一種單凹槽端蓋式滾珠花鍵副晃動量的檢測方法

摘 要：文章主要是介紹一種單凹槽端蓋式滾珠花鍵副晃動量的檢測方法，通過利用在平臺上給固定的花鍵軸一軸端施加重力，利用不平衡關系通過千分表檢測花鍵軸兩端微小的晃動量，并通過實際操作檢測證明此方法可精確檢測出滾珠花鍵副的晃動量，并判定是否合格。

關鍵詞：凹槽；端蓋；滾珠花鍵副；晃動量；檢測方法；SolidWorks

中圖分類號：TG759 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）12-0015-02

1 方法概述

單凹槽端蓋式滾珠花鍵副的軸截面為圓形，花鍵套為端蓋，即無法蘭?；ㄦI軸的滾道槽經精密磨削加工成近似成滾珠直徑的R形。當扭矩由花鍵軸施加到花鍵套上或由花鍵套施加到花鍵軸上時，因為花鍵副間隙為過盈配合，滾珠便平穩(wěn)、均勻地傳遞扭矩?；ㄦI套與花鍵軸進行相對直線運動時，滾珠在滾道與回流槽之間往復循環(huán)。滾珠花鍵副可以將旋轉方向的間隙控制在零間隙或過盈，可以進行高速直線運動和高速旋轉運動。廣泛地應用在各種自動化設備上如：機器，精密儀器，醫(yī)療儀器及人生產線等等。滾珠花鍵副晃動量的大小不僅直接影響其運動和位置精度，而且若晃動量過大，還會在高速運動中產生噪音，進而影響其使用壽命。因此必須通過一種方法來檢測滾珠花鍵副的晃動量，若晃動量過大，必須重新調整花鍵套內滾球的預緊力，控制花鍵副的間隙。

2 晃動及晃動量的定義

晃動指旋轉零件外圓面對軸心線的徑向跳動，即徑向晃動，簡稱晃動。

晃動量就是用來表示相對于軸心線晃動的數(shù)值。

3 檢測原理

在平臺上將單凹槽端蓋式滾珠花鍵副中的花鍵套固定并使其處于長度方向的中間位置，并將其作為固定支點放置于水平狀態(tài)，在花鍵軸兩端分別固定表架用千分表檢測，然后在花鍵軸一末端施加一定的力G，由于不平衡作用花鍵軸施力端下垂，則另一端便會上翹。那么花鍵軸兩端千分表的讀數(shù)變化值相對于水平位置的變化值之和就是滾珠花鍵副中的晃動量。如圖1所示，晃動量△=△a+△b。

4 檢測工裝的三維實體造型及裝配

4.1 零部件的三維實體造型

根據花鍵副的檢測方法對工裝進行研究設計，定制結構方案，并通過SolidWorks軟件平臺對工裝設的零部件進行三維實體造型。通過建立原點和基準面，繪制草圖，再進行拉伸、切除、旋轉、鏡像、掃描、陣列和鉆孔等操作對零件進行三維造型。為了滿足后續(xù)的零部件及測量要求，對千分表和重物也進行實體造型。SolidWorks軟件設計基本流程如圖2所示。

4.2 檢測工裝的裝配

各個零件實體造型后，對每個零件在根據裝配先后順序進行一一裝配。零件裝配是通過定義零件裝配模型之間的裝配約束來實現(xiàn)，即對各零件之間建立關系，并對其進行約束，從而確定各零件在空間的具體關系位置。相關零件通過裝配約束就組成部件，部件的裝配同樣是通過它們之間的關系對其進行約束，確定各部件的位置。同時通過正確的裝配關系對各零部件進行干涉檢查，以不斷的完善和優(yōu)化，如圖3所示。

工裝安裝步驟：用螺釘將固定座②固定在平臺①上，并裝上固定螺釘④和限位螺釘⑤。然后用螺釘將直線導軌⑧與平臺①固定，再將表架固定塊⑥固定在滑塊⑦上。最后在導軌兩端安裝限位塊③，以防止滑塊脫離導軌，裝配圖如圖3所示。

圖3中導軌和滑塊作用方便直線移動千分表架，保證千分表在同一直線。限位塊主要是限制滑塊脫離直線軌道。限位螺釘?shù)奈恢酶鶕粰z測滾珠花鍵副的長度設計，保證裝入后花鍵套位于固定座的中間。

5 滾珠花鍵副晃動量的檢測

5.1 單凹槽端蓋式滾珠花鍵副

單凹槽端蓋式滾珠花鍵副，如圖4所示。

5.2 滾珠花鍵副晃動量的檢測

①準備2個千分表及2個表架，重物200 g（重量根據相關技術要求確定）。

②把花鍵套裝入到固定座孔內，當花鍵套一端與限位螺釘接觸后，立即用鎖緊螺釘輕輕鎖緊花鍵套，只要花鍵軸不移動即可，不可用力擰緊。移動花鍵軸使得花鍵軸伸出固定座兩端距離基本相同。

③把千分表架裝到表架固定板上，再將千分表分別固定到表架，移動直線導軌上的滑塊，使得表頭距離花鍵軸兩端大約10 mm位置處。

④把千分表頭調整到花鍵軸外圓面最高位置，并保持千分表桿垂直。

⑤將花鍵軸兩端的千分表大指針調至“0”刻度位置，然后調節(jié)表架。假設允許晃動量△≤0.05 mm，則可預先分別調整兩端千分表指針讀數(shù)為0.05 mm，那么在施加重力前，千分表的預先設置讀數(shù)不能小于0.05 mm，因為施加重力后，施重端的千分表讀數(shù)會變小，只要保證施重端的千分表指針讀數(shù)有在允許值內有足夠的變化范圍。滾珠花鍵副檢測前千分表的位置如圖5所示。

⑥在圖5的花鍵軸右末端輕輕掛上重物，在重物的作用下，圖5的花鍵軸右末端下降，千分表的指針讀數(shù)變小，指示值為a，千分表的變化量為△a=0.05-a。而花鍵軸左末端上翹，千分表的指針讀數(shù)變大，指示值為b， 千分表的變化量為△b=b-0.05，如圖6所示。那么滾珠花鍵副的晃動量為兩端千分表讀數(shù)變化量之和：△=△a+△b。若檢測晃動量△≤0.05 mm，可以判斷該滾珠花鍵副為合格，若△≥0.05 mm，則為不合格，那么就必須對花鍵套內的滾珠的預緊力重新調整，直至合格為止。通過這些步驟可將凹槽式滾珠花鍵軸的晃動量檢測出來。由于使用千分表進行檢測，因此利用這種方法檢測的晃動量可以精確到0.001 mm。

⑦若要連續(xù)檢測，千分表架和千分表不需要移動，只需松開鎖緊螺釘，取下滾珠花鍵副后，并記錄下一次測量前的2個千分表讀數(shù)，裝入花鍵軸后按照上述方法和步驟繼續(xù)測量。

6 結 語

本文介紹的這種對單凹槽端蓋式滾珠花鍵副晃動量的檢測方法，通過實際檢測表明該方法是正確可行的，對于其他類型的滾珠花鍵副晃動度的檢測有很重要的借鑒意義。同時該方法檢測方法簡單、精確、效率高。

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