[其他]用于多齿分度装置,特别是用于多齿分度盘的弹性齿端齿盘组

说明书

一种用于多齿精密分度的弹性端齿盘组，由具有径向延伸端面齿的至少两个圆环形端齿盘组成．每个盘及与之相啮合的每对盘上的端面齿都有相同的齿宽、齿数及齿和齿槽的形状．相互啮合的一对盘中有一个盘的轴向弹性槽开在端齿槽底部．另一个则开在每个端齿上，并在该盘上齿槽底部开一轴向槽．本发明弹性端齿盘组可使啮合着的每个齿都能自由变形，并在所有齿的高度略有不同时，使所有齿都同时接触，从而进一步提高弹性端齿盘的分度精度．

本发明涉及一种用于多齿精密分度的弹性齿端齿盘组。

弹性齿多齿分度技术是在刚性齿多齿分度的基础上发展起来的一项精密分度技术。

图1（a）为现有的弹性齿端齿盘图

图1（b）为现有的弹性齿端齿盘啮合图。

图1（c）为现有的弹性齿端齿盘的齿形图。

一九六七年，弹性齿分度台在我国首次研制成功。现有的用于多齿分度装置，特别是多齿分度盘的弹性齿端齿盘组，是由具有径向延伸的端面齿的至少两个相互啮合圆环形端齿盘组成的。端面齿采用如图1（c）所示的对称齿形。在弹性齿端齿盘组中的每个盘及互相啮合的每对盘上的端面齿都具有相同的齿宽、齿数及齿和齿槽的形状。每个齿盘上的端面齿槽的底部开有轴向弹性槽，齿宽S与槽深t之比一般为1∶4到1∶8，齿形角a一般可取60、45、90等，其中以60最为常用。轴向弹性槽的宽度a一般为0.3～1毫米，齿向长度b通常在4～30毫米内选择。弹性齿多齿分度台的分度最小间隔视其齿数而定，齿数为N时，最小分度值为：

φmin＝３６０/Ｎ （1）

在只有一对齿圈的分度台上，只能分出：

φ_i＝ｉ/Ｎ360（i＝1、2、…N） （2）

这个角度。齿盘的材料一般采用优质碳素结构钢或合金钢，并进行调质、时效或齿面氮化等热处理工艺。弹性齿多齿分度台在工作时需施加较大的轴向力，其加力装置可以是机械式的，气动的及液压的各种机构。包括动盘和定盘在内的端齿盘组工作时，由能自动调心的加力装置，通过动盘沿齿盘的齿圈轴线方向施以轴向啮合力。由于齿形角α使啮合面上产生一切向分力，这个力能使弹性齿产生弹性变形，变形的大小视每一啮合齿组啮合面间的相对误差大小而正比地变化。当动盘齿圈与定盘齿圈上参与啮合的齿已啮合完毕，啮合运动停止。从而获得了一个分度定位位置。为了获得另一个分度定位位置，则必须使动盘沿轴向升起一定高度后，与定盘脱啮，再将动盘相对定盘转过i（i＝1，2，…N-1）个齿，然后动盘落下，在这个新位置上重新与定盘啮合。这一啮合定位-脱啮-转位-再啮合定位的过程就完成了一次分度。

目前，现有的弹性齿多齿分度台的分度精度已提高到0.2秒以内。这也是美国Mooro特种工具公司在六十年代对刚性齿多齿分度台已达到的精度。

现有的弹性齿是在每个齿槽的底部开有轴向弹性槽，使每个端面齿都形成一个悬臂梁。当两个端齿盘啮合时，如上所述，齿将产生弹性变形，同时也产生相应的弹性回复力。力与齿的弹性变形量成正比，故这一力也与齿圈上各啮合齿之间的相对位置误差的大小成正比。由于圆周上几何分度误差的封闭性，产生于圆周上的各齿弹性恢复力也趋于封闭。因此，弹性齿多齿分度台对个别齿位置的较大加工误差是不敏感的，它具有弹性补偿作用。正是这种特性体现了弹性齿多齿分度技术的优点，我们可以从理论上来进行分析，具体说明弹性齿的这个优点。

我们假设把弹性齿多齿分度台的一个齿盘固定不动（称为定盘），另一个齿盘靠轴向啮合运动及啮合力使两个齿盘啮合定位。我们若在齿盘一侧划一轴向直线作为基准0线，假定定盘与动盘的0位线可以绝对对准。那么，我们定义第n个齿的几何对称轴线与这0位线之间实际夹角与理论夹角之差为几何分度误差;定盘记作δn′，动盘记作δn″。记第n齿的侧向弯曲刚度，定盘为Kn¹，动盘为Kn″，若啮合能最终达到所有啮合齿之间都无侧隙（即“无隙啮合”），则动盘必定受到一个由各齿的变形形成的弹性回复力的合力矩M的作用：