CN115325021A - 一种球头消隙结构及预紧力计算方法 - Google Patents

一种球头消隙结构及预紧力计算方法 Download PDF

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姜雨
李佗普
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Abstract

本发明提供了一种球头消隙结构及预紧力计算方法，它包括定位安装在刀轴顶端的下球瓦，下球瓦的顶端外部固定安装有隔套，隔套的顶端滑动配合有上球瓦，上球瓦和下球瓦之间通过球头配合安装有球拉杆，上球瓦的顶端设置有压板；压板、上球瓦、隔套和下球瓦之间通过均布的第一螺栓与刀轴固定相连，压板和上球瓦之间的第一螺栓上套装有压紧上球瓦的碟簧，并使得上球瓦始终与球拉杆无间隙接触。此结构能够有效的消除球瓦与球头之间的间隙，使得球瓦与球头始终保持接触，进而提高加工工件精度。

Description

一种球头消隙结构及预紧力计算方法
技术领域
本发明属于插齿机零部件领域，特别是涉及一种球头消隙结构及预紧力计算方法，特别适用于插齿机的球头机构。
背景技术
球头结构适用于多种场合，例如插齿机主运动，汽车球头结构等，但是由于球头结构存在加工间隙，对精度、噪音、震动等都有较大的影响。目前，插齿机的刀轴上下运动采用曲柄滑块结构，刀轴通过球拉杆球头结构链接，球头与上下球瓦采用配磨的工艺手段保证接触面积。刀轴上下运动在切入工件的瞬间受切削力的作用，球头与球瓦之间不能始终接触，存在间隙，导致工件在切入瞬间拐点较大；球头长时间运转，从而加大磨损，加大间隙，进一步的影响加工工件精度。
发明内容
为解决以上技术问题，本发明提供一种球头消隙结构及预紧力计算方法，此结构能够有效的消除球瓦与球头之间的间隙，使得球瓦与球头始终保持接触，进而提高加工工件精度。
为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：一种球头消隙结构，它包括定位安装在刀轴顶端的下球瓦，下球瓦的顶端外部固定安装有隔套，隔套的顶端滑动配合有上球瓦，上球瓦和下球瓦之间通过球头配合安装有球拉杆，上球瓦的顶端设置有压板；
压板、上球瓦、隔套和下球瓦之间通过均布的第一螺栓与刀轴固定相连，压板和上球瓦之间的第一螺栓上套装有压紧上球瓦的碟簧，并使得上球瓦始终与球拉杆无间隙接触。
所述下球瓦的底端加工有定位凸台，定位凸台与刀轴顶端的定位凹槽相配合。
所述球拉杆的底端加工有用于和上球瓦以及下球瓦相配合的球头。
所述碟簧和第一螺栓都分别为六组，呈均布设置在下球瓦外围。
所述压板和隔套之间设置有用于调节碟簧压紧程度的预紧力调节机构。
所述预紧力调节机构包括调整垫，调整垫设置在上球瓦的定位缺口所在位置并位于压板和隔套之间；压板、调整垫、隔套和下球瓦之间通过均布的第二螺栓固定相连；
在球拉杆长时间运转磨损后，通过调整调整垫的厚度，调节碟簧预紧力的大小。
所述第二螺栓和调整垫都分别为六组，呈均布设置在下球瓦外围。
所述下球瓦的外壁上并沿其径向方向均布加工有多个径向螺钉孔，径向螺钉孔所在位置固定有径向螺钉，径向螺钉的末端与第一螺栓相配合并对其进行固定。
所述刀轴的中心设置有中心孔，中心孔的底端对称连通有贯穿球拉杆的径向通孔。
所述碟簧的压缩量由第一螺栓的扭矩T决定，扭矩T的大小由式计算：
Figure BDA0003749113560000021
式中：d为螺纹公称直径，d2为螺纹中径，
Figure BDA0003749113560000022
为螺纹升角，ρv为螺纹当量摩擦角，μ为摩擦因数，Dw为扳手直径，d0为螺栓通孔直径，F'为碟簧预紧力，n为圆周均布螺栓数量；
所述碟簧的预紧力需要克服刀轴的重力，所述预紧力的大小由式计算：
F'≥mg (2)
式中：m为刀轴的质量，g为重力加速度。
本发明有如下有益效果：
1、本发明在上球瓦上方增加碟簧，在碟簧力的作用下消除球瓦与球头之间的间隙，上球瓦与球头始终保持接触，提高加工工件精度。
2、本发明通过调整垫高度调整碟簧预紧力，球头长时间运转磨损后，通过配磨调整垫厚度，调整碟簧预紧力，重新消除间隙。
3、本发明结构简单，碟簧预紧力调整方便，易于实现。
4、本发明压板、调整垫、隔套、下球瓦和刀轴通过第二螺栓连接为整体防止刀轴脱落。
5、本发明通过在球拉杆的中心部位设置中心孔，并在中心孔的末端连通径向通孔，进而能够向球头部位进行注油，进而起到很好的润滑效果。
6、本发明中每个第一螺栓配一个径向螺钉，防止第一螺栓由于承受插齿刀轴上下轴向力的冲击而松动。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1为本发明主剖视图。
图2为本发明第一视角三维图。
图3为本发明第二视角三维图。
图4为本发明扭矩确定过程原理图。
图中：球拉杆1、压板2、调整垫3、第二螺栓4、隔套5、碟簧6、上球瓦7、第一螺栓8、径向螺钉9、下球瓦10、刀轴11、球头12、定位缺口13、径向螺钉孔14、定位凸台15、中心孔16。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。
参见图1-4，一种球头消隙结构，它包括定位安装在刀轴11顶端的下球瓦10，下球瓦10的顶端外部固定安装有隔套5，隔套5的顶端滑动配合有上球瓦7，上球瓦7和下球瓦10之间通过球头配合安装有球拉杆1，上球瓦7的顶端设置有压板2；压板2、上球瓦7、隔套5和下球瓦10之间通过均布的第一螺栓8与刀轴11固定相连，压板2和上球瓦7之间的第一螺栓8上套装有压紧上球瓦7的碟簧6，并使得上球瓦7始终与球拉杆1无间隙接触，有效消除球瓦与球头之间的间隙，上球瓦与球头始终保持接触，提高加工工件精度。
进一步的，所述下球瓦10的底端加工有定位凸台15，定位凸台15与刀轴11顶端的定位凹槽相配合。通过上述的定位凸台与定位凹槽之间的配合，能够实现下球瓦10的可靠定位。
进一步的，所述球拉杆1的底端加工有用于和上球瓦7以及下球瓦10相配合的球头12。通过球头12能够与相应的上球瓦7和下球瓦10之间构成球头配合连接。
进一步的，所述碟簧6和第一螺栓8都分别为六组，呈均布设置在下球瓦10外围。通过采用均布的多组碟簧6保证了压紧力均匀性，进而保证了上球瓦7能够与球头12无间隙接触配合。
进一步的，所述压板2和隔套5之间设置有用于调节碟簧6压紧程度的预紧力调节机构。通过上述的预紧力调节机构能够根据需要对上球瓦7的压紧程度进行调节。
进一步的，所述预紧力调节机构包括调整垫3，调整垫3设置在上球瓦7的定位缺口13所在位置并位于压板2和隔套5之间；压板2、调整垫3、隔套5和下球瓦10之间通过均布的第二螺栓4固定相连。通过上述的结构在调节过程中，通过调整调整垫3的厚度，进而达到调节碟簧6的压紧程度，进而达到调节压紧力的目的。
进一步的，在球拉杆1长时间运转磨损后，通过调整调整垫3的厚度，调节碟簧6预紧力的大小。通过上述的结构，保证了上球瓦7能够始终压紧球拉杆1的球头，有效防止两者之间产生间隙。
进一步的，所述第二螺栓4和调整垫3都分别为六组，呈均布设置在下球瓦10外围。通过多组均布结构保证了
进一步的，所述下球瓦10的外壁上并沿其径向方向均布加工有多个径向螺钉孔14，径向螺钉孔14所在位置固定有径向螺钉9，径向螺钉9的末端与第一螺栓8相配合并对其进行固定。径向螺钉9防止第一螺栓8由于承受插齿刀轴上下轴向力的冲击而松动。
进一步的，所述刀轴11的中心设置有中心孔16，中心孔16的底端对称连通有贯穿球拉杆1的径向通孔。通过上述的中心孔和径向通孔能够向球头部位进行注油，进而起到很好的润滑效果。
实施例2：
进一步的，所述碟簧6的压缩量由第一螺栓8的扭矩T决定，扭矩T的大小由式1计算：
Figure BDA0003749113560000041
式中：d为螺纹公称直径，d2为螺纹中径，
Figure BDA0003749113560000042
为螺纹升角，ρv为螺纹当量摩擦角，μ为摩擦因数，Dw为扳手直径，d0为螺栓通孔直径，F'为碟簧预紧力，n为圆周均布螺栓数量；
所述碟簧6的预紧力需要克服刀轴11的重力，所述预紧力的大小由式2计算：
F'≥mg (2)
式中：m为刀轴的质量，g为重力加速度。

Claims (10)

1.一种球头消隙结构，其特征在于：它包括定位安装在刀轴(11)顶端的下球瓦(10)，下球瓦(10)的顶端外部固定安装有隔套(5)，隔套(5)的顶端滑动配合有上球瓦(7)，上球瓦(7)和下球瓦(10)之间通过球头配合安装有球拉杆(1)，上球瓦(7)的顶端设置有压板(2)；
压板(2)、上球瓦(7)、隔套(5)和下球瓦(10)之间通过均布的第一螺栓(8)与刀轴(11)固定相连，压板(2)和上球瓦(7)之间的第一螺栓(8)上套装有压紧上球瓦(7)的碟簧(6)，并使得上球瓦(7)始终与球拉杆(1)无间隙接触。
2.根据权利要求1所述一种球头消隙结构，其特征在于：所述下球瓦(10)的底端加工有定位凸台(15)，定位凸台(15)与刀轴(11)顶端的定位凹槽相配合。
3.根据权利要求1所述一种球头消隙结构，其特征在于：所述球拉杆(1)的底端加工有用于和上球瓦(7)以及下球瓦(10)相配合的球头(12)。
4.根据权利要求1所述一种球头消隙结构，其特征在于：所述碟簧(6)和第一螺栓(8)都分别为六组，呈均布设置在下球瓦(10)外围。
5.根据权利要求1所述一种球头消隙结构，其特征在于：所述压板(2)和隔套(5)之间设置有用于调节碟簧(6)压紧程度的预紧力调节机构。
6.根据权利要求5所述一种球头消隙结构，其特征在于：所述预紧力调节机构包括调整垫(3)，调整垫(3)设置在上球瓦(7)的定位缺口(13)所在位置并位于压板(2)和隔套(5)之间；压板(2)、调整垫(3)、隔套(5)和下球瓦(10)之间通过均布的第二螺栓(4)固定相连；
在球拉杆(1)长时间运转磨损后，通过调整调整垫(3)的厚度，调节碟簧(6)预紧力的大小。
7.根据权利要求6所述一种球头消隙结构，其特征在于：所述第二螺栓(4)和调整垫(3)都分别为六组，呈均布设置在下球瓦(10)外围。
8.根据权利要求1所述一种球头消隙结构，其特征在于：所述下球瓦(10)的外壁上并沿其径向方向均布加工有多个径向螺钉孔(14)，径向螺钉孔(14)所在位置固定有径向螺钉(9)，径向螺钉(9)的末端与第一螺栓(8)相配合并对其进行固定。
9.根据权利要求1所述一种球头消隙结构，其特征在于：所述刀轴(11)的中心设置有中心孔(16)，中心孔(16)的底端对称连通有贯穿球拉杆(1)的径向通孔。
10.权利要求1-9任意一项所述一种球头消隙结构的碟簧预紧力计算方法，其特征在于：所述碟簧(6)的压缩量由第一螺栓(8)的扭矩T决定，扭矩T的大小由式(1)计算：
Figure FDA0003749113550000021
式中：d为螺纹公称直径，d2为螺纹中径，
Figure FDA0003749113550000022
为螺纹升角，ρv为螺纹当量摩擦角，μ为摩擦因数，Dw为扳手直径，d0为螺栓通孔直径，F'为碟簧预紧力，n为圆周均布螺栓数量；
所述碟簧(6)的预紧力需要克服刀轴(11)的重力，所述预紧力的大小由式(2)计算：
F'≥mg (2)
式中：m为刀轴的质量，g为重力加速度。
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