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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:9 o" \) q' [- R- v
1,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)。 g9 M4 C# ^2 w& }; z
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)。
& }+ r4 l& [6 k經(jīng)對(duì)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:/ C, Q( o$ y9 I: E
1.當(dāng)以阿基米德螺旋線作為盤絲曲線與卡爪牙弧配對(duì)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(duì)嚙合時(shí)，則在理論上卻是絕對(duì)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(duì)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。" a- j( ^3 y0 q2 O" D6 z+ E
2.我國(guó)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(duì)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(duì)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(zhǎng)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。5 n* I' B: B( C
6 S& j, B" X: ?/ T+ T) ]盤絲漸開線基圓半徑的確定：2 G7 J Y0 L2 V, K/ K( L& ~6 \
A3 j: @/ o! D2 l/ }
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,
' C) o# Y# U& ]7 j! e" v選用直徑250的卡盤，對(duì)應(yīng)的螺距為s=10,則 1 {5 O; `" y- P( o+ \9 h. |& l
式中:a—漸開線基圓半徑(毫米)。
6 y4 o/ H+ T8 N8 x( O8 k 盤絲漸開線參數(shù)方程:
, _% T' O9 U" z) @. C" s % W& k2 D; h9 J# k0 U
! o3 P0 y- q# A; Y8 `
方程中: —滾動(dòng)角
8 o$ v5 D( V% w! d3 Z3 e5 q; 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:
; v5 K- ? q+ j( T3 j8 w' D
4 m# v1 Z3 f# D9 h4 ^式中: —盤絲漸開螺旋外弧的最大曲率半徑(毫米)，# z6 H7 {9 I/ i+ a/ S& v
—盤絲外圓半徑(毫米)。
0 s% D2 d- n+ e: \8 L, R) F0 K* T
- i& K- \- Y8 o" k式中: —盤絲漸開螺旋內(nèi)弧的最小曲率半徑(毫米)，+ Q$ w3 P$ W/ B& I, t2 X! M7 d9 ?
—盤絲內(nèi)孔半徑(毫米)。
% V5 z3 d% {9 s0 m$ z' V ~ b* ] 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 t- Y, w7 p* z: N G
1 V# ]4 l8 `. O3 U3 _
卡爪牙所有大、小弧半徑的確定，由圖3可以看出
- | Z4 G( U; l9 y7 B) y 2 ^* Z$ O8 E, k; Z! E
. h# q" d$ g6 X8 N1 t則:
9 U9 F, Y7 |# L& U( ]5 ? 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(duì)卡爪牙的大、小弧作如下的選擇。
- x$ v* @* q! d* i" C 卡爪牙大弧半徑，須滿足不等式:2 ^' \9 X, R; C+ E
249.99) a0 P4 X; {$ I9 n
式中:R大—卡爪牙所有大弧半徑(毫米)。9 H" A$ t! x, l8 n9 D6 A1 J, ]3 e
卡爪牙小弧半徑，須滿足不等式:1 S9 ]; p9 X1 J$ \. Q- \
=162.47
% g6 O1 ~2 }: {: ?" P/ O. n. q式中:R小—卡爪牙所有小弧半徑(毫米)。
7 X9 [" n& F v5 M; k/ A) A 由于三爪卡盤平面螺旋副在嚙合傳動(dòng)中的接觸表面，對(duì)盤絲而言是螺旋柱面，
5 [% U* F0 H% Q" Z; b6 V4 G8 u) B對(duì)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
g/ O( W9 K( R4 E2 R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:' N4 J0 B d# P: k5 U1 x, r
; s7 j8 h- a" T' w, M
卡爪牙弧中心的偏心距的確定:0 K3 V- d, E6 P
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(duì)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。! v* _6 y5 V' ~( P+ E% D$ s4 w) q
h=a=1.598 }& b# `1 M2 q
式中:h—卡爪牙所有大、小弧中心的偏心距(毫米)。
- Y) {1 U. Y6 _) j+ b( c
% Q' s. h4 }7 E- Z卡爪牙弧偏心線的位置的確定:
$ S. I3 M8 N4 l8 @ F" h1 u 卡爪牙所有大、小弧中心的連線，稱之為偏心線。偏心線對(duì)于卡爪寬度方向幾
4 [; `$ C( o5 v+ \何中心線的位置應(yīng)與盤絲漸開螺旋線的旋向相對(duì)應(yīng)。如圖4所示，若盤絲漸開螺旋* N7 H, Z* _( {0 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
6 E! M) s/ {% L0 q. \$ @* t4 W的左側(cè)。
9 n- c5 Q( h% Y' T5 Y
* b. [, a) T* @) ^) 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(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。0 `! J# e) `# @
: f/ y4 f8 e* C2 s. {9 W& l
, t" s& n1 r# A4 z6 D4 y
% c" i& k B, a平面螺旋副功率的計(jì)算
V/ M6 u; x8 Y: E根據(jù)自定心三爪卡盤的靜態(tài)夾緊力公式
' a, v1 s! P, w7 CP---總的夾緊力(公斤)' P) D; Q& V. ?' s5 N" S3 V
M---輸入力矩(公斤•厘米)) b% a$ B0 d Z: ~; A) X# H9 T
t---平面螺紋螺矩(厘米)+ h. O6 M0 {8 T8 t! i
---卡盤的總效率，由實(shí)驗(yàn)方法確定4 [$ R& Z/ T2 e6 t/ o
=實(shí)際夾緊力/理論夾緊力0 f) S9 }: B% w/ l8 V# G2 K5 ]
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(rùn)滑條件、夾緊機(jī)構(gòu)特性而定。
$ C; F- I; r" Z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
0 m. n0 T7 Z/ j5 l$ M : d$ }& L$ l n1 A8 y# N
其中，P---總的張緊器的合力(公斤)+ i) B6 v) U. p6 Q* W7 s
其他參數(shù)同上（基本情況一致）
: z# m7 t: W7 s9 H+ D$ t7 @5 F4 _, x- Z. D- g
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