[科普中国]-均力圆锥轮

简介

14世纪上半叶，均力圆锥轮的问世使得利用盘绕弹簧作为计时器的原动力变迁实用起来。虽然作为动力源的弹簧非常紧凑，但张力大小仍随着弹簧拉紧程度而变化。旋转弹簧的圆桶通过一根弦或链条与均力圆锥轮相连。当主发条完全上紧时，弦拉的是均力圆锥轮较窄的一头，这时力臂较小，产生相对较小的力矩。随着时钟运行，弦逐渐被拉回圆桶。为了补偿主发条弹簧减小的张力，绕在均力圆锥轮上的弦的直径就啬了。这样，无论主发条弹簧的张力怎样变化，传递到计时器齿轮上的力保持恒定。1

相关计算公式下图表示相关数据的计算公式：

圆锥轮的加工工艺图纸分析1、机盖铸成后，应清理并进行时效处理。

2、机盖和机座合箱后，边缘应平齐，相互错位每边不大于2mm。

3、应检查与机座结合面的密封性，用0.05mm塞尺塞入深度不得大于结合面宽度的三分之一，用涂色法检查接触面积达每平方厘米一个斑点。

4、与机座联接后，打上定位销进行镗孔，镗孔时结合面处禁放任何衬垫。

5、机械加工未注偏差尺寸处精度为IT12。

6、铸造尺寸精度为IT18。

7、未注明的倒角为2×450，其粗糙度为Ra12.5。

8、未注明的铸造圆角半径3-5mm。1

圆锥轮的主要技术要求1、安装滚动轴承的孔系孔径公差等级为IT7，粗糙度为Ra1.6；

2、各轴承孔中心距偏差为±0.05；

3、各轴承孔中心线的平行度公差6～7级；

4、箱体前端面是变数箱的安装基准，变数箱主轴与发动机输出轴连接，因此图纸要求端面跳动为0.08，后端面仅为安装轴承盖，端面圆跳动为0.1。装配基面、定位基面及其余各面的粗糙度为Ra3.2；

5、箱体安装螺孔的位置公差为0.16；

6、机座铸成后应清理并进行时效处理；

7、机座和上盖和箱后，边缘应平齐，相互交错为每边不大于2mm；

8、检查与机盖结合面的密封性，用0.05mm塞尺塞入深度不得大于结合面宽度的1/3，用涂色发检查接触面积达1mm一个斑点；

9、与机盖连接后，打上定位销进行镗孔，镗孔时结合面处禁放任何的衬垫。

10、机械加工为标注偏差尺寸精度为IT/2；

11、铸造尺寸精度IT/8；

12、未标注的铸造圆角半径R=3～5mm；

13、未标注的倒角尺寸为2×450，粗糙度为Ra12.5。

14、机座不漏油。

优缺点优点1、由于有石墨存在，有利于润滑及储油，故耐磨性能好，且消震性由于钢；

2、工艺性能好。由于灰铸铁含碳量高，接近与共晶成分，故熔点比钢低，因而铸造流动性好，切削、加工性好。

3、经济效率高；

缺点力学性能低，抗拉强度远低于钢。

若无灰铸铁，可选蠕墨铸铁，它的抗拉强度、屈服强度、弯曲强度、伸长率、弹性模量、断面收缩率均优于灰铸铁。

热处理方法：退火，高频感应加热表面淬火。箱体属于大批量生产，采用铸造的方法，金属模造模，必须采用自动线机器造型，两箱造型。这样减速箱的主要轴承孔在铸造成直接铸出，只有注油孔，油塞孔和加油孔等到直径小于25mm的不铸出，留待机械加工时钻出。因为该箱体属于大批量生产，必须采用金属模机器造型，分为上下两箱。上、下箱的分型面分别选在机盖、机座的中心面上。由于采用这种方式，起模方便，且有利于型芯的定位、固定、排气与清理，以及便于检查铸件壁厚与不易错箱。2

选择加工基准面的原则1、以边缘不加工面为粗基准，夹具夹紧中间轴承孔来粗铣和精铣结合面，边缘不加工面限制了Z，X，Y自由度，满足加工要求。

2、以结合面为定位基准，箱体两侧通过支承点作为第二类定位基准，以一侧不加工端为粗基准。定位基准限制了X自由度，通过模孔钻箱体上所有孔，先通过锪平刀锪平，再换刀钻孔。

3、以结合面为精基准，以两侧和一端不加工的侧端为粗基准，为第二类定位基准，加工窥视孔端面，粗铣，再精铣。

4、以3步骤的定位基准，攻丝注油孔和吊耳孔，以及攻丝窥视孔端面螺孔。

5、下箱体以结合面为粗基准加工（粗、精铣）下底面，再以下底面为精基准加工结合面，夹具夹紧两侧，作为第二类定位基准。

6、下箱体以结合面为精基准，以两侧定位作为第二次定位基准，以一侧端面加工的边缘面为粗基准，限制X自由度，加工各个轴端通孔（首先锪平再钻孔）。以下底面为定位基准锪平底座6个孔，再钻孔。

7、上、下箱结合，拧紧各个螺栓，以下底面为定位基准，以输出轴为粗基准，加工两个锥销孔。

8、以底座四孔为定位基准，夹具夹紧两侧，同时粗铣、精铣输出端两端面和一端输入轴的端面。底座四孔定位限制自由度X、Y、X、Y、Z。

9、以底座四孔为定位基准，钻孔和攻丝输出轴两端面和输入轴端面。

10、以底面与两锥销孔为定位基准，精加工轴承孔，夹具夹紧机座底面的不加工面，以输入轴端面为精基准，精加工输出轴承孔，以底面与两定位孔为定位基准，定位夹紧方式见工序卡图。

加工工作量及工艺手段组合1、主要平面：机座底面和对合面，机盖的对合面和顶部方形孔、各凸台面，轴承支撑孔的端面。

2、主要孔：主轴承支撑孔φ140Ra1.6与轴承支撑孔φ140Ra2.5。

3、其他加工部分主要有8个凹槽联接孔、2个凸缘联接孔、4个地角螺钉孔（其中两个先加工成定位工艺孔）、2个销钉孔、顶部方形面上6个螺纹孔，轴承端面共18个螺纹孔以及斜油标孔、油孔、油塞孔、2个起吊螺纹孔、起盖螺钉孔。

机盖结合面：平面度要求为0.025，表面粗糙度Ra1.6，毛坯加工余量为4.5。1