本發明涉及三桿分度儀蝸桿傳動裝置及其裝配方法，屬于光學機械產品領域。

背景技術：

三桿分度儀用于測量三個已知目標兩兩夾角后，直接用該儀器三桿調整到相應兩個角度，從而在平面海圖上迅速確定船位的一種測量儀器。三桿分度儀蝸桿傳動裝置通過手輪可以旋轉蝸桿軸轉動，蝸桿軸的蝸桿與分度儀的蝸輪相對轉動，由于蝸輪不動，進而驅動分度儀的左桿或右桿轉動到相應角度。為了保證手輪與蝸桿軸可靠連接，手輪正反轉不會與軸間產生相對轉動、松脫，傳統三桿分度儀蝸桿傳動裝置采用手輪方孔與蝸桿軸方身結構連接，制造難度大，成本高。為了保證傳動精度，三桿分度儀蝸桿傳動裝置必須保證其軸向有一定間隙距離。傳統三桿分度儀蝸桿傳動裝置采用修配法，即在支撐套端留修配量，先測量蝸桿軸對應軸段長度，將支撐套裝配到蝸桿軸對應軸段后測量支撐套需要修切的長度，再到機械加工現場加工修切，修切掉支撐套端面余量，再清洗裝配，以保證裝配精度，勞動強度高，對工人技術水平要求高，裝配周期長，不便于組織流水作業。為了保證傳動精度，刻度圈端面與指標之間需保證一定間隙距離，傳統三桿分度儀蝸桿傳動裝置采用固定調整法，需預先預做四種長度調整墊圈用于臨時配換，零件品種多，裝配調整時間長。

技術實現要素：

為解決上述問題，本發明提供三桿分度儀蝸桿傳動裝置及其裝配方法，結構簡單，零件數量少，降低零件的加工制造難度，裝配時間短，降低勞動強度，指標讀數準確方便，保證刻度手輪與支撐套相對位置需要調整歸零時迅速調整，調整后刻度手輪正反轉驅動蝸桿軸，也不會與軸間產生相對轉動、松脫，工藝成本降低。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案為：

三桿分度儀蝸桿傳動裝置，包括端蓋、套筒狀刻度手輪、蝸桿軸、固定于三桿分度儀轉動桿上的支撐套，刻度手輪的一端與端蓋連接，刻度手輪的另一端沿周向表面設有刻度線，蝸桿軸為階梯軸，蝸桿軸包括軸徑依次增大且同軸的第一軸段、第二軸段、第三軸段，在第三軸段的一端設有蝸桿，蝸桿軸的第一軸段同軸配合于刻度手輪內環內，在第一軸段的端部同軸螺紋連接有鎖緊螺釘，在第一軸段的外圓周螺紋連接有并緊螺母，并緊螺母的一端抵于鎖緊螺釘的頭部端面，并緊螺母的另一端抵于刻度手輪端面，在刻度手輪設有刻度線的一端的端面同軸設有階梯圓槽，階梯圓槽包括槽徑沿軸向依次減小的圓槽一、圓槽二，在圓槽二內配合有套于蝸桿軸第一軸段的調整墊圈，調整墊圈的一端面抵于蝸桿軸第二軸段的軸肩，蝸桿軸的第二軸段同軸配合于支撐套內，在調整墊圈與支撐套之間設有套于第二軸段的減磨墊圈，支撐套的一端外圓周表面設有抵于減磨墊圈一端面的指標，減磨墊圈的另一端面抵于圓槽一的槽底，刻度手輪與指標之間設有間距，為正有理數，減磨墊圈的厚度和支撐套的長度之和小于蝸桿軸的第二軸段的長度。

刻度手輪包括環狀的刻度盤，沿刻度盤的周向表面設有刻度線，階梯圓槽設置于刻度盤的端面，間距為刻度盤與指標之間的距離，在刻度盤的外環沿軸向延伸有刻度手輪外套筒，在刻度盤的內環沿與刻度手輪外套筒的同一軸向方向延伸有刻度手輪內套筒，刻度手輪外套筒的端部與端蓋連接，刻度手輪與端蓋之間形成空腔，蝸桿軸的第一軸段同軸配合于刻度手輪內套筒內，第一軸段的端部位于空腔內，并緊螺母的另一端抵于刻度手輪內套筒的端面。

蝸桿軸的第二軸段的長度與減磨墊圈的厚度和支撐套的長度之和的差值為軸向間隙，軸向間隙在0.01～0.15mm范圍內，為正有理數。

刻度盤與指標之間的間距在0.1～0.3mm范圍內。

減磨墊圈采用氟塑料墊圈。

調整墊圈的厚度小于或等于刻度手輪階梯圓槽的圓槽二的深度。

三桿分度儀蝸桿傳動裝置的裝配方法，該裝配方法包括如下步驟：

a.首先根據減磨墊圈的設計的厚度尺寸，減磨墊圈的設計的厚度尺寸公差為-，然后測量采購或加工的減磨墊圈的實際厚度，將采購或加工的減磨墊圈的厚度尺寸分為三組：、、，其中，，在三組采購或加工的減磨墊圈上分別涂上不同的顏色，其中A為減磨墊圈的設計的厚度基本尺寸，A為正有理數，、、X、Y皆為有理數，根據蝸桿軸的第二軸段的設計的長度尺寸，其中B為蝸桿軸的第二軸段的設計的長度基本尺寸，、皆為有理數，蝸桿軸的第二軸段的設計的長度尺寸按照經濟制造精度IT9級精度制定，蝸桿軸的第二軸段的設計的長度尺寸、采購或加工的減磨墊圈的厚度尺寸、加工的支撐套的長度尺寸、軸向間隙構成尺寸鏈，軸向間隙為封閉環，采用極值法計算尺寸鏈中的加工的支撐套長度的基本尺寸及支撐套的上偏差、下偏差，得到三組支撐套的長度尺寸，在符合三組支撐套的長度尺寸的支撐套上裝配上指標，然后將符合三組支撐套的長度尺寸的支撐套分別配合對應組顏色的采購或加工的減磨墊圈裝配于蝸桿軸的第二軸段上；

b.將經過a步驟裝配好的蝸桿軸在第一軸段裝配好調整墊圈，將蝸桿軸的第一軸段配合安裝于刻度手輪內套筒內，將調整墊圈配合于刻度手輪階梯圓槽的圓槽二內；

c.在第一軸段的外圓周螺紋連接并緊螺母，在第一軸段的端部同軸螺紋連接鎖緊螺釘，調整鎖緊螺釘、并緊螺母使得調整墊圈的端面抵于蝸桿軸第二軸段的軸肩；

d.將刻度手輪外套筒的端部與端蓋配合連接。

三組支撐套的長度尺寸分別為、、，其中C為支撐套長度的基本尺寸，、、、、、皆為有理數，支撐套長度的基本尺寸C通過公式計算得出，其中0為軸向間隙的基本尺寸，通過公式計算得出，通過公式計算得出，通過公式計算得出，通過公式計算得出，通過公式計算得出，通過公式計算得出。

為了保證傳動精度及蝸桿軸能夠在支撐套中順滑轉動，支撐套長度與減磨墊圈厚度和，應小于蝸桿軸對應軸段（即第二軸段）長度，軸向間隙應在0.01～0.15mm（公差0.14）之間，軸向間隙過大會導致蝸桿軸在軸向出現松脫，對于三桿分度儀轉動桿的角度調整精度降低，軸向間隙過小會導致轉動刻度手輪調整蝸桿軸時過緊，調整不方便。由于蝸桿軸對應段長度、支撐套長度公差按IT9級制造也要在0.05mm左右，按國家標準制造的氟塑料減磨墊圈公差會大于0.04，三者公差和已經超出了0.14mm，互換法裝配無法保證裝配精度。本發明所采用的方法是分組選配法，可以保證蝸桿軸對應段長度、支撐套長度公差仍然按照經濟制造精度IT9級制造，也能采用互換法裝配，保證裝配精度，裝配工作簡單、經濟、生產率高，具體實施方法是：首先根據減磨墊圈的設計的厚度尺寸，為A的上偏差，為A的下偏差，減磨墊圈的設計的厚度尺寸公差為-，然后測量采購或加工的減磨墊圈的實際厚度，將采購或加工的減磨墊圈的厚度尺寸分為三組：、、，其中，，分別置于三種標注尺寸的工位器具中，或在三組采購或加工的減磨墊圈上分別涂上不同的顏色，其中A為減磨墊圈的設計的厚度基本尺寸，A為正有理數，、、X、Y皆為有理數，根據蝸桿軸的第二軸段的設計的長度尺寸，其中B為蝸桿軸的第二軸段的設計的長度基本尺寸，、皆為有理數，為B的上偏差，為B的下偏差，蝸桿軸的第二軸段的設計的長度尺寸按照經濟制造精度IT9級精度制定，蝸桿軸的第二軸段的設計的長度尺寸、采購或加工的減磨墊圈的厚度尺寸、加工的支撐套的長度尺寸、軸向間隙構成尺寸鏈，軸向間隙為封閉環，采用極值法計算尺寸鏈中的加工的支撐套長度的基本尺寸及支撐套的上偏差、下偏差，得到三組支撐套的長度尺寸，在符合三組支撐套的長度尺寸的支撐套上裝配上指標，然后將符合三組支撐套的長度尺寸的支撐套分別配合對應組顏色的采購或加工的減磨墊圈裝配于蝸桿軸的第二軸段上，就能保證蝸桿傳動部件的裝配精度，且支撐套按照IT9級精度制造即可符合計算得出的三組支撐套的長度尺寸。

本發明的刻度手輪是將傳統的手輪與刻度圈合二為一，刻度手輪的孔采用圓孔，對應蝸桿軸端也采用圓柱，只是在圓柱段外再接長一段螺紋配合并緊螺母用于緊固刻度手輪，蝸桿軸端內孔增加內螺紋孔，配合鎖緊螺釘，用于并緊螺母的鎖緊。這樣當旋松鎖緊螺釘時，刻度手輪與蝸桿軸是可以相互轉動的，當儀器需要調零時，即可快速的調整刻度手輪，使得指標指零即可，然后旋緊鎖緊螺釘，使得刻度手輪與蝸桿軸固定在一起。通過旋轉刻度手輪，帶動蝸桿軸轉動，蝸桿軸轉動即可與三桿分度儀上的蝸輪相對轉動，由于蝸輪是不動的，進而精確調整三桿分度儀上的左桿或右桿（即轉動桿）與中桿之間的角度。調整墊圈只要在經濟制造精度內控制加工，對應刻度手輪階梯圓槽的圓槽二深度尺寸按經濟制造精度控制加工，調整墊圈的厚度小于或等于刻度手輪階梯圓槽的圓槽二的深度，即保證刻度手輪端面與指標之間的距離在0.1～0.3mm內，使得指標讀數準確方便。顯然這種方法不僅零件制造方便，降低成本，安裝調整時也比較方便，且能夠到達使用要求。

本發明具有如下積極效果：對減磨墊圈進行分組，采用分組選配法保證蝸桿傳動裝置軸向間隙在0.01～0.15mm之間，勞動強度低，裝配周期短；新設計結構將刻度圈與手輪合二為一為刻度手輪，只要一個調整墊圈就可以保證刻度圈端面與指標之間間隙不大于0.3mm；采用螺釘、螺母鎖緊結構，手輪與蝸桿軸可靠連接，用圓孔與軸連接替代方孔、方身連接，能夠保證刻度手輪與支撐套相對位置需要調整歸零時迅速調整，調整后刻度手輪正反轉驅動蝸桿軸，也不會與軸間產生相對轉動、松脫，零件數量少，裝配時間短，外觀美觀；工藝成本明顯降低。

本發明結構簡單，零件數量少，降低零件的加工制造難度，裝配時間短，降低勞動強度，指標讀數準確方便，保證刻度手輪與支撐套相對位置需要調整歸零時迅速調整，調整后刻度手輪正反轉驅動蝸桿軸，也不會與軸間產生相對轉動、松脫，工藝成本降低。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖。

圖2為刻度手輪的結構示意圖。

圖中：端蓋1、鎖緊螺釘2、并緊螺母3、調整墊圈4、刻度手輪5、刻度盤5-1、刻度線5-1-1、刻度手輪外套筒5-2、刻度手輪內套筒5-3、階梯圓槽5-4、圓槽一5-4-1、圓槽二5-4-2、指標6、減磨墊圈7、支撐套8、蝸桿軸9、第一軸段9-1、第二軸段9-2、第三軸段9-3、蝸桿9-4、空腔10。

具體實施方式

以下結合附圖所示之最佳實施例作進一步詳述：

實施例1，參見附圖1～附圖2，三桿分度儀蝸桿傳動裝置，包括端蓋1、套筒狀刻度手輪5、蝸桿軸9、固定于三桿分度儀轉動桿上的支撐套8。

刻度手輪5包括環狀的刻度盤5-1，在刻度盤5-1的外環沿軸向延伸有刻度手輪外套筒5-2，在刻度盤5-1的內環沿與刻度手輪外套筒5-2的同一軸向方向延伸有刻度手輪內套筒5-3，刻度手輪外套筒5-2的端部與端蓋1連接，沿刻度盤5-1的周向表面設有刻度線5-1-1。

蝸桿軸9為階梯軸，蝸桿軸9包括軸徑依次增大且同軸的第一軸段9-1、第二軸段9-2、第三軸段9-3，在第三軸段9-3的一端設有蝸桿9-4，蝸桿軸9的第一軸段9-1同軸配合于刻度手輪內套筒5-3內。刻度手輪5與端蓋1之間形成空腔10，第一軸段9-1的端部位于空腔10內，在第一軸段9-1的端部同軸螺紋連接有鎖緊螺釘2，在第一軸段9-1的外圓周螺紋連接有并緊螺母3，并緊螺母3的一端抵于鎖緊螺釘2的頭部端面，并緊螺母3的另一端抵于刻度手輪內套筒5-3的端面。

在刻度手輪5設有刻度線5-1-1的一端的端面（即刻度盤5-1的端面）同軸設有階梯圓槽5-4，階梯圓槽5-4包括槽徑沿軸向依次減小的圓槽一5-4-1、圓槽二5-4-2，在圓槽二5-4-2內配合有套于蝸桿軸9第一軸段9-1的調整墊圈4，調整墊圈4的一端面抵于蝸桿軸9第二軸段9-2的軸肩，蝸桿軸9的第二軸段9-2同軸配合于支撐套8內，在調整墊圈4與支撐套8之間設有套于第二軸段9-2的減磨墊圈7，支撐套8的一端外圓周表面設有抵于減磨墊圈7一端面的指標6，減磨墊圈7的另一端面抵于圓槽一5-4-1的槽底，刻度盤5-1與指標6之間設有間距，為正有理數，減磨墊圈7的厚度M和支撐套8的長度N之和小于蝸桿軸9的第二軸段9-2的長度L。

蝸桿軸9的第二軸段9-2的長度L與減磨墊圈7的厚度M和支撐套8的長度N之和的差值為軸向間隙，即=L-（M+N），軸向間隙在0.01～0.15mm范圍內，為正有理數。

刻度盤5-1與指標6之間的間距在0.1～0.3mm范圍內。

本實施例減磨墊圈7采用氟塑料墊圈。

三桿分度儀蝸桿傳動裝置的裝配方法，該裝配方法包括如下步驟：

a.本實施例氟塑料材料的減磨墊圈7的設計厚度尺寸為mm，即A=0.3mm，，，減磨墊圈7的設計的厚度尺寸公差為0.12mm，然后測量采購或加工的減磨墊圈7實際厚度，將采購或加工的減磨墊圈7的厚度尺寸分為三組mm、mm、mm，即，，在三組采購或加工的減磨墊圈7上分別涂上紅、黃、藍三種顏色；

蝸桿軸9的第二軸段9-2按照經濟制造精度IT9級精度設計的長度尺寸為mm，即B=17.3mm，、，蝸桿軸9的第二軸段9-2的設計的長度尺寸mm、采購或加工的減磨墊圈7的厚度尺寸、加工的支撐套8的長度尺寸、軸向間隙構成尺寸鏈，軸向間隙為封閉環，用公差表示即mm，采用極值法計算尺寸鏈中的加工的支撐套8長度的基本尺寸及支撐套8的上偏差、下偏差，得到三組支撐套8的長度尺寸：mm、mm、mm，即，支撐套8長度的基本尺寸C=17mm，，，，，，，，，，，，；

支撐套8按照IT9級精度加工，在符合計算出的三組支撐套8的長度尺寸的支撐套8上裝配上指標6，然后將符合三組支撐套8的長度尺寸的支撐套8分別配合對應組顏色的采購或加工的減磨墊圈7裝配于蝸桿軸9的第二軸段9-2上，保證蝸桿傳動部件的裝配精度；

b.將經過a步驟裝配好的蝸桿軸9在第一軸段9-1裝配好調整墊圈4，將蝸桿軸9的第一軸段9-1配合安裝于刻度手輪內套筒5-3內，將調整墊圈4配合于刻度手輪5階梯圓槽5-4的圓槽二5-4-2內；

c.在第一軸段9-1的外圓周螺紋連接并緊螺母3，在第一軸段9-1的端部同軸螺紋連接鎖緊螺釘2，調整鎖緊螺釘2、并緊螺母3使得調整墊圈4的端面抵于蝸桿軸9第二軸段9-2的軸肩；

d.將刻度手輪外套筒5-2的端部與端蓋1配合連接。

調整墊圈4的厚度小于或等于刻度手輪5階梯圓槽5-4的圓槽二5-4-2的深度。

工作時，當儀器需要調零時，旋松鎖緊螺釘2，刻度手輪5與蝸桿軸9是可以相互轉動的，即可快速的調整刻度手輪5，使得指標6指零即可，然后旋緊鎖緊螺釘2，使得刻度手輪5與蝸桿軸9固定在一起。通過旋轉刻度手輪5，帶動蝸桿軸9轉動，蝸桿軸9轉動即可與三桿分度儀上的蝸輪相對轉動，由于蝸輪是不動的，進而精確調整三桿分度儀上的左桿或右桿與中桿之間的角度。調整墊圈4只要在經濟制造精度內控制加工，對應刻度手輪5的階梯圓槽5-4的圓槽二5-4-2深度尺寸按經濟制造精度控制加工，調整墊圈4的厚度小于或等于階梯圓槽5-4的圓槽二5-4-2的深度，即保證刻度手輪5端面與指標6之間的距離在0.1～0.3mm內，則指標6可讀數準確方便。

以上所述僅為本發明的較佳實例，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。