齒輪的裝配技術(shù)

1、齒輪的裝配技術(shù)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?齒輪傳動在機床、 汽車、拖拉機和其他機械中應(yīng)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(zhǔn)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(jié)構(gòu)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(zhì)量的好壞， 與齒輪的制造和裝配精度有著密切關(guān)系。 研究齒輪的裝配技術(shù)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、 2三、齒輪傳動的基本要求2（一）傳遞運動的準(zhǔn)性（二）傳動的平.2確穩(wěn)性 2（三）載荷分布的均勻性.2（四）傳動側(cè)隙的合理性2四、齒輪傳動機構(gòu)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(cè)隙 4五、齒輪的裝配與檢查 . 5（一）圓柱齒輪傳動機構(gòu)的裝配. 5（二）錐齒輪傳動機構(gòu)的裝配.5（三）蝸桿傳動機構(gòu)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(jié)論. 7一、 引言齒輪是現(xiàn)代機械傳動中的重要組成部分

3、。從國防機械到民用機械，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(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)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(shù)， 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(nèi)齒輪：與正齒輪咬合之直線圓筒內(nèi)側(cè)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

4、齒輪。、彎齒傘形齒輪：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(dá)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(zhǔn)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(zhǔn)確的。但由于不可避免地存在著齒

5、輪的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(zhǔn)確性， 具體情況是，在從動輪轉(zhuǎn)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(zhuǎn)角往往不同于理論轉(zhuǎn)角， 即發(fā)生了轉(zhuǎn)角誤差， 而導(dǎo)致傳動運動的不準(zhǔn)確， 這種轉(zhuǎn)角誤差會影響產(chǎn)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(guān)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(jù)機器不同的使用情況，提出相應(yīng)的齒輪傳動平穩(wěn)性要求， 產(chǎn)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(jié)果。在從動

6、齒輪轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)的過程中，引起傳遞不準(zhǔn)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(guān)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(cè)隙的合理性傳動側(cè)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(cè)間隙。不同用途的齒輪， 對傳動側(cè)隙的要求不同， 因此，應(yīng)合理的確定其數(shù)值， 一般傳遞動力和傳遞速度的齒輪副，其側(cè)隙應(yīng)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

7、傳動時產(chǎn)生的彈性變形和熱變形，對于需要經(jīng)常正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)的傳動齒輪副，其傳動側(cè)隙應(yīng)小些，以免在變換轉(zhuǎn)向時產(chǎn)生空程和沖擊。四、齒輪傳動機構(gòu)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(zhuǎn)質(zhì)量和承載能力；而精度要求過高，將給加工帶來困難。 根據(jù)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(zhuǎn)動一周范圍內(nèi)轉(zhuǎn)角的全部誤差數(shù)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(zhuǎn)動一周內(nèi)轉(zhuǎn)角誤差值中多次重復(fù)的數(shù)值。齒輪在轉(zhuǎn)過一個很小的角度時

8、 （例如一個齒），它的轉(zhuǎn)速也是忽快忽慢的， 即也存在著理論轉(zhuǎn)角和實際轉(zhuǎn)角之差。這種轉(zhuǎn)角差，在齒輪旋轉(zhuǎn)一周中，變化的次數(shù)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(zhuǎn)動一周中的最大轉(zhuǎn)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(cè)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(cè)間隙。 齒側(cè)間隙不是一項精度指標(biāo)， 而是需要按齒輪工作條件的不同，確定不同的齒側(cè)間隙。齒側(cè)間隙的作

9、用是使?jié)櫥土魍?、補償齒輪制造和裝配誤差、防止因受熱膨脹或受力變形而使齒輪運轉(zhuǎn)時咬住。對于側(cè)隙的要求按使用場合的不同來區(qū)分：儀器中讀數(shù)齒輪的側(cè)隙一般為零值；經(jīng)常正反轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)數(shù)不高的齒輪側(cè)隙可小些；一般傳動齒輪采用標(biāo)準(zhǔn)側(cè)隙；高速高溫傳動齒輪的側(cè)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。 3 5 級屬于精密級； 6 8 級屬于中精度級，常用于機床中； 9 12 級為低精度等級。 齒輪的傳動精度，按照要限

10、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，影響傳遞運動的準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)， 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(zhuǎn)后齒面上分布的接觸擦亮痕跡。接觸痕跡

11、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(yīng)趨近齒面中部，齒頂和兩端部棱邊處不允許接觸。（四）齒輪副的側(cè)隙裝配好的齒輪副，若固定其中一個齒輪，另一個齒輪能轉(zhuǎn)過的節(jié)圓弧長的最大值，稱為圓周側(cè)隙。齒輪副的側(cè)隙要求應(yīng)根據(jù)工作條件，用最大極限側(cè)隙與最小極限側(cè)隙來規(guī)定。側(cè)隙要求是通過選擇適當(dāng)?shù)闹行木嗥?、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(gòu)的裝配裝配圓柱齒輪傳動機構(gòu)，一般可按下述順序進(jìn)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(yīng)光潔并符合圖樣要求。齒輪在軸上可以空轉(zhuǎn)、滑移

12、或固定連接。在軸上空轉(zhuǎn)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(chǎn)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(jìn)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(gòu)，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，

13、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(shù)。 然后轉(zhuǎn)動齒輪， 每隔 3 4 個齒重復(fù)進(jìn)行測量， 測得百分表最大讀數(shù)與最小讀數(shù)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(zhuǎn)一周范圍內(nèi)，百分表的最大讀數(shù)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(nèi)的傳動齒輪， 將齒輪先裝在軸上后，不能安裝進(jìn)箱體中時，齒輪與軸的裝配是在裝入箱體的過程中同時進(jìn)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(nèi)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，

14、使百分表測量頭抵在齒輪端面上，在齒輪軸旋轉(zhuǎn)一周范圍內(nèi)，百分表的最大讀數(shù)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(nèi)的傳動齒輪， 將齒輪先裝在軸上后，不能安裝進(jìn)箱體中時，齒輪與軸的裝配是在裝入箱體的過程中同時進(jìn)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(nèi)外錐面的接觸情況，貼合面不良的可用三角刮刀進(jìn)行修正，裝配后，軸端與齒輪端面應(yīng)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(yīng)根據(jù)軸在箱體中的結(jié)構(gòu)特點而定。為了保證質(zhì)量，裝配前應(yīng)檢驗箱體的主要部件是否達(dá)到規(guī)定的技術(shù)要求。 檢驗內(nèi)容主要有： 孔和平面的尺寸精度

15、及幾何形狀精度；孔和平面的表面粗糙度及外觀質(zhì)量；孔和平面的表面粗糙度及外觀質(zhì)量；孔和平面的相互位置精度。前兩項檢驗比較簡單，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(chǎn)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(nèi)。對精度要求不高的孔， 為減少專用檢驗心軸數(shù)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(zhuǎn)動心軸即可測出同軸度誤差值。（二）錐齒輪傳動機構(gòu)的裝配1、錐齒輪軸向位置確定： 準(zhǔn)確確定兩錐齒輪在軸上的軸向位置， 必

16、須使兩齒輪分度圓錐相切，兩錐頂重合。2 錐齒輪嚙合質(zhì)量檢查與直齒輪基本相同。（三）蝸桿傳動機構(gòu)的裝配和差速器的裝配1 、對渦輪蝸桿傳動的技術(shù)要求：（）渦桿中心線與渦輪中心線相互垂直。（）蝸桿軸線應(yīng)在渦輪輪齒的對稱中心面內(nèi)。（）蝸桿與渦輪間的中心距要準(zhǔn)確。（）有適當(dāng)?shù)凝X側(cè)間隙。（）有正確的接觸斑點。、蝸桿傳動機構(gòu)的裝配過程蝸桿傳動機構(gòu)的裝配工藝過程配順序，應(yīng)根據(jù)具體結(jié)構(gòu)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(jìn)行：（）組合式渦輪，應(yīng)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

17、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面內(nèi)，只能通過改變調(diào)整墊片厚度的方法，調(diào)整渦輪的軸向位置、蝸桿傳動機構(gòu)裝配質(zhì)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(diào)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(jù)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(zhuǎn)心軸1

18、，百分表在心軸2 上 L 長度范圍內(nèi)的讀數(shù)差，即為兩軸線在L 長度內(nèi)的垂直度誤差。、蝸桿傳動機構(gòu)嚙合質(zhì)量的檢驗（ 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(zhuǎn)動。（ 3）檢查運轉(zhuǎn)的靈活性， 手轉(zhuǎn)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(zhì)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(yīng)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(zhǔn)。( 6 )、總成裝配后用帶花鍵的軸轉(zhuǎn)動半軸齒輪時應(yīng)很輕便，無卡住現(xiàn)象。( 7 )、裝配后的差速器總成應(yīng)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(dāng)齒根彎曲應(yīng)力過大，突然過載、沖擊載荷等易產(chǎn)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(yīng)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(jìn)裂紋中產(chǎn)生高壓，使