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齿轮传动间隙的控制

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单螺杆加工机床在加工螺杆时,由于螺旋槽是在刀具旋转和工件旋转的合成作用下完成加工的。在刚切入工件时刀具在旋转的切向方向上受到的走刀抗力较大,刀具在将要切出工件时在螺旋槽的作用下,刀具在旋转的切向方向上受到的走刀抗较小,甚至是受到工件螺旋槽的推力。

由于存在着机床箱体孔加工、齿轮加工等各种误差,刀具旋转轴的传动间隙过大,俗称旷量大。

检测传动间隙过大的方法是将动力输入轴固定并左右旋转晃动输出轴,如果是用常规的传动结构设计制造机床,输出轴的传动间隙摆角在十几度到几十度。传动间隙过大造成螺杆的螺旋槽加工表面有明显的接刀痕,从而影响了螺杆的加工精度。

机床在装配完成后刀具旋转轴的传动间隙过大,实际上是齿轮受各种误差的影响,造成齿轮侧隙的过大。

机床机械传动中的齿轮加工不管是采用几级精度的,设计者考虑到齿轮的制造误差、箱体中心距加工误差、温度变化、润滑油膜厚度、装配误差等因素,机床传动设计必须保证齿轮传动留有一定的侧隙,侧隙的大小决定了齿轮齿厚公差的大小。

单螺杆加工机床的主传动结构有区别于其他机床的特殊性。为减小或得到合理的传动间隙目前单螺杆加工机床常采用以下两种办法。

第一种:在输出轴上安装抱闸

在刀具旋转输出轴外圆径向对称位置装有抱闸,抱闸前端顶住刀具旋转输出轴的外圆,抱闸为弹簧预紧。

抱闸的工作原理是靠抱闸产生的摩擦力来增大输出轴阻尼,降低轴的旋转灵敏度。

优点是:抱闸结构简单并且不改变原有机床结构,这种方法间接地达到了减少传动间隙的目的,在实际应用中有一定的效果。

缺点1:弹簧预紧的抱闸由于对刀具输出轴外圆施加了较大径向力,实际上增大了机床的负载扭距,造成电机功率增大,同时齿轮、轴承磨损加快。
缺点2:弹簧预紧的抱闸由于对刀具输出轴外圆施加了较大径向力可能对刀具输出轴的几何精度造成负面影响。

第二种:双齿轮传动

把主传动中所有主动齿轮的齿宽增加1/3~1/2。把所有被动齿轮做成两层结构,一层齿轮是原有齿轮,另一层是用来减少传动间隙的齿轮,它的齿宽约是原有齿轮齿宽的1/3~1/2。用数个螺钉将两个齿轮毛坯安装在一起并拧死在再制齿。

制齿后将齿轮装在机床传动轴上,松开齿轮固定螺钉,将约1/3~1/2齿宽的齿轮朝着该齿轮旋转运动相反的方向转动齿轮,转动角度的大小以齿轮长期工作、最大温升时齿轮侧隙大于零。

双齿轮传动的工作原理是用双齿轮中较宽的齿轮传递动力,较窄的齿轮起到减少传动间隙的作用。沿着轴心线看调整后的两层齿轮的齿形有微量错位。

结构优点:根据齿轮的实际制造误差、箱体中心距实际加工误差、等因素,调整齿轮的传动间隙使之在一个合理的范围之内,与抱闸结构相比更合理、适用。

结构缺点:由于齿轮齿宽增加,传动轴的轴向尺寸加大,并且箱体上还要留有齿轮调整用的窗口,这种方法只适用于新设计的机床并且增加了机床的制造成本。
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