[发明专利]一种基于高精度螺旋标准齿轮和蜗杆传动的精密分度转台及装配方法

权利要求书

1.一种基于高精度螺旋标准齿轮和蜗杆传动的精密分度转台，其特征在于，包括圆工作台(1)、防尘罩(2)、刚性环(3)、分度台底座(4)、螺旋标准齿轮(5)、压环(6)、护盖(7)、密珠轴套A(8)、芯轴(9)、轴承座(10)、密珠轴套B(11)、塑料片(12)、支撑座(13)、蜗杆(14)、三角座立轴(15)、密珠轴套C(16)、蜗杆箱(17)、小导轨座(18)、平密珠板(19)、手柄(20)、补偿环(21)、法兰盘(22)、弹性联轴器(23)、离合座(24)、连接套(25)、法兰轴(26)、弹簧调整螺钉(27)、立支座(28)、拉簧(29)、弹簧座(30)、偏心轴(31)、旋钮(32)、旋钮支座(33)、谐波电机(34)；

圆工作台上平面沿圆周设有对称的T型槽(1-1)和均布的工件连接螺纹孔(1-2)；圆工作台上平面的平面度小于2μm，装配后的端面偏摆不大于5μm；圆工作台下面设有凸起的圆环端面，端面上均布螺纹孔，为标准齿轮的安装定位面(1-7)；圆工作台下端面的平面度误差小于1μm，与圆工作台上平面的平行度误差小于2μm；圆工作台底面有宽度大于防尘罩壁厚的2～3mm的环槽(1-8)，与防尘罩顶部结构形成迷宫密封；圆工作台上还设有注油孔(1-4)；

防尘罩下部与刚性环焊接固定，并与分度台底座(4)通过螺栓连接；防尘罩和刚性环连接处留一缺口防止与蜗杆箱干涉；

分度台底座的上工作台面平面度误差小于3μm，其底面采用框式结构，四周边框和中间凸起的圆环共面，平面度误差小于5μm，与上工作台面的平行度误差小于5μm；

螺旋标准齿轮(5)的螺旋角等于蜗杆的螺纹升角，端面模数为m_t＝0.5～1mm螺旋标准齿轮的齿距精度为3级以上精度；螺旋标准齿轮轴向定位基准面相对于内孔轴线的端面偏摆不大于2μm；螺旋标准齿轮通过压环(6)固定于圆工作台上；装配后螺旋标准齿轮的内孔和轴承座的内孔同轴度误差不大于1μm，螺旋标准齿轮的旋转定位面相对圆工作台上平面的平行度误差不大于2μm；

支撑座(13)为碗形结构，上环面为支撑座与螺旋标准齿轮的轴向安装定位面；下环面为支撑座与分度台底座的安装定位面，两环面的各自平面度误差不大于2μm，平行度误差不大于2μm；上环面中间设一环槽，用于储存润滑油脂，其上贴塑料片，贴塑后的支撑座起到滑动轴承的作用；

芯轴包括一个底面和两个轴段组成；上轴段为圆工作台的径向基准，圆度小于0.5μm，圆柱度小于1μm，轴线与底面的垂直度误差小于2μm；该轴段通过密珠轴套A(8)和密珠轴套B(11)分别与轴承座(10)和螺旋标准齿轮配合；密珠轴套所选用G5级以上精度的球形滚动体与轴和孔的单边过盈量为0～3μm；下轴段圆柱度不超过3μm为芯轴相对于分度台底座的径向安装基准，与分度台底座芯轴定位孔为间隙配合；

底座上连接三角座立轴(15)，其轴线垂直于底座，通过密珠轴套C(16)连接蜗杆箱(17)一端，蜗杆箱相对三角座立轴转动；蜗杆箱另一端与连接套(25)连接，其底面通过平密珠板(19)与固定于底座上的小导轨座(18)配合，形成一个滑动轴承；连接套靠近螺旋齿轮的一侧连接有弹簧座(30)，在立支座(28)和弹簧座(30)之间设有拉簧(29)；弹簧调整螺钉(27)穿过立支座与拉簧连接；连接套另一侧连接有离合座(24)，其内孔与偏心轴(31)间隙配合；手柄(20)通过旋钮(32)与偏心轴上端过盈连接；

蜗杆(14)通过角接触球轴承连接于蜗杆箱内；连接顺序由里及外分别为：角接触球轴承D、蜗杆、角接触球轴承E、补偿环(21)、法兰盘(22)、弹性联轴器(23)、法兰轴(26)和谐波电机(34)。

2.根据权利要求1所述的一种基于高精度螺旋标准齿轮和蜗杆传动的精密分度转台，其特征在于，轴承座和芯轴采用GCr15材料，并采用淬火深冷处理，硬度不低于HRC58；螺旋标准齿轮采用40Cr材料并采用淬火深冷处理，硬度HRC45～50；蜗杆采用38CrMoAlA工具钢材料，表面氮化处理，硬度HV830以上。

3.根据权利要求1或2所述的基于高精度螺旋标准齿轮和蜗杆传动的精密分度转台的装配方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，将芯轴通过螺钉连接到分度台底座上；

将芯轴的安装基准面和分度台底座的上基准面清洗干净，然后涂一层润滑油；以芯轴的轴段为基准安装分度台底座；分度台底座四角的沉头螺纹孔连接吊环，用于分度台的搬运；

步骤2，将支撑座安装到分度台底座上；

以芯轴的轴线为径向基准，以分度台底座的上基准面为轴向基准安装支撑座；安装前对支撑座上环面进行贴塑刮研处理，贴塑材料厚度为0.707～1mm；贴塑前后均测量支撑座上环面相对于支撑座下环面的平行度误差，确保该装置轴向安装基准的精度与刚度；

步骤3，将螺旋标准齿轮和轴承座安装到圆工作台上；

首先将螺旋标准齿轮通过压环和螺钉连接到圆工作台上，并调整螺旋标准齿轮内孔轴线与圆工作台外圆柱面轴线重合，然后先后装入密珠轴套B、轴承座和密珠轴套A；以支撑座上基准面为轴向基准，以芯轴和密珠轴套B为径向基准转动圆工作台，转动过程中逐步将轴承座的连接螺钉按对角顺序拧紧；最后将圆工作台连同轴承座、螺旋标准齿轮和压环一同取下，一起对装配后的轴承座内孔和螺旋标准齿轮的内孔研磨加工；

步骤4，安装蜗杆及消隙机构；

首先将三角座立轴、立支座、旋钮支座和小导轨座通过螺钉连接到分度台底座上，并在小导轨座上连接限制平密珠板行程的护栏，随后将平密珠板放入护栏中；然后将蜗杆轴系装入蜗杆箱内；安装顺序为角接触球轴承、蜗杆、角接触球轴承、补偿环、法兰盘、弹性联轴器、法兰轴和谐波电机；根据装配间隙通过研磨调节补偿环的厚度；连接套通过螺钉与蜗杆箱连接到一起，谐波电机通过螺钉与连接套连接到一起；接着在连接套上安装弹簧座和离合座；

接着将配后的蜗杆箱通过密珠轴套C连接到三角座立轴上，连接套放到平密珠板上；将拉簧的一端连接到弹簧座上，另一端连接到弹簧调整螺钉上，通过调整拉簧的工作长度，调整蜗杆与螺旋标准齿轮的径向压力在0.3～1kgf，调整完毕后用螺母将弹簧调整螺钉固定到立支座上；最后连接偏心轴、旋钮和手柄，通过手动操作，使蜗杆脱离与螺旋标准齿轮的啮合，实现分度台的快速分度；

步骤5，防尘罩及平台的安装；

首先将防尘罩与刚性环点焊到一起，然后装配到分度台底座上；然后转动手柄，使蜗杆脱离与螺旋标准齿轮的啮合；接着将所有密珠轴套球室空间内、支撑座的储油槽内、螺旋标准齿轮的齿槽内及蜗杆的螺旋槽内填充低粘度的润滑脂；然后将密珠轴套B及连接螺旋标准齿轮和轴承座的圆工作台装入芯轴上，最后将密珠轴套A压入芯轴和轴承座中间，直到密珠轴套A上的凸缘卡到轴承座上为止。