精密臥式加工中心回轉工作臺蝸輪蝸桿機構的裝配及調整分析

張桂花　李江艷　楊鵬剛（沈機集團昆明機床股份有限公司，云南 昆明 650203）

精密臥式加工中心回轉工作臺蝸輪蝸桿機構的裝配及調整分析

張桂花李江艷楊鵬剛
（沈機集團昆明機床股份有限公司，云南 昆明 650203）

本文主要針對回轉工作臺蝸輪蝸桿機構的過程裝配和調整，分析可能存在的問題及調整的方法，通過機床的裝配過程，可以發現機械設計和零件加工質量等所存在的問題，并加以改進，以保證機床的質量，提高裝配質量和工作效益。

精密臥式加工中心；回轉工作臺；蝸輪蝸桿機構結構；結構調整；分析

1 精密臥式加工中心回轉工作臺蝸輪蝸桿機構的結構和原理

蝸桿蝸輪機構是由交錯軸斜齒圓柱齒輪機構演化而來的，屬于齒輪機構的一種特殊類型。蝸輪蝸桿機構常用來傳遞兩交錯軸之間的運動和動力。蝸輪與蝸桿在其中間平面內相當於齒輪與齒條，蝸桿又與螺桿形狀相似。可以得到很大的傳動比，比交錯軸斜齒輪機構緊湊兩輪嚙合齒面間為線接觸，其承載能力大大高於交錯軸斜齒輪機構蝸桿傳動相當於螺旋傳動，為多齒嚙合傳動，故傳動平穩、噪音很小具有自鎖性。而精密臥式加工心中回轉工作臺蝸輪蝸桿機構采用雙導程圓柱蝸桿和外徑為Φ936mm的銅蝸輪。結構如圖1所示，動力扭矩從電機通過蝸桿前端聯軸器傳遞到蝸桿，使蝸桿轉動，然后通過蝸桿傳給蝸輪，帶動工作臺回轉，蝸桿兩端軸承套為偏心套，前端偏心套和工作臺底座（基體）間有調整蝸桿軸向位移墊圈。繞偏心套外圓面軸心線轉動，利用偏心套外圓面和內圓面間偏心距，來調整蝸輪蝸桿在水平面內的中心距離，調整后的理想狀態是蝸輪蝸桿實際嚙合點與理論嚙合點重合。

2 蝸桿蝸輪裝配時的工藝要求和技術要求：

2.1 工藝要求

（1）有正確適當的齒側隙（軸向），即嚙合間隙達到0.03mm～0.035mm；（2）應保證蝸桿軸心線與蝸輪軸心線互相垂直；（3）蝸桿的軸心線應在蝸輪輪齒的對稱平面內；（4）有正確的接觸斑點及位置，即接觸斑點沿齒高方向達到60%以上，沿齒長方向達到65%以上，然后在周圍四個方向作同樣檢驗，使之達到均勻。

2.2 技術要求：通常的蝸桿傳動是以蝸桿為主動件，其軸心線與蝸輪軸心線在空間交錯軸間交角為90°。

（1）蝸桿軸心線應與蝸輪軸心線垂直，蝸桿軸心線應在蝸輪輪齒的中間平面內。 （2）蝸桿與蝸輪間的中心距要準確，以保證有適當的齒側間隙和正確的接觸斑點。（3）轉動靈活。蝸輪在任意位置旋轉蝸桿手感相同，無卡住現象。

3 精密臥式加工中心回轉工作臺蝸輪蝸桿機構的裝配過程

圖1 精密臥式加工心中回轉工作臺渦輪蝸桿機構

（1）聯接蝸輪和工作臺，首先將相關零件清洗干凈，然后用專業吊掛工具將工作臺翻轉底面朝上，將清洗干凈的蝸輪吊裝在工作臺上，與工作臺主軸旋轉軸心為基準校正蝸輪與工作臺中心孔的同軸度。（2）配裝蝸桿組件調整蝸輪蝸桿嚙合面接觸，保證工作臺分度準確平穩在工作臺拖板中心孔內裝上工作臺主軸，將已校裝好的工作臺組件吊裝在拖板上，然后裝上與之配合的蝸桿組件，用調整墊（工藝用）調整蝸桿軸移動，使嚙合間隙（即齒側隙）在0.10mm左右，轉動蝸桿兩端偏心套，轉動后保持兩偏心套外端面刻線在同一方向。用顯示劑（紅丹粉）檢測蝸輪蝸桿齒面接觸斑點，使接觸斑點沿齒高方向達到60%以上，沿齒長方向達到65%以上。以保證蝸輪蝸桿機構傳動平穩、準確，同時盡可能的減少蝸輪根切現象（雙導程蝸桿兩導程不相同，大模數齒面上產生根切），同時沿齒長方向接觸面分布應上下對稱，使蝸桿傳遞給蝸輪的扭矩平穩，延長蝸輪使用壽命。調整偏心套使蝸輪蝸桿嚙合面接觸合格后配打兩偏心套定位銷，進入下道工序。（3）調整蝸輪蝸桿軸向間隙（即齒側隙）保證工作臺回轉反向誤差。因雙道程圓柱蝸桿左右齒面軸向模數不同，同側齒輪面模數相同；蝸桿向齒輪厚，沿軸從一端到另一端按一定比例地增大或減小，調整蝸桿沿軸向位移，改變蝸桿蝸輪嚙合間隙。以最佳的間隙來保證回轉工作臺的反向誤差。在工作臺側面固定一個百分表，表針指在工作臺外側面T型槽側壁上，使工作臺處于自然松開狀況，配磨蝸桿調整墊尺寸，使蝸桿軸向移動，用加力半徑1000mm的加力扳手正反搬動工作臺，使百分表讀數達到實測要求0.035mm以內，到此蝸桿蝸輪機構結構的裝配工作基本完成，在后續各部件總裝完工后，進行通電運行進一步檢測調試。達到坐標定位精度，重復定位精度和反向差等精度檢驗要求。

結語

綜上所述，在機床的裝配工作中，嚴格按照工藝圖紙要求進行裝配時，對機械原理和工藝要求要充分的理解，實際操作中對主關件的裝配調整在保證工藝要求的前提下，對工藝理論數據進行有效地試驗和論證，具有重要意義。通過實際工作中的經歷，使我進一步認識到，在前期裝配過程中對個部組件的結構特性進行細致的分析，即使是很小的突破和改進，對整個機床的裝配周期進度和產品質量，都起著事半功倍的作用。

[1]馬保振.機械電子工業部統編.機械基礎[M].北京：機械工業出版社，1991.

TG659

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國家高技術研究發展計劃（2012AA040703）。