成型磨齿分度机构分析研究及机构设计

xx大学本科学生毕业设计（论文）摘要摘要随着各种机械精度和功率的不断提高,高速、重载、高精度、硬齿面齿轮的使用越来越普遍,特别是随着火车、汽车等交通工具的提速,齿轮的加工精度直接影响到机械传动性能的提高。国际上，动力传动齿轮装置正沿着小型化、高速化、低噪声、高可靠性方向发展。为提高齿轮传动的承载能力，硬齿面齿轮设计制造技术，日益受到普遍的关注。磨齿是齿轮精加工的方法之一,磨齿精度直接取决于磨齿机的精度。磨齿加工的优点在于主要用来磨削淬硬齿轮,并且能纠正齿轮预加工的各项误差,可以获得很高的齿轮精度。影响磨齿精度的因素很多,如展成运动精度、分齿精度、砂轮质量、磨削吃刀量等,其中又以分齿精度的影响最大。所以,提高磨齿机的分齿精度是提高磨齿机加工质量的关键。本文主要从成形磨以及分度机构两方面进行研究学习，并且对齿轮的材料的选择以及热处理等方面进行了学习分析，在学习分度机构的过程中，对于各种分度机构的结构、应用以及原理有了大概的了解，着重学习了端齿盘分度机构、以及万能分度头。最后根据所学知识，设计了一个简单的端齿盘分度机构，其中包括重要参数的确定，基本的结构等。关键词：成形磨，分度装置，端齿盘，万能分度头。xx大学本科学生毕业设计（论文）ABSTRACTABSTRACTWithimprovementofvarietiesofprecisionmachineryandpower,theuseofhighspeed,heavyload,andhighprecisionisbecomingmoreandmorewidely,especiallywiththeaccelerateofvehicle,suchastrainsandautomobiles,theprecisionofgeardirectlyaffectstheimprovementofmechanicaltransmissionsperformance.Ontheinternational,thepowertransmissiongearsaredevelopingalongsidethedirectionofminiaturization,highspeed,lownoise,andhighreliability.Inordertoimprovethecarryingcapacityofgear,thegeardesignandmanufacturingtechnologyisdrawingmoreandmoreattention.Geargrindingisoneofgearfinishingmethods;itsprecisiondirectlydependsontheaccuracyofgeargrindingmachine.Theadvantageofgeargrindingismainlyusedforgrindinghardenedgear,correctingtheerrorofgear,achievingthehighprecisionofgear.Therearemanyfactorsthataffecttheaccuracyofgeargrinding,suchasthegeneratingmotionprecision,accuracyoftooth,grindingwheel,grindingqualityofcutting,amongthem,theprecisiongearinthemostinfluentialone.Therefore,theimprovementofgeargrindingsprecisionisthekeytoimprovethemachiningquality.Thisarticlemainlyresearchesfromtwoaspects,forminggrindinganddividingmechanism,meanwhileitanalyzesthechoiceofgearmaterialsandheattreatment.Also,duringtheprocessofdividingmechanism,someapplicationsandprinciplesofdividingmechanismhavebeenprovided,andalso,theendtoothdiskdividingmechanism,andtheuniversaldividingheadaretheimportant.Finally,accordingtotheknowledge,designasimpleendtoothdiskindexingmechanismtodeterminetheimportantparameters,includingthebasicstructure,etc.Keywords:forminggrinding,dividingdevice,thewheel,universaldividinghead.xx大学本科学生毕业设计（论文）目录目录摘要.IABSTRACT.II1绪论.11.1课题的意义.11.2课题背景.11.2.1磨齿技术.11.2.2分度技术.11.3课题的研究内容.22课题分析.42.1被加工齿轮的介绍.42.2本次设计的难点.53分度机构的分度方法.73.1单式分度法.73.2差动分度法.73.3近似分度法.73.4角度分度法.83.5直线移距分度法.93.5.1主轴挂轮法.93.5.2侧轴挂轮法.94分度机构的学习.114.1端齿盘分度机构的学习.114.1.1端齿盘分度的背景以及意义.114.1.2国内外端齿分度装置的现状及发展.114.1.3端齿盘的分度原理.124.1.4端齿盘的误差分析.134.2分度头的研究及学习.174.2.1简单分度头.174.2.2万能分度头.185分度机构的设计.245.1方案的提出.245.1.1方案一.24xx大学本科学生毕业设计（论文）目录5.1.2方案二.255.1.3方案三.275.2方案的对比.295.3最终方案的确定.295.4最终方案的设计以及分析.305.4.1设计思路.305.4.2设计选型.305.4.3工作原理.316毕业设计总结.32参考文献.33xx大学本科学生毕业设计（论文）绪论01绪论1.1课题的意义齿轮传动是机械传动的主要形式。齿轮是机器的基础件，其质量、性能、寿命直接影响整机的技术经济指标，齿轮因其形状复杂、技术问题多，制造难度较大，所以齿轮制造水平在较大程度上反映一个国家机械工业的水平。随着各种机械精度和功率的不断提高,高速、重载、高精度、硬齿面齿轮的使用越来越普遍,特别是随着火车、汽车等交通工具的提速,齿轮的加工精度直接影响到机械传动性能的提高。国际上，动力传动齿轮装置正沿着小型化、高速化、低噪声、高可靠性方向发展。为提高齿轮传动的承载能力，硬齿面齿轮设计制造技术，日益受到普遍的关注，以提高齿轮齿面硬度缩小传动装置的尺寸。磨齿是齿轮精加工的方法之一,磨齿精度直接取决于磨齿机的精度。磨齿加工的优点在于主要用来磨削淬硬齿轮,并且能纠正齿轮预加工的各项误差,可以获得很高的齿轮精度。影响磨齿精度的因素很多,如展成运动精度、分齿精度、砂轮质量、磨削吃刀量等,其中又以分齿精度的影响最大。所以,提高磨齿机的分齿精度是提高磨齿机加工质量的关键。1.2课题背景课题的背景从磨齿技术背景和分度技术背景两部分介绍。1.2.1磨齿技术齿轮制造技术可以追溯到19世纪末。1897年R.H.Pfanter发明了第一台具有近代滚齿机雏形的齿轮加工机床，1906年制造除了第一台带差动机构的滚齿机产品，它既能加工圆柱正齿轮，也能加工圆柱斜齿轮。作为齿轮精加工技术的磨齿工艺，最早是用于磨削插齿刀，首先出现的是大平面砂轮磨齿机。20世纪初随着汽车工业的发展，齿轮制造工艺也迅速发展，德国和美国先后研制出锥形砂轮磨齿机和成形砂轮磨齿机。而对齿轮精加工技术最具有促进意义的是1914年Maag发明了碟形双砂轮磨齿机，它首次使用了砂轮磨损自动补偿技术，从而使制造精密齿轮成为了可能，显著提高了齿轮磨削精度，但这种磨齿机效率很低，知道20世纪30年代后期，瑞士研制出蜗杆砂轮磨齿机，磨齿工艺才成为一种较高效率的齿轮精加工工艺。齿面淬硬后消除热处理变形，并进一步提高齿轮精度和改善齿面粗糙度的主要方法，目前仍以磨齿工艺为主。1.2.2分度技术国外，瑞士马格公司在1914年世界上第一台磨齿机上首先配备了高精度xx大学本科学生毕业设计（论文）绪论1分度盘，然后，经过不断使用、改进，精密分度盘的种类、形状、精度都有了发展和提高。由于分度盘的精度要求高，加工和测量都相当困难，因而目前世界上能制造精密分度盘的国家和厂家还不多。据统计，目前仅有十几个工厂能制造这类分度盘，它们是瑞士的马格公司，西德的考尔勃公司及卡尔胡尔特伍公司，美国的美国机床工具公司及密执安馆公司，苏联的莫斯科磨床厂及日本的新庄氏公司等。国内,上海机床厂在1958年开始用OK371平面磨床改装的分度盘专机制造精密分度盘,为了适应磨齿机的不断发展,还自行设计制造了ST037型分度盘母机及JO007型分度盘专用磨床。我厂从1966年起开始制造精密分度盘,在原有基础上,我厂也自行设计、制造了精密分度盘专用磨床,并逐步配备了母盘,使生产能力大大提高,逐步满足了国内磨齿机的需要。随着制造技术的不断发展，精密分度装置在制造中得到广泛的应用，且对分度的要求越来越高，分度装置是一种用途广泛又有发展前途的装置，深入研究，努力开发端齿盘分度装置，对于赶超世界先进水平，解决科研生产关键有着一定的现实意义。1.3课题的研究内容随着汽车质量的不断提高，汽车变速器也在向着更长寿命和更低噪声的方向发展，而在这一过程中，磨齿工艺得到了广泛的应用。与剃齿工艺相比，磨齿工艺提高了齿轮接触疲劳强度和弯曲疲劳强度，并大幅度提高了齿轮精度，有效地解决了硬齿面齿轮热处理时的变形问题。在齿轮精加工过程中，采用剃齿工艺还是磨齿工艺一直以来是行业争论的一个焦点。目前，我国的汽车变速器公司，在大批量生产汽车齿轮时，通常采用剃齿工艺进行精加工。这种加工方法具有生产效率高，成本低等特点，被广泛应用在小模数齿轮加工中，获得了较好的效果。但剃齿只能在热处理之前使用，而车齿轮在热处理时，工件必然产生热处理变形，大量生产实践证明，热处理后齿轮工件的精度通常会降低1.52级。对轮变形进行预测是很困难的，需要花费大量的时间和费用，特别是对于大模数齿轮来说，材料本身的化学成分，晶粒度，淬透性，内部偏析，预处理时正货和材料应力消除等，都将影响齿轮热处理的变形。另外，热处理后一般还要安排精磨齿轮的内孔，端面等工序，由于等为基准产生的误差，也是影响齿轮精度的一个重要方面，而采用磨齿工艺可以解决上述存在的问题。我们旨在实现精锻热处理成形磨成品的工艺过程（主要加工高速重载高精度齿轮），以实现大批量高质量的经济型生产模式。以满足现在的市场需求，在磨齿加工中，我们需要对齿轮实现分度及在没加工完一个齿形后需要通过夹具进行旋转一个角度然后加工下一个齿形，这个称之为分度，分度xx大学本科学生毕业设计（论文）绪论2盘在机xx大学本科学生毕业设计（论文）绪论3床上是用作分度定位的基准元件，对磨齿机来说，它的等分精度直接影响工件的运动及平稳性精度，因此，对于分度盘有较高的精度要求。在此主要研究端齿盘分度以及万能分度头。xx大学本科学生毕业设计（论文）课题分析42课题分析2.1被加工齿轮的介绍本次加工齿轮如图所示，被加工齿轮是用于大型车上面的专用齿轮，该齿轮的特点是高速，重载，高精度，硬齿面的需要进行大批量生产的齿轮。该齿轮的参数如下m=4，z=16.右图为齿轮的毛坯和已加工完成的齿轮。传统的加工工艺过程大致可以划分如下几个阶段：1)齿轮毛坯的形成：锻件、棒料或铸件；2)粗加工：切除较多的余量；3)半精加工：车、滚、插齿；4)热处理：调质、渗碳淬火、齿面高频感应加热淬火等5)精加工：精修基准、精加工齿形，一般为展成磨或成型磨因为本次加工齿轮需要实现高精度，大批量的生产。因此传统的加工工艺过程太过复杂，成本太高，而且不易实现大批量生产。在此，我们旨在提出一种新型的加工工艺工程，能够实现高精度，大批量的生产过程：精锻件热处理成型磨齿成品。而在次工艺工程中成型磨齿机的精度很大程度上决定了被加工出来的齿轮的精度，而在影响成型磨齿机精度的众多因素，比如，分齿精度，砂轮质量，磨削吃刀量等等中，分齿精度对磨齿精度的影响最为严重。因此本次课题中，我们需要解决的问题便是设计一个针对此次被加工齿轮的分度机构，并且保证其分齿的精度。xx大学本科学生毕业设计（论文）课题分析52.2本次设计的难点本次设计中，首先应该强调的一个问题就是精度问题。本次设计中，我的任务是对这个高精度的16齿齿轮进行分度，而且这个分度机构是应用在磨齿机上面，所以本次加工的难点就在于如何通过设计保证分度机构的精度从而保证被加工齿轮的精度。齿轮作为传递运动或动力的基本元件，其使用要求有以下四个方面：1，传递运动的准确性；2，传动的平稳性；3；载荷分布的均匀性；4，齿侧间隙的合理性。上述前三项要求为对齿轮本身的精度要求，有相应的偏差项目对其控制。而第四项要求不同，它是设计者根据齿轮副的工作条件和使用条件，对齿轮轮齿尺寸而规定的公差要求，就像圆柱结合中为确保既定的配合性质而对孔，轴规定尺寸公差一样。本课题中分度机构的设计直接对被加工齿轮的单个齿距偏差，齿距累积总偏差造成影响。单个齿距偏差以及齿距累积总偏差都需要考分度精度来保证。齿距累积总偏差（）是指齿轮端平面上，在接近齿高中部的一个与齿轮基准轴线同心的圆上，任意两个同侧齿面间的实际弧长只差中的最大绝对值。他表现为齿距累积偏差曲线的总幅值，如下图所示。齿距累积总偏差（）可反映齿轮转一转过程中传动比的变化，因此它影响齿轮传递运动的准确性。单个齿距偏差（），是指在齿轮端平面上，在接近齿高中部的一个与齿轮轴线同心的圆上，实际齿距与理论齿距的代数差。在下图中，为第二个齿距偏差。当齿轮存在齿距偏差时，无论是正值还是负值都会在一对齿啮合完毕而进xx大学本科学生毕业设计（论文）课题分析6入另一对齿进行啮合时，主动齿与被动齿发生冲撞，影响齿轮传动的平稳性精度。从上述可知，分度机构对于被加工齿轮的齿距累积总偏差，单个齿距偏差的影响直接影响到齿轮的传递运动的准确性以及传动的平稳性。因此本次设计的难点在于如何保证分度机构的精度。以使被加工齿轮满足使用要求。xx大学本科学生毕业设计（论文）分度机构的分度方法73分度机构的分度方法3.1单式分度法由分度头的传动系统3-1可知，分度手柄转40转主轴转1转，即传动比为1:40，“40”称为分度头的定数。各种型号的万能分度头基本上都采用这个定数。假设工件的等分数为2，则没分度一次主轴需转过1/z圈。即单式分度法计算公式：n=40/z式中，n分度手柄的转数z工件等分数3.2差动分度法差动分度法用于加工单式分度法无法分度的直齿轮和一般零件等。这种分度方法的特点是用挂轮把分度头主轴和侧轴连接起来，并松开分度盘的紧固螺钉（图3-2），这样当分度手柄转动的时候，分度盘随着分度手柄以相反方向转动，因此分度手柄的实际转数是分度手柄相对分度盘的转数与分度盘本身转数之和。计算公式，每次分度头手柄的转数n=40/；传动比i=40（）/式中工件假设等分数。图3-2图3-1xx大学本科学生毕业设计（论文）分度机构的分度方法83.3近似分度法近似分度法用于加工单式分度法无法分度的斜齿轮或直齿锥齿轮。这种分度方法有一定误差，只能在工件精度要求不高时使用。现以铣削z=93为例说明近似分度法公式的演算过程：先按单式分度法得到分度头手柄所要摇的转数。n=由于此数不能约简，分度盘上也没有93孔的孔圈，无法进行分度。如果在分度盘上任意选一孔圈，如N=59，那么每次分度时手柄应摇=59=25.37634因为所得的是小数，无法摇手柄，这时可将25.37634扩大一个倍数，设法使其接近一个整数，现将此数扩大8倍。25.376348203.01075此数接近203整数，因此可以按203个孔距在59孔的孔圈上进行分度，其手柄转数应该是n=3即铣完一齿后，手柄摇3转，然后在59孔的孔圈上在转过26个孔距。因孔距数乘8，所以这是所摇的孔距数是原来所要摇孔距数的8倍，即铣完第一齿后，再铣的是第九齿，这样连续下去，就可把工件的全部齿铣完。所以近似分度法计算公式应为n=NM式中，N所选择的的分度盘孔圈孔数M扩大的倍数3.4角度分度法角度分度法实际上是单式分度法的另一种形式，只是计算的依据不同。单式分度法是以工件的等分数z作为计算依据，而角度分度法是以工件所需转过的角度作为计算依据。所以在具体计算上有些不同。从分度头结构可知，xx大学本科学生毕业设计（论文）分度机构的分度方法9分度手柄摇40转，分度头主轴带动工件转上一转，也就是360。即分度头手柄转一转，工件只转过360/40=9根据这一关系，就可得出n=/9式中工件等分的角度。例在一轴上铣两个键槽，其夹角为77，应如何分度？n=8=8即分度头手柄转8圈后再在54孔圈上转过30孔距。3.5直线移距分度法直线移距分度法适用于加工精度较高的齿条和直尺刻线等的等分移距。这种分度方法就是把分度头主轴或侧轴和纵向工作台丝杆用挂轮连接起来，移距时只要转动分度手柄，通过齿轮传动，使工作台精确的移距。常用的直线移距法有两种。3.5.1主轴挂轮法这种方法是先在分度头主轴后锥孔插入安装挂轮心轴，然后在主轴与纵向丝杆挂轮之间装上挂轮（如图3-3），当转动分度头手柄时，运动便会通过挂轮传至纵向丝杆，使工作台产生移距。由于运动经过1:40的蜗杆蜗轮减速，所以不适于刻线间隔较大的移距，但移距精度很高。挂轮计算公式=式中s工件每格距离；P铣床纵向工作台丝杆螺距。3.5.2侧轴挂轮法这种方法是在分度头侧轴和工作台纵向传动丝杆之间装上挂轮（图3-4），由于运动不经过1:40的蜗杆蜗轮传动，所以适用于间隔较大的移距。挂轮计算公式图3-3xx大学本科学生毕业设计（论文）分度机构的分度方法10=由于分度头传动结构的原因，采用侧轴挂轮法，在分度时不能将分度手柄的定位销拔出，应该松开分度盘的紧固螺钉连同分度盘一起转动。为了正确的控制分度手柄的转数，可将分度盘的紧固螺钉，改装为侧面定位销如图3-5所示，并在分度盘外圆上钻一个定位孔，在分度时，左手拔出侧面定位销，右手将分度手柄连同分度盘一起转动，当摇到预订转数时，靠弹簧的作用，侧面定位销就自动弹入定位孔内。图3-4图3-5xx大学本科学生毕业设计（论文）分度机构的学习114分度机构的学习本次课题的主要内容就是分度机构的学习与设计，在此两方面介绍自己的学习情况。4.1端齿盘分度机构的学习4.1.1端齿盘分度的背景以及意义随着制造技术的不断发展，精密分度装置在制造中得到了广泛的应用，且对分度精度的要求越来越高，端齿盘分度装置是基于“误差平均效应”这一分度原理实现的，是机械制造工艺设备中应用较为广泛的一种高精度分度装置。端齿盘分度装置具有分度准确、重复定位精度高、能自动定心（有固定的啮合中心）、无角位移空程、分度精度不受正反转影响、使用寿命长等其他分度机构不具备的独特优点，在精密测角和分度领域中占有特殊重要的地位，并迅速地得到了应用和推广。端齿盘分度装置的啮合分度精度大大地高于齿盘的加工分度精度。端齿盘分度装置的使用过程似端齿盘的对研过程，正确的良好的使用可以不断的改变端齿盘啮合面的接触精度，逐渐减小啮合分度误差（在一定范围内），磨损不但不会降低其精度，反而可能有所提高，这是其他分度装置不具有的独特优点。可见，端齿分度装置时一种用途广泛又有发展前途的高精度分度装置，深入研究、努力开发端齿分度装置，对于赶超世界先进水平，解决科研生产关键有着一定的现实意义。4.1.2国内外端齿分度装置的现状及发展1，国外端齿盘分度装置的现状及发展：1956年，美国A.A量规公司研制成功z=360，分度精度为0.25的刚性齿端分度台后，端齿盘作为高精度分度装置而引起了人们的重视。60年代初期，该端齿盘分度台经美国国建标准局检定确认分度精度为0.25。在这期间，美国的端齿盘分度装置的研制得到了较大的发展。同时，美国对端齿盘加工系统进行了精化，采用了立方化硼砂轮磨削端齿盘齿形，然后用逐齿易位对研的加工工艺，研制出1440齿，分度精度为0.1端齿盘分度台。美国利用1440齿、分度精度为0.1端齿盘分度太检验精密转台。端齿盘分度装置开始应用于精密角分度测量和精密机械加工。60年代末，国外开始进行端齿盘细分度的研究。1969年美国穆尔工具公司研制成功1440齿小角度分度器。美国生产的齿数为360、720、1440、2160的各种规格端齿盘分度太均具有正弦尺细分装置。日本三井精机H5B和H6B鼓形齿端齿盘分度台，用0.25端齿盘和自准直仪xx大学本科学生毕业设计（论文）分度机构的学习12检定，分度精度在1以内。日本安田工业鼓形齿端齿盘分度台，用美国穆尔工具公司0.1端齿盘和自准直仪检定，最大分度误差为1.7。日本津田驹工业分度台分度精度实测为2。日本广岛精制作所MPA-10型分度工作台，分度精度在0.25以内。由此可见，各国对端齿盘分度装置是十分重视的。虽然，生产端齿盘的国家不少，但生产水平较高的是美国三个公司，穆尔工具公司端齿盘的加工水平处于领先地位。2，国内端齿盘分度装置的现状及发展：1965年，我国引进了A.A.量规公司生产的MOX-3600型端齿盘，以及可作水平，垂直方向使用的直径为300端齿盘分度台。而后又引进了密执安工具公司MOX-3600-5型端齿盘分度台。与此同时开始研制精密端齿盘分度台，并对端齿盘的加工工艺进行了研究，研制出分度精度为0.1刚性齿端齿盘分度台，为我国端齿盘分度装置的研制、推广、应用起到了促进作用。60年代末70年代初，我国端齿盘分度装置的研究试制工作普遍展开。首先是在机床、工具行业取得了十分可喜的成果。端齿盘分度装置成功的应用于齿轮磨床代替了磨齿机的分度板；应用于螺纹磨床上的分度夹具，高精度移位夹具；并利用端齿盘测量插齿刀、精密蜗轮，设计研制成功3A级插齿刀自动调节检查仪、3级精度齿轮半自动调节检查仪（分度精度为0.5）。70年代，我国研制成功外径d=180mm，齿数z=360的弹性吃端齿盘分度台，并经中国计量科学研究院等单位抽查，分度精度小于0.2。我国的端齿盘分度装置得到了普遍的应用。目前，我国的端齿盘加工技术已达到了国际先进水平，已能生产360齿、391齿、420齿、421齿、720齿、1440齿系列精密端齿盘分度台，最高分度精度达到0.1。1440齿分度精度为0.2磨制端齿盘试制成功，使齿形磨削工艺又有了新的突破。4.1.3端齿盘的分度原理：端齿盘的分度基于机械定位原理。端齿盘的齿数为z，其最小分度值i为i=360/z当上齿盘沿轴向升起一定高度（超过一个齿高）后，上、下齿盘脱开。将上齿盘相对固定的下齿盘转过N个齿，然后降下上齿盘，并在一定轴向啮合力的作用下使之重新与下齿盘啮合定位。这样，上齿盘以及固定在上面的工件（或被测件）相对于下齿盘旋转了定角。显然，端齿盘能发生或测量的定角，即为端齿盘的分度角。xx大学本科学生毕业设计（论文）分度机构的学习13=iN=360N/z式中N上齿盘旋转的齿数，为任意整数。端齿盘按齿数z进行直接分度，由于受到机械加工能力的限制，齿数z不可能很大。因此，其分度值i也就受到了限制。如果要设计最小分度值i=2的端齿盘，其齿数z=6.48。若m=0.1，端齿盘的外径d=mz=64.8m。这样大的直径是无法实现的。利用差动端齿盘即可得到按齿数z直接分度无法实现的最小分度值i。设上副端齿盘的齿数为，最小分度值。下副端齿盘的齿数为，其最小分度值。分度时，先将上副端齿盘的上齿盘抬起逆时针转过齿，然后抬起啮合在一起的上副端齿盘和下副端齿盘的上齿盘顺时针转过齿。那么，两个转角的差值即为差动分度值-因为=所以=（）化简上式得=（）式中等值齿数。4.1.4端齿盘的误差分析：1，齿距累积误差p：即实际齿距与标准齿距之差。为了便于测量，通常在节平面上测量，故又称节距误差。=式中第i齿的齿距误差；第i齿的实际齿距。xx大学本科学生毕业设计（论文）分度机构的学习14齿距累积误差：相邻各齿齿距误差的代数和。=i齿距累积误差引起的分度误差为=如图6-1所示，如果不考虑其他因素的影响，当下齿盘两外侧齿面接触起定位作用时，为正，为负；反之，下齿盘内侧吃面接触其定位作用时，为负，为正。也就是说两齿面接触定位时，齿盘旋转反向相反。2，齿向误差：从理论向线到实际齿向线的转角位齿向误差。并规定在齿圈外圆上按顺时针方向转动为正；逆时针方向转动为负。从节平面将齿盘剖开，如图所示：导致啮合齿面在齿的两端接触，相当于齿增厚，齿槽变窄。这一误差对分度误差的影响由下式求出=btg=如果，上齿盘和下齿盘接触齿面都有齿向误差则图6-1xx大学本科学生毕业设计（论文）分度机构的学习15=（tg+tg）式中b齿宽d外径上齿盘接触齿面的齿向误差下齿盘接触齿面的齿向误差如上图所示，如果和为常数那么啮合是对分度误差的影响也为常值，与啮合位置无关。这是它只引起啮合高度的变化而不影响分度精度。特别是当=且符号相互抵消而不表现出来。3，齿形半角误差实际齿形半角相对标准齿形半角的偏差称为齿形半角误差，用表示。半角误差对分度误差的影响下图所示。设上下齿盘的齿距相等，齿中线彼此对准（图6-3a），下齿盘为标准齿形半角，上齿盘有齿形半角误差。当上下齿盘啮合时，有误差的齿面在齿顶或齿根处最先接触（图6-3b），没有误差的另一齿面尚xx大学本科学生毕业设计（论文）分度机构的学习16有间隙AB，上齿盘齿面沿着下齿盘齿面滑动，一面下降一面旋转，直至两齿面同时接触定位为止。这时上齿盘转过的角度，即为引起的分度误差。=DCtg由于很小，sin；EC=化简后得DC=代入得=图6-3xx大学本科学生毕业设计（论文）分度机构的学习17式中齿形半角误差所引起的分度误差；h齿的工作高度；d齿圈外径。当上下齿盘均有半角误差时，为上下齿盘实际齿形半角之差。当为常数时，它只引起啮合高度的变化，而对分度误差没有影响。端齿盘总的分度误差=4.2分度头的研究及学习：分度头的种类有简单分度头、万能分度头、自动分度头和光学分度头等几种，自动分度头多在大批量加工中使用，光学分度头多在精密加工和特殊加工时使用。下面我们主要学习简单分度头以及万能分度头。4.2.1简单分度头简单分度头结构简单，但分度准确性较差。常利用它进行低精度工件的分度工作。1，水平式简单分度头，如图所示为水平式简单分度头，由主轴、摇柄、分度盘、分度叉和蜗轮、蜗杆等组成。转动摇柄变带动蜗杆和蜗轮旋转，从而带动主轴上的三爪自定心卡盘转动，实现分度。xx大学本科学生毕业设计（论文）分度机构的学习18分度中，利用主轴前端的刻度盘（在刻度盘上刻有360），进行直接分度，也可以利用分度盘转动摇柄进行分度。如图所示的简单分度头，铸铁角座用键定位，安装在铣床工作台上，轴承体固定在角座上，这样成为分度头的基座。主轴就安装在这基座中。在主轴右端，用螺钉固定三爪自定心卡盘。在主轴左端装有支承，用大螺母装配好，使主轴能在基座内自由转动，但不能前后窜动。在铸铁角座左端制有12个等分孔（可进行2、3、4、6等分的分度）或按照预先约定的工件等分数制出等分孔。每个孔中压入钢套，每次分度后，摇柄插销插入钢套的孔中，主轴的位置利用手柄来控制。当扳动手柄时，通过轴承体上的切口便将主轴抱紧。拧开螺塞，主轴可随时加油润滑。2，垂直式简单分度头，图4-3所示为垂直式分度头，使用时固定在工作台上，松开螺母，圆转盘可在360范围内自由转动，分度完毕后，将螺母拧紧。制作这种分度头时，注意使底盘的下平面与上平面和圆转盘的下平面都要互相平行，且与圆转盘的回转轴线垂直。4.2.2万能分度头：常用的万能分度头有F1163、F1180和F11100、F11125、F11200、F11250六种，六种万能分度头的原理基本相同，外形结构也基本相同。如下图6-6所示。xx大学本科学生毕业设计（论文）分度机构的学习191，底座，底座是分度头的本体，大部分零件都装在底座上，底座下面有凹槽内装有定位键，用于安装时保证与机床工作台的定位精度。2，主轴，分度头主轴可绕轴线旋转，它是一根空心轴，前后两端均有莫氏4号的锥孔，前锥孔用来安装顶尖，其外部有一段定位锥体，用来安装三爪自定心卡盘的连接盘；后锥孔用来安装挂轮轴，一边用来安装交换齿轮。3，分度盘，分度盘是主要分度部分，安装在分度手柄的轴上。其上均匀分布有数个同心圆，各个同心圆上分布着不同数目的小孔，作为各种分度计算和实施分度的依据。由于型号不同，分度头配备的分度盘数量也不等。4，插销，插销在分度手柄的长槽中沿分度盘半径方向调整位置，以便插入不同孔数的分度盘内，与分度叉配合准确分度。5，分度盘固定销，当需要分度盘转动或固定时，可以松开或插上分度盘固定销来实现。6，转动体，转动体安放在底座中，他可以绕主轴轴线回转，以实现其在水平线6一下和95以上的范围内调整角度的目的。7，刹紧主轴手柄，刹紧主轴手柄的作用是分度后固定主轴位置，减少蜗杆和蜗轮承受的切削力，减小振动，以保证分度头的分度精度。8，蜗杆脱落手柄，蜗杆脱落手柄用来控制蜗杆和蜗轮间的啮合和脱开。9，蜗轮副间隙调整螺母，蜗轮副间隙调整螺母的作用是调整蜗杆，蜗轮副的轴线间隙，以保证分度的准确性。10，分度叉，分度叉的作用是方便分度和防止分度出错，它由两个叉脚构成，根据分度手柄所转过的孔距数来调整开合角度的大小，并加以固定。11，刻度盘，直接分度时，刻度盘用来确定主轴转过的角度。其安装在主轴前端，与主轴一同转动，圆周上有0360的等分刻度线。图6-6xx大学本科学生毕业设计（论文）分度机构的学习2012，游标，游标所指示的是分度头上的卡盘轴线与机床工作台的夹角。13，分度手柄，分度用，摇动手柄，根据分度头传动系统的传比，手柄转一整圈，主轴转过相应的圈数。万能分度头虽然有多种型号，但结构大体一样，其传动也基本相同，万能分度头的传动系统也差不多。万能分度头的分度方法是转动分度手柄，驱动圆柱齿轮副和蜗轮副转动来实现主轴的转动分度动作，具体方法有直接分度法，简单分度法和差动分度法三种。1，直接分度法，分度时，先将蜗杆脱开蜗轮，用手直接转动分度头主轴进行分度。分度头主轴的转角由装在分度头主轴上的刻度盘和固定在壳体上的游标读出。分度完毕后，应用锁紧装置降分度主轴紧固，以免加工时转动。该方法往往适用于分度精度要求不高，分度数目较少（如等分数为2、3、4、6）的场合。2，简单分度法，分度原理，在万能分度头内部，蜗杆是单线，蜗轮为40齿。分度中，当摇柄转动，蜗杆和蜗轮就旋转。当摇柄（蜗杆）转40周，蜗轮（工件）转动一周，即传动比40:1，“40”称为分度头的定数。各种常用的分度头都采用这个定数，则摇柄转数与工件等分数的关系式为n=40/z式中，n分度摇柄转数（r）；Z工件等分数。由于工件有各种不同的等分数，因此，分度中摇柄转过的周数不一定都是整周数。所以在分度中，要按照计算出的周数，先使摇柄转过整周数，再在孔圈上转过一定的孔数。例，在FW250型万能分度头上铣削多齿槽，工件齿的等分数z=23求每铣一齿分度中摇柄相应转过的圈数。答：利用公式得n=40/z=40/23但分度盘上并没有一周为23的孔，这时，需要将分子，分母同时扩大相同倍数，即n=40/23=1=1r所以，每铣一齿，分度摇柄在46孔圈的分度盘上转过一圈后在转过34个xx大学本科学生毕业设计（论文）分度机构的学习21孔。分度时的操作，分度前，应先将分度盘用锁紧螺钉固定，通过分度手柄的转动，使蜗杆带动蜗轮旋转，从而带动主轴和工件转过一定的度数。分度时一定要调整好插销所对应的分度盘圈孔。分度叉两叉脚间的夹角可调，调整方法是使两个叉脚间的孔数比需摇的孔距多一个，如图所示，两叉脚间有七个孔，但只包含六个孔距。在上例中，n=40/23=1=1r如选择孔数为46的孔圈，分度叉两叉脚间应有35个分度孔。分度时，先拔出插销，转动分度手柄，经传动系统的一定传动比，可使主轴回转到所需位置，然后再把插销插入所对应的孔盘上孔圈中。分度手柄转过的转数，由插销所对应的孔圈数来计算得到，插销可在分度手柄的长槽中沿分度盘径向调整位置，以使得插销能插入不同孔数的孔圈中。3,差动分度法差动分度法适用于按照基本分度原理无法进行分度的等分数，如67、71、77、91、103等。xx大学本科学生毕业设计（论文）分度机构的学习22差动分度就是在分度中，摇柄和分度盘同时顺时针或逆时针转动，通过他们之间的转数差来实现分度。为了使分度摇柄和分度盘同时转动，就需要在分度头主轴后锥孔处和侧轴上都安装交换齿轮。xx大学本科学生毕业设计（论文）分度机构的学习23差动分度传动系统如下图所示