装配弧齿锥齿轮装配调整办法改善结论

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

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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）。
2.1.2将空位安装距A与在校验机上测量的安装距A1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

2.1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。

3.2 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：
1.《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，199

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.