锥面量规的设计及应用

　　无键圆锥过盈连接结构简单, 承载能力强, 装配简单方便, 能实现反复多次拆装, 可以通过控制零件轴向位移量来精确调整过盈量, 从而有效地保证负荷传递。目前, 在矿山机械和重型机械产品中, 无键圆锥过盈连接已得到了广泛的应用。

　　1 锥度量规的应用

　　我厂生产的产品中有典型的无键圆锥过盈连接的产品见图1。齿轮锥孔和轴圆锥表面均需经过车削加工和磨削加工, 以保证足够的接触面积和过盈量。在加工制造过程中, 齿轮的车、磨加工各需1个锥度塞规, 轴的车、磨削加工各需1 个锥度环规。当轴和齿轮的配合尺寸较大时, 其所用塞规和环规的尺寸也相对较大, 且加工精度高, 制造费工费时, 使用笨重又不方便。当生产批量较小时, 若制造这一系列量规势必加大工艺成本。

　　根据我厂的实际情况, 为齿轮设计制造了1 个磨内孔用的锥度塞规(见图2) 。

　　通过计算车削加工时锥度塞规相对于齿轮的伸长量和配磨轴时齿轮和轴的相对伸长量的办法, 实现齿轮车削加工、轴车削和磨削加工尺寸的测量, 从而节省了齿轮车加工用塞规和轴车、磨削加工用的 2 个环规, 实现了以一代三, 既降低了工艺成本, 又缩短了量规的制作周期。

　　2 塞规的设计与计算

　　由于齿轮锥孔大端倒圆角, 如用塞规大端作为测量基准易产生测量误差, 故选用塞规小端为基面。而塞规在制作过程中, 为了便于测量, 在塞规大端保留一直线段。

　　设齿轮锥孔小端直径为d。

式中:D为齿轮锥孔大端直径, mm; L为齿轮锥孔长度, mm; α为圆锥角度。

　　即锥孔小端直径:

　　d=(158.06+0.025) mm,

　　塞规小端直径:

　　d1=d+Ei=158.06 mm,

式中: Ei为下偏差。

　　所以塞规大端直径:

　　D1=d1+2L1tan(α/2)=160.32 mm，

　　式中: L1为塞规锥面长度, mm.

　　圆锥直径公差的轴向换算量为m。m=(Es-Ei) /2tan(α/2)=1.25 mm。

式中:Es为上偏差。

　　通过计算证明, 在使用塞规时, 齿轮小端面落在塞规1.25 mm 缺口内即为合格品。

　　3 齿轮车削加工时塞规的应用与计算

　　齿轮车削内孔时留量为0.40 mm～0.50 mm, 换算到轴向长度为:(0.40~0.50)×50=20mm～25 mm。锥度塞规上d160.32 mm 处距d160mm 处轴向长度为(160.32-160)×50=16 mm。

　　塞规大端d160.32 mm 尺寸的直线长度为3mm, 齿轮大端的直线长度为3mm。锥度塞规大端高出齿轮伸长量为H。

　　Hmax=25+16+3-3=41mmHmin=20+16+3-3=36 mm

　　即在车削齿轮内孔时, 齿轮内孔大端面距塞规大端面尺寸为36mm～41mm 时, 留量合适。