齒輪的裝配技術

1、齒輪的裝配技術摘要：齒輪傳動是各種機械中最常用的傳動方式之一，可用來傳遞運動和動力，改變速度的大小或方向，還可把傳動變?yōu)橐苿印｝X輪傳動在機床、汽車、拖拉機和其他機械中應用很廣泛，其原因是具有以下特點：能保證一定的瞬時傳動比，傳動準確可靠，傳遞的功率和速度變化范圍大，傳動效率高，使用壽命長以及結構緊湊，體積小等，但也有一定缺點，如噪音大，傳動不如帶傳動平穩(wěn)，齒輪裝配和制造要求高等。齒輪傳動質量的好壞，與齒輪的制造和裝配精度有著密切關系。研究齒輪的裝配技術具有重要意義。目 錄一、引言 2二、齒輪的種類 .2（一）平行軸之齒輪 2（二）直交軸之齒輪 2 （三）錯交軸之齒輪 2三、齒輪傳動的基本要求2

2、（一）傳遞運動的準確性 .2（二）傳動的平穩(wěn)性 2（三）載荷分布的均勻性 .2（四）傳動側隙的合理性2四、齒輪傳動機構的精度要求 .3（一）齒輪的加工精度 .3（二）齒輪的精度等級4（三）齒輪副的接觸精度 .4（四）齒輪副的側隙 4五、齒輪的裝配與檢查 .5（一）圓柱齒輪傳動機構的裝配.5（二）錐齒輪傳動機構的裝配.5 （三）蝸桿傳動機構的裝配和差速器的裝配 .5六、齒輪傳動的失效形式及措施.6 （一）齒輪折斷6（二）齒面點蝕7（三）齒面磨粒磨損.7（四）齒面膠合7（五）齒面塑性變形.7七、影響齒輪傳動效率因素.7八、結論.7一、 引言 齒輪是現(xiàn)代機械傳動中的重要組成部分。從國防機械到民用機械

3、，從重工業(yè)機械到輕工業(yè)機械，無不廣泛的采用齒輪傳動。隨著我國工農業(yè)生產和科學技術的飛躍發(fā)展，對于齒輪的需要顯著增加。因此，齒輪的配合技術，便成為發(fā)展機械工業(yè)的一個重要環(huán)節(jié)。 二、齒輪的種類 （一）平行軸之齒輪 、正齒輪（直齒輪）：齒筋平行于軸心之直線圓筒齒輪。 、齒條：與正齒輪咬合之直線條狀齒輪，可以說是齒輪之節(jié)距在大小變成無限大時之特殊情形。 、內齒輪：與正齒輪咬合之直線圓筒內側齒輪。 、螺旋齒輪：齒筋成螺旋線之圓筒齒輪。 、斜齒齒條：與螺旋齒輪咬合之直線狀齒輪。、雙螺旋齒輪：左右旋齒筋所形成之螺旋齒輪。（二）直交軸之齒輪 、直齒傘形齒輪：齒筋與節(jié)圓錐之母線（直線）一致之傘形齒輪。、彎齒傘形

4、齒輪：齒筋為具有螺旋角之彎曲線的傘形齒輪。、零螺旋彎齒傘形齒輪：螺旋角為零之彎齒傘形齒輪。 （三）錯交軸之齒輪 、圓筒蝸輪齒輪：圓筒蝸輪齒輪為蝸桿及齒輪之總稱。 、錯交螺旋齒輪:此為圓筒形螺旋齒輪，利用要錯交軸（又稱歪斜軸）間傳動時稱之。 、其它之特殊齒輪： 面齒輪：為能與正齒輪或與螺旋齒輪咬合之圓盤形的面齒輪。 鼓形蝸輪齒輪：凹鼓形蝸桿及與此咬合之齒輪的總稱。戟齒輪：傳達錯交軸之圓錐狀齒輪。形狀類似彎齒傘形齒輪。 三、齒輪傳動的基本要求 （一）傳遞運動的準確性 由齒輪嚙合原理可知，在一對理論的漸開線齒輪傳動過程中，兩齒輪之間的傳動比是確定的，這時傳遞運動是準確的。但由于不可避免地存在著齒輪的

5、加工誤差和齒輪副的裝配誤差，使兩輪的傳動比發(fā)生變化。從而影響了傳遞運動的準確性，具體情況是，在從動輪轉動360°的過程中，兩輪之間的傳動比成一個周期性的變化，其轉角往往不同于理論轉角，即發(fā)生了轉角誤差，而導致傳動運動的不準確，這種轉角誤差會影響產品的使用性能，必須加以限制。 （二）傳動的平穩(wěn)性 齒輪傳動過程中發(fā)生沖擊、噪音和振動等現(xiàn)象，影響齒輪傳動的平穩(wěn)性，關系到機器的工作性能、能量消耗和使用壽命以及工作環(huán)境等。因此，根據機器不同的使用情況，提出相應的齒輪傳動平穩(wěn)性要求，產生齒輪傳動不平穩(wěn)的原因，主要是由于傳動過程中傳動比發(fā)生高頻地瞬時突變的結果。在從動齒輪轉一轉的過程中，引起傳遞不

6、準確的傳動比變化只有一個周期，而引起傳動不平穩(wěn)的傳動比變化有許多周期，兩者是不同的，實際上在齒輪傳動過程中，上述兩種傳動比的變化同時存在。 （三）載荷分布的均勻性 兩齒輪相互嚙合的齒面，在傳動過程中接觸情況如何，將影響到被傳遞的載荷是否能均勻的分布在齒面上，這關系到齒輪的承載能力，也影響到齒面的磨損情況和使用壽命。 （四）傳動側隙的合理性 傳動側隙是指齒輪傳遞過程中，一對齒輪在非工作齒面間所形成的齒側間隙。不同用途的齒輪，對傳動側隙的要求不同，因此，應合理的確定其數值，一般傳遞動力和傳遞速度的齒輪副，其側隙應稍大，其作用是提供正常的潤滑所必須的儲油間隙，以及補償傳動時產生的彈性變形和熱變形，對

7、于需要經常正轉或者反轉的傳動齒輪副，其傳動側隙應小些，以免在變換轉向時產生空程和沖擊。四、齒輪傳動機構的精度要求 （一）齒輪的加工精度 齒輪加工時，由于種種原因，使加工出來的齒輪總是存在不同程度的誤差。制造誤差大了，精度就低，它將直接影響齒輪傳動的運轉質量和承載能力；而精度要求過高，將給加工帶來困難。根據齒輪使用的要求，對齒輪制造精度提出下面四方面的要求： 1、 運動精度，運動精度決定齒輪在轉動一周范圍內轉角的全部誤差數值，要求齒齒輪傳動時有正確的傳動比。 2、 工作平穩(wěn)性，工作平穩(wěn)性決定齒輪在轉動一周內轉角誤差值中多次重復的數值。齒輪在轉過一個很小的角度時（例如一個齒），它的轉速也是忽快忽慢

8、的，即也存在著理論轉角和實際轉角之差。這種轉角差，在齒輪旋轉一周中，變化的次數非常頻繁，多次周期性的出現(xiàn)，因而引起沖擊、振動和噪聲，使齒輪傳動不平穩(wěn)。簡言之，運動精度是指齒輪在轉動一周中的最大轉角誤差，而工作平穩(wěn)性則是指瞬時的傳動變化，兩者是有區(qū)別的。 3、 接觸精度，接觸精度決定齒輪傳動中嚙合齒面接觸半點的比例大小。齒面接觸是否良好直接影響齒輪的承載能力和齒輪工作的壽命。 4、 齒側間隙，在齒輪傳動中，相互嚙合的一對齒輪在非工作齒面留出的一定間隙稱為尺側間隙。齒側間隙不是一項精度指標，而是需要按齒輪工作條件的不同，確定不同的齒側間隙。齒側間隙的作用是使?jié)櫥土魍?、補償齒輪制造和裝配誤差、防止

9、因受熱膨脹或受力變形而使齒輪運轉時咬住。對于側隙的要求按使用場合的不同來區(qū)分：儀器中讀數齒輪的側隙一般為零值；經常正反轉、轉數不高的齒輪側隙可小些；一般傳動齒輪采用標準側隙；高速高溫傳動齒輪的側隙可較大些。 （二）齒輪的精度等級 對齒輪及齒輪副規(guī)定13個精度等級，其中0級精度最高，其余各級精度依次降低，12級精度最低。齒輪副中兩個齒輪的精度等級一般相同。若齒輪副中兩個齒輪的精度等級不同，則按其精度較低者確定齒輪副的精度等級。35級屬于精密級；68級屬于中精度級，常用于機床中；912級為低精度等級。 齒輪的傳動精度，按照要限制的各項公差和極限偏差，可分為三個公差組。第組為運動精度，影響傳遞運動的

10、準確性，用限制齒圈徑向圓跳動公差、公法線長度變動公差等來保證；第組為工作平穩(wěn)性精度，影響傳遞運動的平穩(wěn)性、噪聲和振動，一般用限制齒距和基節(jié)極限偏差以及切向和徑向綜合公差來保證；第組為接觸精度，影響齒面載荷分布的均勻性，一般用限制齒向公差、接觸線公差等來保證。這三個組的精度標準指標，按使用要求的不同，允許采用相同的精度等級，也允許采用不同的精度等級。（三）齒輪副的接觸精度 它是用齒輪副的接觸斑點和接觸位置來評定的，所謂接觸斑點就是裝配好的齒輪副，在輕微的制動下運轉后齒面上分布的接觸擦亮痕跡。接觸痕跡的大小是在齒面展開圖上用百分表來計算的。接觸斑點的分布位置應趨近齒面中部，齒頂和兩端部棱邊處不允許

11、接觸。 （四）齒輪副的側隙 裝配好的齒輪副，若固定其中一個齒輪，另一個齒輪能轉過的節(jié)圓弧長的最大值，稱為圓周側隙。齒輪副的側隙要求應根據工作條件，用最大極限側隙與最小極限側隙來規(guī)定。側隙要求是通過選擇適當的中心距偏差、齒厚極限偏差（或公法線平均長度偏差）等來保證。 五、 齒輪的裝配與檢查 （一）圓柱齒輪傳動機構的裝配 裝配圓柱齒輪傳動機構，一般可按下述順序進行：把齒輪裝在軸上；把齒輪軸部件裝入箱體中。 1、齒輪與軸的裝配。齒輪是裝在軸上工作的，軸安裝齒輪的部位應光潔并符合圖樣要求。齒輪在軸上可以空轉、滑移或固定連接。在軸上空轉或滑移的齒輪，與軸為間隙配合，裝配后的精度主要取決于零件本身的加工精

12、度。這類齒輪的裝配比較方便，裝配后，齒輪在軸上不得有晃動現(xiàn)象。在軸上固定的齒輪，通常與軸為過渡配合或少量過盈配合，裝配時需加一定外力。壓裝時，要避免齒輪歪斜和產生變形等。若配合的過盈量較小，可用手工工具敲擊壓裝，過盈量較大的，可用壓力機壓裝或采用熱裝法進行裝配。 將齒輪安裝在軸上，常見的誤差是齒輪的偏心、歪斜和丟安眠未貼緊軸肩。精度要求高的齒輪傳動機構，在壓裝后需要檢查。檢查其徑向圓跳動和端面圓跳動誤差。徑向圓跳動誤差的檢查方法。將齒輪軸支持在V形架或兩頂尖上，使軸與平板平行，把圓柱規(guī)放在齒輪的輪齒間，將百分表測量頭抵在圓柱規(guī)上，從百分表上得出一個讀數。然后轉動齒輪，每隔34個齒重復進行測量，

13、測得百分表最大讀數與最小讀數之差，就是齒輪分度圓上的徑向圓跳動誤差。端面圓跳動誤差的檢查方法，用頂尖將軸頸在中間，使百分表測量頭抵在齒輪端面上，在齒輪軸旋轉一周范圍內，百分表的最大讀數與最小讀書之差即為齒輪端面圓跳動誤差。 這里還要指出，安裝在非剖分式箱體內的傳動齒輪，將齒輪先裝在軸上后，不能安裝進箱體中時，齒輪與軸的裝配是在裝入箱體的過程中同時進行的。齒輪與軸為錐面配合時，常用語定心精度較高的場合。裝配前，用涂色法檢查內外錐面的接觸情況，貼合端面圓跳動誤差的檢查方法，用頂尖將軸頸在中間，使百分表測量頭抵在齒輪端面上，在齒輪軸旋轉一周范圍內，百分表的最大讀數與最小讀書之差即為齒輪端面圓跳動誤差

14、。 這里還要指出，安裝在非剖分式箱體內的傳動齒輪，將齒輪先裝在軸上后，不能安裝進箱體中時，齒輪與軸的裝配是在裝入箱體的過程中同時進行的。齒輪與軸為錐面配合時，常用語定心精度較高的場合。裝配前，用涂色法檢查內外錐面的接觸情況，貼合面不良的可用三角刮刀進行修正，裝配后，軸端與齒輪端面應有一定的間隙。 2、將齒輪軸部件裝入箱體。這是一個極為重要的工序，裝配方法應根據軸在箱體中的結構特點而定。為了保證質量，裝配前應檢驗箱體的主要部件是否達到規(guī)定的技術要求。檢驗內容主要有：孔和平面的尺寸精度及幾何形狀精度；孔和平面的表面粗糙度及外觀質量；孔和平面的表面粗糙度及外觀質量；孔和平面的相互位置精度。前兩項檢驗

15、比較簡單，這里就孔和平面的相互位置精度檢驗方法介紹如下： 同軸線孔的同軸度誤差的檢驗。在成批生產中，用專用檢驗心軸檢驗，若心軸能自由地推入幾個孔中，表明孔的同軸度誤差在規(guī)定范圍之內。對精度要求不高的孔，為減少專用檢驗心軸數量，可用幾副不同外徑的檢驗套配合檢驗。若要確定同軸度誤差值，可用檢驗心軸及百分表，在兩孔中裝入專用套，將心軸插入套中，再將百分表固定在心軸上，轉動心軸即可測出同軸度誤差值。 （二）錐齒輪傳動機構的裝配 1、錐齒輪軸向位置確定：準確確定兩錐齒輪在軸上的軸向位置，必須使兩齒輪分度圓錐相切，兩錐頂重合。 2錐齒輪嚙合質量檢查與直齒輪基本相同。 （三）蝸桿傳動機構的裝配和差速器的裝配

16、 1、對渦輪蝸桿傳動的技術要求： （）渦桿中心線與渦輪中心線相互垂直。 （）蝸桿軸線應在渦輪輪齒的對稱中心面內。 （）蝸桿與渦輪間的中心距要準確。 （）有適當的齒側間隙。 （）有正確的接觸斑點。 、蝸桿傳動機構的裝配過程 蝸桿傳動機構的裝配工藝過程配順序，應根據具體結構而定。一般是先裝渦輪，但也有先裝蝸桿，后裝渦輪的。一般情況下，按下列順序進行： （）組合式渦輪，應先將齒輪圈壓裝在輪轂上，壓裝方法與過盈裝配相同，并用螺釘加以緊固。 （）將渦輪裝在軸上，其裝配與檢驗方法與裝配圓柱齒輪相同。 （）把渦輪軸組件裝入箱體，然后再裝入蝸桿，因蝸桿軸的位置已由箱體孔決定，要使蝸桿軸線位于渦輪輪齒的對稱中心

17、面內，只能通過改變調整墊片厚度的方法，調整渦輪的軸向位置、蝸桿傳動機構裝配質量的檢驗 （1）箱體孔中心距的檢驗,測量時，將兩根檢驗心軸分別插入箱體，裝配渦輪軸和蝸桿的孔中，用三支千斤頂將箱體支撐在平板上。調整千斤頂，使其中一根心軸與平板平面平行后，再分別測量出兩心軸至平板平面的距離，最后根據測出兩軸線之間的中心距。 （2）箱體孔軸心線之間垂直度檢驗。檢驗時，先將心軸1、2分別插入箱體上渦輪軸和蝸桿的安裝孔中，在心軸1上的一端套上裝有百分表的支架，并用螺釘緊固。百分表測量頭抵住心軸2，旋轉心軸1，百分表在心軸2上L長度范圍內的讀數差，即為兩軸線在L長度內的垂直度誤差。 、蝸桿傳動機構嚙合質量的檢

18、驗 （1）百分表法：直接測量法和測量桿的測量法。 （2）渦輪接觸斑點法：將紅丹粉涂在蝸桿上，輕輕轉動。 （3）檢查運轉的靈活性，手轉動蝸桿時，是否松緊一致，是否有咬住現(xiàn)象等。 5、差速器的裝配要求： （1）、裝配場所與器具及勞保用品不得有影響裝配質量的污染。 （2）、裝配時不得用鋼錘直接敲打零件。 （3 )、文明裝配，輕拿輕放，尤其是配合表面不得有磕碰傷痕和毛刺。 ( 4 )、齒輪與十字軸、殼體及墊片之間配合部位應以機油潤滑。 ( 5 )、差速器左右殼必須有相同的組合件序號，且印記必須對準。 ( 6 )、總成裝配后用帶花鍵的軸轉動半軸齒輪時應很輕便，無卡住現(xiàn)象。 ( 7 )、裝配后的差速器總成應完全浸入潤滑油中，使齒輪在工作中處于完全的潤滑狀態(tài)。六、齒輪傳動的失效形式及措施 （一）齒輪折斷 危害：當齒根彎曲應力過大，突然過載、沖擊載荷等易產生折斷 措施：1、增大齒根過渡曲線半徑 2、降低表面粗糙度值，減輕加工損傷，采用表面強化處理 3、增大軸及軸承的剛度，使接觸表面受力均勻。（二）齒面點蝕 危害：接觸應力多次作用后，靠近界限的齒根面處表面層會出現(xiàn)若干微小的裂紋，潤滑油被擠進裂紋中產生高壓，使裂紋進一步擴展，在載荷作用下最終