【正文】 齒向誤差 Δ abi。 從節(jié)平面將齒盤剖開，如圖所示： Δ abi導(dǎo)致嚙合齒面在齒的兩端接觸，相當于齒增厚，齒槽變窄。dπ = 176。dπ （ tg∠ ab i+tg∠ abxi） 式中 b—— 齒寬 d—— 外徑 Δ ab i —— 上齒盤接觸齒面的齒向誤差 Δ abxi—— 下齒盤接觸齒面的齒向誤差 如 上圖 所示，如果 Δ ab i和 Δ abxi為常數(shù)那么嚙合是對分度誤差的影響也為常值，與嚙合位置無關(guān)。特別是當 Δ ab i=Δ abxi且符號相互抵消而不表現(xiàn)出來。半角誤差 Δ ai 對分度誤差的影響下圖所示。當上下齒盤嚙合時，有誤差的齒面在齒頂或齒根處最先接觸（圖 63b），沒有誤差的另一重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） 分度機構(gòu)的學(xué)習(xí) 16 齒面尚有間隙 AB，上齒盤齒面沿著下齒盤齒面滑動，一面下降一面旋轉(zhuǎn)， 直至兩齒面同時接觸定位為止。 Δ ψ a/ ≈ AB 176。dπ DCtg a 由于 Δ ai 很小， sinΔ a ≈ Δ a ； EC= h co a 化簡后得 DC= hΔ ai i a co a 代入得 Δ ψ a/ = 176。 當上下齒盤均有半角誤差時， Δ ai 為上下齒盤實際齒形半角之差。 端齒盤總的分度誤差Δψ Δψ = √Δψ p^2+Δ ψ _b^2 +Δψ _(a/2)^2 分度頭的研究及學(xué)習(xí)： 分度頭的種類有簡單分度頭、萬能分度頭、自動分度頭和光學(xué)分度頭等幾種，自動分度頭多在大批量加工中使用，光學(xué)分度頭多在精密加工和特殊加工時使用。 簡單分度頭 簡單分度頭結(jié)構(gòu)簡單，但分度準確性較差。 1，水平式簡單分度頭，如圖所示為水平式簡單分度頭，由主軸、搖柄、分度盤、分度叉和蝸輪、蝸桿等組成。重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） 分度機構(gòu)的學(xué)習(xí) 18 分度中，利用主軸前端的刻度盤（在刻度盤上刻有 360176。如圖 所示的簡單分度頭，鑄鐵角座用鍵定位，安裝在銑床工作臺上，軸承體固定 在角座上，這樣成為分度頭的基座。在主軸右端，用螺釘固定三爪自定心卡盤。在鑄鐵角座左端制有 12 個等分孔（可進行 6等分的分度）或按照預(yù)先約定的工件等分數(shù)制出等分孔。當扳動手柄時，通過軸承體上的切口便將主軸抱緊。 2，垂直式簡單分度頭，圖 43 所示為垂直式分度頭，使用時固定在工作臺上，松開螺母 ，圓轉(zhuǎn)盤可在 360176。制作這種分度頭時，注意使底盤的下平面與上平面和圓轉(zhuǎn)盤的下平面都要互相平行，且與圓轉(zhuǎn)盤的回轉(zhuǎn)軸線垂直。如下圖 66 所示。 2，主軸，分度 頭主軸可繞軸線旋轉(zhuǎn)，它是一根空心軸，前后兩端均有莫氏4 號的錐孔，前錐孔用來安裝頂尖，其外部有一段定位錐體，用來安裝三爪自定心卡盤的連接盤；后錐孔用來安裝掛輪軸，一邊用來安裝交換齒輪。其上均勻分布有數(shù)個同心圓，各個同心圓上分布著不同數(shù)目的小孔，作為各種分度計算和實施分度的依據(jù)。 4，插銷，插銷在分度手柄的長槽中沿分度盤半徑方向調(diào)整位置，以便插入不同孔數(shù)的分度盤內(nèi)，與分度叉配合準確分度。 6，轉(zhuǎn)動體，轉(zhuǎn)動體安放在底座中，他可以繞主軸軸線回轉(zhuǎn)，以實現(xiàn)其在水平線 6176。以上的范圍內(nèi)調(diào)整角度的目的。 8，蝸桿脫落手柄，蝸桿脫落手柄用來控制蝸桿和蝸輪間的嚙合和脫開。 10，分度叉，分度叉的作用是方便分度和防止分度出錯 ，它由兩個叉腳構(gòu)成，根據(jù)分度手柄所轉(zhuǎn)過的孔距數(shù)來調(diào)整開合角度的大小，并加以固定。其安裝在主軸前端，與主軸一同轉(zhuǎn)動，圓周上有 0176。的等分刻度線。 13，分度手柄，分度用，搖動手柄，根據(jù)分度頭傳動系統(tǒng)的傳比，手柄轉(zhuǎn)一整圈，主軸轉(zhuǎn)過相應(yīng)的圈數(shù)。 萬能分度頭的分度方法是轉(zhuǎn)動分度手柄，驅(qū)動圓柱齒輪副和蝸輪副轉(zhuǎn)動來實現(xiàn)主軸的轉(zhuǎn)動分度動作，具體方法有直接分度法，簡單分度法和差動分度法三種。分度頭主軸的轉(zhuǎn)角由裝在分度頭主軸上的刻度盤和固定在殼體上的游標讀出。該方法往往適用于分度精度要求不高，分度數(shù)目較少（如等分數(shù)為 6）的場合。分度中，當搖柄轉(zhuǎn)動，蝸桿和蝸輪就旋轉(zhuǎn)。各種常用的分度頭都采用這個定數(shù)，則搖柄轉(zhuǎn)數(shù)與工件等分數(shù)的關(guān)系式為 n=40/z 式中， n—— 分度搖柄轉(zhuǎn)數(shù)（ r）； Z—— 工件等分數(shù)。所以在分度中，要按照計算出的周數(shù)，先使搖柄轉(zhuǎn)過整周數(shù)，再在孔圈上轉(zhuǎn)過一定的孔數(shù)。 答：利用公式得 n=40/z=40/23 但分度盤上并沒有一周為 23 的孔，這時，需要將分子，分母同時擴大相同倍數(shù)，即 n=40/23=1 =1 r 所以，每銑一齒，分度搖柄在 46 孔圈的分度盤上轉(zhuǎn)過一圈后在轉(zhuǎn)過 34 個孔。分度時一定要調(diào)整好插銷所對應(yīng)的分度盤圈孔。在上例中， n=40/23=1 =1 r 如選擇孔數(shù)為 46 的孔圈，分度叉兩叉腳間應(yīng)有 35 個分度孔。分度手柄轉(zhuǎn)過的轉(zhuǎn)數(shù)，由插銷所對應(yīng)的孔圈數(shù)來計算得到，插銷可在分度手柄的長槽中沿分度盤徑向調(diào)整位置，以使得插銷能插入不同孔數(shù)的孔圈中。 差動分度就是在分度中，搖柄和分度盤同時順時針或逆時針轉(zhuǎn)動，通過他們之間的轉(zhuǎn)數(shù)差來實現(xiàn)分度。 重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） 分度機構(gòu)的學(xué)習(xí) 22 差動分度傳動系統(tǒng)如下圖所示。 計算搖柄轉(zhuǎn)數(shù)和確定分度盤的旋轉(zhuǎn)方向時，可選定一個假設(shè)等分數(shù)，當假設(shè)等分數(shù)大于工件實際等分數(shù) z 時，掛輪時應(yīng)使分度盤與搖柄的旋轉(zhuǎn)方向相同；假設(shè)等分數(shù)小于工件實際等分數(shù) z時，使分度盤與搖柄的旋轉(zhuǎn)方向相反。在此，我通過一段時間認真學(xué)習(xí)了萬能分度頭的工作原理，內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并且親自動手繪制了萬能分度頭的裝配圖，以及主軸的零件圖，萬能分度頭的傳動系統(tǒng)圖，在此過程中，深入的了解到了萬能分度頭的分度原理，在這個過程中更加深入的了解到了萬能分度頭用于分度的優(yōu)缺點。在此步進電機選用 YK86HB80— 04A，如萬能分度頭裝配圖所示，步進電機通過聯(lián)軸器與圖中 23（軸）連接，通過 步進電機的驅(qū)動帶動軸 23 旋轉(zhuǎn)，傳遞運動到達螺旋齒輪 42，通過螺旋齒輪42 與螺旋齒輪 41 的嚙合，使運動傳遞到分度傳動軸 20，通過傳動比為 1:1 的直齒圓柱齒輪組傳遞到 1:40 的蝸輪蝸桿，最后到達主軸部分。分度中，當搖柄轉(zhuǎn)動，蝸桿和蝸輪就旋轉(zhuǎn)。各種常用的分度頭都采用這個定數(shù)，則搖柄轉(zhuǎn)數(shù)與工件等分數(shù)的關(guān)系式為 n=40/z 式中， n—— 分度搖柄轉(zhuǎn)數(shù)（ r）； Z—— 工件等分數(shù)。所以在分度中，要按照計算出的周數(shù)，先使搖柄轉(zhuǎn)過整周數(shù)，再在孔圈上轉(zhuǎn)過一定的孔數(shù)。 利用公式得 n=40/z=40/16=1+12/24 所以，每銑一齒，分度搖柄在 24 孔圈的分度盤上轉(zhuǎn)過一圈后再轉(zhuǎn)過 12個孔。步距精度為 5%， 徑向跳動 最大 (450g 負載 )， 軸向跳動 最大 (450g 負載 )。／ 40=176。／ 16=176。／ 176。 下面對本設(shè)計的優(yōu)缺點進行分析： 優(yōu)點：萬能分度頭用步進電機驅(qū)動可以實現(xiàn)自動化控制，因此適用于大批量生產(chǎn)；而且步進電機可以分的最小角度為 176。 缺點：蝸輪蝸桿傳動機構(gòu)有傳動側(cè)隙存在，側(cè)隙用來防止由于誤差和熱變形而使齒輪卡住，并且給齒面間的潤滑油膜留有空間。而且在傳動過程中由于步進電機本身存在軸向跳動和徑向跳動，也會對齒輪的精度造成影響。 方案二： 端齒盤分度裝置 端齒盤材料選用與熱處理： 端齒盤屬于精密零件，對變形要求很嚴。 在此，采用滲碳鋼，進行整體淬火后低溫回火和冰冷處理，可加工性好，淬透性好，熱處理時變形小，在長期使用中變形小。 端齒盤主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定 齒數(shù) z根據(jù)所要求的最小分度值 i確定。／ i 上齒盤相對下齒盤轉(zhuǎn)過的齒數(shù) N為 N=ψ／ i 式中 ψ —— 分度角。 =360176。 =176。 重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） 分度機構(gòu)的設(shè)計 26 所以 z=360176。 =48 N=176。 =3 齒盤齒圈外徑 d根據(jù)具體使用要求及工藝可能性，即端齒盤分度裝置結(jié)構(gòu)尺寸大小和齒數(shù)多少確定 m=d／ z m過大或過小都會給加工帶來困難。 d 大，齒牙工藝性好；反之， d取得過小，齒牙太小，工藝性差。 齒盤的厚度δ —— 齒盤的厚度δ根據(jù)使用時承受作用力的大小決定。在此取齒盤厚度δ為 25mm 齒寬 b b=（ d i） /2 式中 —— 齒圈內(nèi)徑 端齒盤作為連接器時，承受扭矩能力的大小，決定于齒寬 b和外徑 d，與齒數(shù) z無關(guān)。因此在強度滿足要求的前提下，齒寬 b盡可能小一些。 因為 d=144mm =108mm 所以 b=（ 144108） /2=18mm 齒距 p—— 相近兩同名齒面對應(yīng)點之間的弧長，設(shè)計時一般一齒圈外圓計算，但在齒圈節(jié)圓上度量。被磨齒輪固定在上齒盤 7上面，凸輪 2通過起落軸 止推軸承 1 1 13，使上齒盤 7 產(chǎn)生起落運動。 重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） 分度機構(gòu)的設(shè)計 27 細分度裝置由精密刻度尺 15和讀數(shù)工具顯微鏡 14組成。定尺上只有兩條刻線，動尺刻線條數(shù)根據(jù)所需要的戲份等分數(shù)確定。讀數(shù)顯微鏡用來觀察刻度尺刻線，并使之對準。動尺和支座 17 連在一起與下齒盤 6緊密配合，可以一同轉(zhuǎn)動。正弦體的剛性以及平面度要好。兩圓柱直徑差由被磨齒輪齒傾角β確定。 密封問題是保證磨齒裝置工作精度的主要問題之一。 端齒盤分度的優(yōu)點是精度高，但是因為相關(guān)資料查找比較困難，在設(shè)計中，只是提出了大概的零件位置布置的想法，只繪制了端齒盤分度裝置的結(jié)構(gòu)圖。 因為端齒盤制造分度中需要保證精度高，而端齒盤相關(guān)資料基本上屬于公司保密信息，在此，沒有能對軸類零件，以及端齒盤的齒形，端面等進行設(shè)計。所以僅僅介紹了自己的零件安排布局。 ： 步進電機 +分度盤分度裝置 —— 本次設(shè)計中的我提出的第三個方案。步距精度為 5%， 徑向跳動 最大 (450g重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） 分度機構(gòu)的設(shè)計 28 負載 )， 軸向跳動 最大 (450g 負載 )的 YK86HB80— 04A 型步進電機。 16 個孔均勻分布在直徑為 260mm 的圓上。 計算如下：通過步進電機的驅(qū)動器調(diào)節(jié)步進電機步距角為 176。／ 16＝ 176。／ 176。的旋轉(zhuǎn)。 —— 液壓缸進油管進油 —— 液壓缸伸出軸帶動插銷通過對準塊插入均勻分布的 16 孔中 ——砂輪開始磨齒 —— 一個齒形加工完畢。 步進電機 +分度盤分度機構(gòu)的優(yōu)缺點：首先，精度的保證，步進電機接收脈沖后會根據(jù)自己的設(shè)計旋轉(zhuǎn)一個角度，而這個角度就是每一次分齒所需要的角度176。而根據(jù)分度盤使用說明得到 分度盤上 16 個均勻分布的孔的孔距誤差大約為 ，而這 16 個孔分布在半徑為 130 的圓上，這里面有一個誤差縮放存在，誤差縮放可以這樣計算：半徑為 130mm 的誤差縮小到半徑為 m z／ 2=4 16／ 2=64／ 2=32mm 的圓上。 步進電機和液壓缸的應(yīng)用保證了加工齒輪能夠?qū)崿F(xiàn)自動化控制，從而實現(xiàn)大批量生產(chǎn)；分度盤和插銷的組合應(yīng)用保證了分度的精度，并且 16 孔的分度盤專門為 16齒的齒輪分度制造，因此專用性強。 方案的對比： 下面對三種方案的可靠性，經(jīng)濟性，實用性等方面進行對比： 可靠性方面：第一種方案，因為結(jié)構(gòu)復(fù)雜，傳動過程中，精度喪失情況比較嚴重，而且存在蝸輪蝸桿側(cè)隙，直接影響到齒輪的分度精度；第二種方案，根據(jù)所學(xué)知識可以知道，端齒盤分度機構(gòu)的精度特別高，在美國，日本端齒盤分度已經(jīng)成為一種主流；第三種方案，通過步進電機，分度盤插銷組合同時保證了分度精度，因此加工的齒輪精度比 較高。 實用性方面：第一種方案，萬能分度頭適用于各種齒數(shù)的齒輪的分度，因此應(yīng)用范圍廣，可以作為通用分度裝置；第二種方案，端齒盤分度機構(gòu)由于結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、體積小、工藝性好、而且能夠?qū)崿F(xiàn)各種齒數(shù)的齒輪分度， 因此，其實用性很強；第三種方案，步進電機 +分度盤機構(gòu)由于分度盤是保證分度的主要依據(jù)，分度盤是針對專一產(chǎn)品制造出來的，因此，其只能對相應(yīng)齒數(shù)的齒輪進行分度，通用性差?？紤]到分度機構(gòu)需要實現(xiàn)高精度，大批量生產(chǎn)。 重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） 分度機構(gòu)的設(shè)計 30 綜上所述，由于第三種方案的眾多 優(yōu)點以及與本次設(shè)計要求的符合程度，本次成型磨齒分度機構(gòu)的設(shè)計選用第三種方案：步進電機 +分度盤分度機構(gòu)。 設(shè)計選型： 分度盤：針對本次需要實現(xiàn)的 16齒齒輪分度，因此在這里選用 16孔均勻分布的分度盤，查找相關(guān)知識得到了分度盤的直徑大小為