7 c4 N b. i/ p |
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