簡介
14世紀上半葉,均力圓錐輪的問世使得利用盤繞彈簧作為計時器的原動力變遷實用起來。雖然作為動力源的彈簧非常緊湊,但張力大小仍隨著彈簧拉緊程度而變化。旋轉彈簧的圓桶通過一根弦或鏈條與均力圓錐輪相連。當主發條完全上緊時,弦拉的是均力圓錐輪較窄的一頭,這時力臂較小,產生相對較小的力矩。隨著時鐘運行,弦逐漸被拉回圓桶。為了補償主發條彈簧減小的張力,繞在均力圓錐輪上的弦的直徑就嗇了。這樣,無論主發條彈簧的張力怎樣變化,傳遞到計時器齒輪上的力保持恆定。
相關計算公式
下圖表示相關數據的計算公式:
圓錐輪的加工工藝
圖紙分析
1、機蓋鑄成後,應清理並進行時效處理。
2、機蓋和機座合箱後,邊緣應平齊,相互錯位每邊不大於2mm。
3、應檢查與機座結合面的密封性,用0.05mm塞尺塞入深度不得大於結合面寬度的三分之一,用塗色法檢查接觸面積達每平方厘米一個斑點。
4、與機座聯接後,打上定位銷進行鏜孔,鏜孔時結合面處禁放任何襯墊。
5、機械加工未注偏差尺寸處精度為IT12。
6、鑄造尺寸精度為IT18。
7、未註明的倒角為2×450,其粗糙度為Ra12.5。
8、未註明的鑄造圓角半徑3-5mm。
圓錐輪的主要技術要求
1、安裝滾動軸承的孔系孔徑公差等級為IT7,粗糙度為Ra1.6;
2、各軸承孔中心距偏差為±0.05;
3、各軸承孔中心線的平行度公差6~7級;
4、箱體前端面是變數箱的安裝基準,變數箱主軸與發動機輸出軸連線,因此圖紙要求端面跳動為0.08,後端面僅為安裝軸承蓋,端面圓跳動為0.1。裝配基面、定位基面及其餘各面的粗糙度為Ra3.2;
5、箱體安裝螺孔的位置公差為0.16;
6、機座鑄成後應清理並進行時效處理;
7、機座和上蓋和箱後,邊緣應平齊,相互交錯為每邊不大於2mm;
8、檢查與機蓋結合面的密封性,用0.05mm塞尺塞入深度不得大於結合面寬度的1/3,用塗色發檢查接觸面積達1mm一個斑點;
9、與機蓋連線後,打上定位銷進行鏜孔,鏜孔時結合面處禁放任何的襯墊。
10、機械加工為標註偏差尺寸精度為IT/2;
11、鑄造尺寸精度IT/8;
12、未標註的鑄造圓角半徑R=3~5mm;
13、未標註的倒角尺寸為2×450,粗糙度為Ra12.5。
14、機座不漏油。
優缺點
優點
1、由於有石墨存在,有利於潤滑及儲油,故耐磨性能好,且消震性由於鋼;
2、工藝性能好。由於灰鑄鐵含碳量高,接近與共晶成分,故熔點比鋼低,因而鑄造流動性好,切削、加工性好。
3、經濟效率高;
缺點
力學性能低,抗拉強度遠低於鋼。
若無灰鑄鐵,可選蠕墨鑄鐵,它的抗拉強度、屈服強度、彎曲強度、伸長率、彈性模量、斷面收縮率均優於灰鑄鐵。
熱處理方法:退火,高頻感應加熱表面淬火。箱體屬於大批量生產,採用鑄造的方法,金屬模造模,必須採用自動線機器造型,兩箱造型。這樣減速箱的主要軸承孔在鑄造成直接鑄出,只有注油孔,油塞孔和加油孔等到直徑小於25mm的不鑄出,留待機械加工時鑽出。因為該箱體屬於大批量生產,必須採用金屬模機器造型,分為上下兩箱。上、下箱的分型面分別選在機蓋、機座的中心面上。由於採用這種方式,起模方便,且有利於型芯的定位、固定、排氣與清理,以及便於檢查鑄件壁厚與不易錯箱。
選擇加工基準面的原則
1、以邊緣不加工面為粗基準,夾具夾緊中間軸承孔來粗銑和精銑結合面,邊緣不加工面限制了Z,X,Y自由度,滿足加工要求。
2、以結合面為定位基準,箱體兩側通過支承點作為第二類定位基準,以一側不加工端為粗基準。定位基準限制了X自由度,通過模孔鑽箱體上所有孔,先通過鍃平刀鍃平,再換刀鑽孔。
3、以結合面為精基準,以兩側和一端不加工的側端為粗基準,為第二類定位基準,加工窺視孔端面,粗銑,再精銑。
4、以3步驟的定位基準,攻絲注油孔和吊耳孔,以及攻絲窺視孔端面螺孔。
5、下箱體以結合面為粗基準加工(粗、精銑)下底面,再以下底面為精基準加工結合面,夾具夾緊兩側,作為第二類定位基準。
6、下箱體以結合面為精基準,以兩側定位作為第二次定位基準,以一側端面加工的邊緣面為粗基準,限制X自由度,加工各個軸端通孔(首先鍃平再鑽孔)。以下底面為定位基準鍃平底座6個孔,再鑽孔。
7、上、下箱結合,擰緊各個螺栓,以下底面為定位基準,以輸出軸為粗基準,加工兩個錐銷孔。
8、以底座四孔為定位基準,夾具夾緊兩側,同時粗銑、精銑輸出端兩端面和一端輸入軸的端面。底座四孔定位限制自由度X、Y、X、Y、Z。
9、以底座四孔為定位基準,鑽孔和攻絲輸出軸兩端面和輸入軸端面。
10、以底面與兩錐銷孔為定位基準,精加工軸承孔,夾具夾緊機座底面的不加工面,以輸入軸端面為精基準,精加工輸出軸承孔,以底面與兩定位孔為定位基準,定位夾緊方式見工序卡圖。
加工工作量及工藝手段組合
1、主要平面:機座底面和對合面,機蓋的對合面和頂部方形孔、各凸台面,軸承支撐孔的端面。
2、主要孔:主軸承支撐孔φ140Ra1.6與軸承支撐孔φ140Ra2.5。
3、其他加工部分主要有8個凹槽聯接孔、2個凸緣聯接孔、4個地角螺釘孔(其中兩個先加工成定位工藝孔)、2個銷釘孔、頂部方形面上6個螺紋孔,軸承端面共18個螺紋孔以及斜油標孔、油孔、油塞孔、2個起吊螺紋孔、起蓋螺釘孔。
機蓋結合面:平面度要求為0.025,表面粗糙度Ra1.6,毛坯加工餘量為4.5。