弧齿锥齿轮装配调整方法的改进

龙源期刊网弧齿锥齿轮装配调整方法的改进作者：李孝明来源：《教育科学博览》2013年第09期摘要：通过对弧齿锥齿轮常规装配调整方法的改进，使装配调整时既不需要滚动校验机确定小齿轮的安装距，也不需要专用量规测量小齿轮的空位安装距，仍然能够使弧齿锥齿轮副获得良好的共轭齿侧表面的接触区。关键词：弧齿锥齿轮副装配调整方法改进弧齿锥齿轮传动，除了可以传递两相交轴之间的回转运动外，它还具有重迭系数大的特点（一般可达2以上），故传动平稳、冲击和噪声小、承载能力高，被广泛应用于高速重载的汽车、拖拉机和煤矿钻机等设备上。要使弧齿锥齿轮传动的特点得到充分发挥，确保齿轮副的啮合质量至关重要，直观反映啮合质量好坏的一项技术指标就是齿轮副的接触区。在无条件进行加载确定接触区的情况下，通常认为接触区在偏向且距离小端4～5毫米、并在齿高中间位置较为理想（这是因为工作过程中在载荷的作用下，工作面接触区向大端移动）。其具体要求是：两共轭齿侧表面的接触区应满足三个条件（如图1所示）：一是接触区的中心应在节锥母线与齿长中部的交点上，或者当无负载时在齿长中部略近小端处；一是接触区的长度约为齿长的50%～75%；一是接触区的高度约为齿高的60%～80%。要满足上述三个条件，除了齿轮、箱体等相关零件的加工精度得到保证外，还需要在装配过程中精心调整才能达到。因此，弧齿锥齿轮副的装配调整方法也就显得尤其重要。首先介绍常规的方法，以我院立式钻机中的一对弧齿锥齿轮（图2）装配调试为例简述如下：1.装配前的准备工作将弧齿锥齿轮在滚动校验机上进行校验，经校验齿轮副的接触精度合格后，做好配对编号和记下实测安装距A1。2.装配与调整实践经验告诉我们，弧齿锥齿轮副接触区位置，主要由小齿轮的轴向位置决定，而齿侧间隙的获得是通过调整大齿轮的轴向位置来保证。2.1小齿轮轴向定位装配2.1.1调整好小齿轮左端轴承的间隙后，借助专用量规测量并计算出空位安装距A（不装调整垫片1）。龙源期刊网比较，计算出调整垫片1的厚度尺寸δ，其中δ=A-A1。2.1.3根据δ配作调整垫片1。2.1.4将调整垫片1、小齿轮等零件装在主动轴上，固定好位置。2.2大齿轮轴向定位装配2.2.1将大齿轮等其余零件装配到相交的从动轴和箱体上。2.2.2将固定大小齿轮的两个组件组合在一起。2.2.3增减调整垫片2和调整垫片3的厚度尺寸，使齿侧间隙符合设计要求，并拧紧螺栓使大齿轮的相对位置固定下来。2.3齿轮副接触区的检查用着色法检查齿廓共轭表面的接触区是否符合要求。2.4齿轮副接触区的调整接触区如果符合设计要求，则可完成后续的装配工作；如果仍然不理想，则按以下方法进行调整（如图3所示）：2.4.1如果接触区在小齿轮的小端或者齿顶，则可减小调整垫片1的厚度δ，使小齿轮后移；再加厚调整垫片2，减薄调整垫片3，使齿侧间隙基本保持不变。2.4.2如果小齿轮接触区在大端或者齿根，则可加大调整垫片1的厚度δ，使小齿轮前进；再减薄调整垫片2，加厚调整垫片3，使齿侧间隙基本不变。2.5重新检查齿轮副的接触区如果通过上述调整后，接触区仍然没有改善，在确认齿轮精度没有问题的情况下，则应检查或者更换基础件——箱体，直至符合要求为止。3.常规装配调整方法应用的现实问题3.1一些工厂因为对弧齿锥齿轮的需求量不大，自己添置弧齿锥齿轮滚动校验机不经济；外协制造商一般又不愿意提供每对齿轮的安装距等技术数据（因为检测工作量大），使常规装配调试方法的应用受阻。龙源期刊网需要专用的量规测量空位安装距（属次要问题）。4.装配调试方法的改进因为常规装配调试方法应用的现实问题，迫使我们另辟路径。常规方法的思路是：根据符合设计要求的接触区所对应的安装距A和空位安装距A1，确定调整垫片1的厚度δ，使小齿轮位居正确的轴向位置，从而得到理想的接触区。改进后的思路是：首先试装一个理论尺寸为δ的调整垫片1，使小齿轮位于正确位置附近，得到一个不理想的接触区；其次调整δ尺寸，使接触区向理想位置靠拢。具体介绍如下：4.1调整好小齿轮左端轴承的间隙。4.2选用与理论厚度尺寸相吻合的调整垫片1装上。4.3将小齿轮等其余零件装配到主动轴上。4.4将大齿轮等其余零件装配到相交的从动轴和箱体上。4.5将固定大小齿轮的两个组件组合在一起。4.6增减调整垫片2和调整垫片3的厚度尺寸，使齿侧间隙基本符合设计要求。4.7用着色法检查齿廓共轭表面的接触区，并且测量接触区的位置尺寸。4.8按照2.4条所述的方法进行调整。调整的关键技巧是：针对不同技术参数的弧齿锥齿轮对，事先做好工艺试验，找出了调整垫片1厚度尺寸δ的变化量，对应接触区移动量的变化规律。即通过工艺试验获得δ每增（减）0.01毫米，齿轮副接触区向小端（大端）移动的数值，并纳入《弧齿锥齿轮接触区装配调整方法》的作业指导书。有了这份技术文件的指导，就可以根据接触区的实际位置情况，希望它向小端或者大端移动多少距离，直接通过现场配作调整垫片1来实现。如果批量较大，也可以采取事先加工一组不同厚度尺寸的调整垫片1备用，根据需要选择，一步到位。5.结论在弧齿锥齿轮的装配调试过程中，只要相关零件精度达标，改进后的装配调整方法，既不需要专用量规测量空位安装距，也不再需要滚动校验机来确定小齿轮的安装距，，同样能使两共轭齿侧表面的接触区满足设计要求。简化了检测、调整工作，提高了生产效率。参考文献：龙源期刊网《机械设计》，西北工业大学机械原理及机械零件教研组编，人民教育出版社，1978.2.《机械加工工艺手册》，机械工业出版社，1992.3.《钳工实践》，长沙市经济委员会《钳工实践》编写组，上海科学出版社，1978.