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蝸桿加工過程中,容易出現(xiàn)以下幾種誤差:
一、尺寸誤差
齒厚誤差
原因:刀具的選擇和調(diào)整不當(dāng)是導(dǎo)致齒厚誤差的主要原因之一。如果刀具的模數(shù)或壓力角與蝸桿設(shè)計(jì)要求不符,在加工時(shí)就會(huì)直接導(dǎo)致齒厚出現(xiàn)偏差。例如,使用模數(shù)稍大的滾刀加工蝸桿,會(huì)使齒厚比設(shè)計(jì)值偏大。另外,在加工過程中,刀具的磨損也會(huì)影響齒厚。隨著刀具的磨損,切削刃的尺寸發(fā)生變化,會(huì)逐漸導(dǎo)致齒厚變小。
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影響:齒厚誤差會(huì)影響蝸桿與蝸輪的嚙合精度。如果齒厚過大,可能會(huì)導(dǎo)致蝸桿與蝸輪的側(cè)隙過小,甚至無法正確嚙合,使傳動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生干涉和卡頓現(xiàn)象;若齒厚過小,則側(cè)隙過大,會(huì)降低傳動(dòng)精度和效率,引起傳動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)和噪聲。
蝸桿外徑和根徑誤差
原因:在車削蝸桿外徑和根徑時(shí),車床的刀具進(jìn)給量不準(zhǔn)確是產(chǎn)生誤差的常見原因。如果進(jìn)給量設(shè)置過大,會(huì)使外徑或根徑尺寸超出公差范圍。同時(shí),車床的精度問題,如導(dǎo)軌磨損、主軸跳動(dòng)等,也會(huì)導(dǎo)致外徑和根徑的加工誤差。例如,車床主軸的徑向跳動(dòng)會(huì)使蝸桿在旋轉(zhuǎn)加工過程中,外徑尺寸出現(xiàn)周期性變化。
影響:蝸桿外徑和根徑誤差會(huì)影響蝸桿與蝸輪的配合精度。外徑過大可能會(huì)導(dǎo)致蝸桿與安裝孔的配合過緊,甚至無法安裝;外徑過小則可能使蝸桿在傳動(dòng)過程中出現(xiàn)晃動(dòng),影響傳動(dòng)穩(wěn)定性。根徑誤差會(huì)改變蝸桿的齒根強(qiáng)度,根徑過小可能導(dǎo)致齒根強(qiáng)度不足,在承受較大載荷時(shí)容易發(fā)生齒根折斷。
二、形狀誤差
齒形誤差
原因:刀具的形狀精度和安裝精度是影響齒形誤差的關(guān)鍵因素。如果滾刀的齒形本身存在誤差,如齒形角偏差、齒面粗糙度不符合要求等,加工出來的蝸桿齒形必然會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的誤差。此外,滾刀在安裝時(shí)的徑向跳動(dòng)和軸向竄動(dòng)也會(huì)導(dǎo)致齒形誤差。例如,滾刀軸向竄動(dòng)會(huì)使蝸桿齒形在軸向方向上出現(xiàn)周期性的變化,形成齒形扭曲。
影響:齒形誤差會(huì)直接影響蝸桿與蝸輪的嚙合特性。不正確的齒形會(huì)導(dǎo)致嚙合接觸面積減小,使齒面接觸應(yīng)力增大。在傳遞動(dòng)力過程中,容易引起齒面磨損加劇、膠合等失效形式,降低傳動(dòng)效率和使用壽命。
蝸桿螺旋線誤差
原因:在加工蝸桿螺旋線時(shí),機(jī)床的傳動(dòng)鏈精度對(duì)螺旋線精度有很大影響。如果機(jī)床的絲桿與螺母之間存在間隙、傳動(dòng)齒輪的精度不夠或者分齒掛輪的配置錯(cuò)誤,都會(huì)導(dǎo)致螺旋線誤差。例如,分齒掛輪的計(jì)算或安裝錯(cuò)誤會(huì)使蝸桿的螺旋線導(dǎo)程不符合設(shè)計(jì)要求,造成螺旋線的螺距誤差或螺旋角誤差。
影響:螺旋線誤差會(huì)影響蝸桿與蝸輪的嚙合精度和運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性。螺距誤差會(huì)導(dǎo)致蝸桿在與蝸輪嚙合過程中,每一轉(zhuǎn)的位移不準(zhǔn)確,使傳動(dòng)比發(fā)生變化,影響傳動(dòng)精度。螺旋角誤差會(huì)使蝸桿與蝸輪的接觸線位置發(fā)生改變,造成齒面接觸不良,引起振動(dòng)和噪聲,嚴(yán)重時(shí)甚至無法正常嚙合。
三、位置誤差
軸向竄動(dòng)誤差
原因:在加工過程中,工件的裝夾方式和機(jī)床的主軸精度是導(dǎo)致軸向竄動(dòng)誤差的主要因素。如果工件在車床卡盤上裝夾不牢固,在切削力的作用下,工件容易產(chǎn)生軸向位移。另外,機(jī)床主軸的軸向間隙過大或者軸承磨損,也會(huì)使工件出現(xiàn)軸向竄動(dòng)。例如,對(duì)于較長的蝸桿工件,在一端裝夾時(shí),如果沒有采取有效的頂尖支撐,在加工過程中很容易因切削力而產(chǎn)生軸向竄動(dòng)。
影響:軸向竄動(dòng)誤差會(huì)使蝸桿的軸向尺寸精度降低,同時(shí)也會(huì)影響蝸桿的螺旋線精度。在蝸桿與蝸輪嚙合時(shí),軸向竄動(dòng)會(huì)導(dǎo)致嚙合位置不斷變化,使齒面接觸不穩(wěn)定,產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲,降低傳動(dòng)的平穩(wěn)性和精度。
徑向跳動(dòng)誤差
原因:工件的圓度誤差、車床主軸的徑向跳動(dòng)以及刀具的安裝精度等因素都可能引起蝸桿的徑向跳動(dòng)誤差。如果工件毛坯本身的圓度不好,在加工過程中就會(huì)導(dǎo)致徑向跳動(dòng)。車床主軸的徑向跳動(dòng)會(huì)直接傳遞給工件,使加工出來的蝸桿表面出現(xiàn)徑向尺寸周期性變化。刀具安裝時(shí)的偏心也會(huì)造成類似的效果。
影響:徑向跳動(dòng)誤差會(huì)影響蝸桿的外徑尺寸精度和圓柱度。在蝸桿與蝸輪嚙合時(shí),徑向跳動(dòng)會(huì)使齒面接觸不均勻,一側(cè)齒面接觸壓力增大,加速齒面磨損,同時(shí)也會(huì)引起傳動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)和噪聲。