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闡述蝸杆加工過程中容易出現哪些誤差?


​在蝸杆加工過程中,容易出現以下幾種誤差:
一、尺寸誤差
齒厚誤差
原因:刀具的選擇和調整不當是導致齒厚誤差的主要原因之一。如果刀具的模數或壓力角與蝸杆設計要求不符,在加工時就會直接導致齒厚出現偏差。例如,使用模數稍大的滾刀加工蝸杆,會使齒厚比設計值偏大。另外,在加工過程中,刀具的磨損也會影響齒厚。隨著刀具的磨損,切削刃的尺寸發生變化,會逐漸導致齒厚變小。
蝸杆加工
影響:齒厚誤差會影響蝸杆與蝸輪的齧合精度。如果齒厚過大,可能會導致蝸杆與蝸輪的側隙過小,甚至無法正確齧合,使傳動係統產生幹涉和卡頓現象;若齒厚過小,則側隙過大,會降低傳動精度和效率,引起傳動係統的振動和噪聲。
蝸杆外徑和根徑誤差
原因:在車削蝸杆外徑和根徑時,車床的刀具進給量不準確是產生誤差的常見原因。如果進給量設置過大,會使外徑或根徑尺寸超出公差範圍。同時,車床的精度問題,如導軌磨損、主軸跳動等,也會導致外徑和根徑的加工誤差。例如,車床主軸的徑向跳動會使蝸杆在旋轉加工過程中,外徑尺寸出現周期性變化。
影響:蝸杆外徑和根徑誤差會影響蝸杆與蝸輪的配合精度。外徑過大可能會導致蝸杆與安裝孔的配合過緊,甚至無法安裝;外徑過小則可能使蝸杆在傳動過程中出現晃動,影響傳動穩定性。根徑誤差會改變蝸杆的齒根強度,根徑過小可能導致齒根強度不足,在承受較大載荷時容易發生齒根折斷。
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鍵因素。如果滾刀的齒形本身存在誤差,如齒形角偏差、齒麵粗糙度不符合要求等,加工出來的蝸杆齒形必然會出現相應的誤差。此外,滾刀在安裝時的徑向跳動和軸向竄動也會導致齒形誤差。例如,滾刀軸向竄動會使蝸杆齒形在軸向方向上出現周期性的變化,形成齒形扭曲。
影響:齒形誤差會直接影響蝸杆與蝸輪的齧合特性。不正確的齒形會導致齧合接觸麵積減小,使齒麵接觸應力增大。在傳遞動力過程中,容易引起齒麵磨損加劇、膠合等失效形式,降低傳動效率和使用壽命。
蝸杆螺旋線誤差
原因:在加工蝸杆螺旋線時,機床的傳動鏈精度對螺旋線精度有很大影響。如果機床的絲杆與螺母之間存在間隙、傳動齒輪的精度不夠或者分齒掛輪的配置錯誤,都會導致螺旋線誤差。例如,分齒掛輪的計算或安裝錯誤會使蝸杆的螺旋線導程不符合設計要求,造成螺旋線的螺距誤差或螺旋角誤差。
影響:螺旋線誤差會影響蝸杆與蝸輪的齧合精度和運動平穩性。螺距誤差會導致蝸杆在與蝸輪齧合過程中,每一轉的位移不準確,使傳動比發生變化,影響傳動精度。螺旋角誤差會使蝸杆與蝸輪的接觸線位置發生改變,造成齒麵接觸不良,引起振動和噪聲,嚴重時甚至無法正常齧合。
三、位置誤差
軸向竄動誤差
原因:在加工過程中,工件的裝夾方式和機床的主軸精度是導致軸向竄動誤差的主要因素。如果工件在車床卡盤上裝夾不牢固,在切削力的作用下,工件容易產生軸向位移。另外,機床主軸的軸向間隙過大或者軸承磨損,也會使工件出現軸向竄動。例如,對於較長的蝸杆工件,在一端裝夾時,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生軸向竄動。
影響:軸向竄動誤差會使蝸杆的軸向尺寸精度降低,同時也會影響蝸杆的螺旋線精度。在蝸杆與蝸輪齧合時,軸向竄動會導致齧合位置不斷變化,使齒麵接觸不穩定,產生振動和噪聲,降低傳動的平穩性和精度。
徑向跳動誤差
原因:工件的圓度誤差、車床主軸的徑向跳動以及刀具的安裝精度等因素都可能引起蝸杆的徑向跳動誤差。如果工件毛坯本身的圓度不好,在加工過程中就會導致徑向跳動。車床主軸的徑向跳動會直接傳遞給工件,使加工出來的蝸杆表麵出現徑向尺寸周期性變化。刀具安裝時的偏心也會造成類似的效果。
影響:徑向跳動誤差會影響蝸杆的外徑尺寸精度和圓柱度。在蝸杆與蝸輪齧合時,徑向跳動會使齒麵接觸不均勻,一側齒麵接觸壓力增大,加速齒麵磨損,同時也會引起傳動係統的振動和噪聲。
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