齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的裝配與調(diào)整

1、3.齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的裝配與調(diào)整齒輪傳動(dòng)是各種機(jī)械中最常用的傳動(dòng)方式之一。齒輪傳動(dòng)可用來傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩，改變轉(zhuǎn)速的大小和方向，還可把轉(zhuǎn)動(dòng)變?yōu)橐苿?dòng)。齒輪傳動(dòng)在機(jī)床、汽車、 拖拉機(jī)和其他機(jī)械中應(yīng)用如此廣泛，是因?yàn)樗哂幸韵乱恍┨攸c(diǎn)：保證一定的瞬時(shí)傳動(dòng)比，傳動(dòng)準(zhǔn)確可靠；傳遞的功率和速度范圍大；傳動(dòng)效率高；使用壽命長(zhǎng)及結(jié)構(gòu)緊湊、體積小等。但是，它也有一些缺點(diǎn)，如齒輪傳動(dòng)噪聲大、傳動(dòng)不如帶傳動(dòng)平穩(wěn)、不宜用于大距離傳動(dòng)、制造裝配要求高等。（ 1） 齒輪傳動(dòng)的種類。齒輪傳動(dòng)有漸開線圓柱齒輪傳動(dòng)、錐齒輪及準(zhǔn)雙曲面齒輪傳動(dòng)、 圓弧齒輪傳動(dòng)、圓柱齒輪傳動(dòng)等。齒輪傳動(dòng)的種類如圖2-95、 2-96所示。其中直齒輪（見圖

2、 2-95a、2-95b、2-95c）、斜齒（見圖2-95d）和 人字齒圓柱齒輪（見圖2-95e） ， 用于兩平行軸的傳動(dòng)；直齒 （見圖2-96a） 、斜齒（見圖2-96b）和弧齒錐齒輪（見圖2-96c）,用于兩相交軸之間的傳 動(dòng)；交錯(cuò)軸寫齒輪（見圖2-96d）和準(zhǔn)雙曲面齒輪（見圖2-96e）,用于相錯(cuò)軸之間的傳動(dòng)。此外還有可將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)的齒輪齒條傳動(dòng)（見圖2-95c） ； 軸間距離小時(shí)，可采用更為緊湊的內(nèi)嚙合齒輪傳動(dòng)（見圖2-95b）等。（ 2） 齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的精度要求1）齒輪的加工精度。齒輪加工時(shí)，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

3、直接影響齒輪傳動(dòng)的運(yùn)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(duì)齒輪制造精度提出下面四方面的要求： 運(yùn)動(dòng)精度。運(yùn)動(dòng)精度決定齒輪在轉(zhuǎn)動(dòng)一周范圍內(nèi)轉(zhuǎn)角的全部誤差數(shù)值，要求齒輪在一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，最大轉(zhuǎn)角誤差限制在一定的范圍內(nèi)。規(guī)定齒輪的運(yùn)動(dòng)精度是為了保證齒輪傳動(dòng)時(shí)有正確的傳動(dòng)比。 工作平穩(wěn)性。工作平穩(wěn)性決定齒輪在轉(zhuǎn)動(dòng)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(gè)很小的角度時(shí)（例如一個(gè)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(shí)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(dòng)和噪聲，使齒輪傳動(dòng)不平穩(wěn)。簡(jiǎn)言之， 運(yùn)動(dòng)

4、精度是指齒輪在轉(zhuǎn)動(dòng)一周中的最大轉(zhuǎn)角誤差，而工作平穩(wěn)性則是指瞬時(shí)的傳動(dòng)變化，兩者 是有區(qū)別的。 接觸精度。接觸精度決定齒輪傳動(dòng)中嚙合齒面接觸半點(diǎn)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。 齒側(cè)間隙。在齒輪傳動(dòng)中，相互嚙合的一對(duì)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(xiàng)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)間隙的作用是使?jié)櫥土魍?、補(bǔ)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(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)咬住。 對(duì)于側(cè)隙的要求按使用場(chǎng)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(dòng)齒輪采用標(biāo)準(zhǔn)側(cè)

5、隙；高速高溫傳動(dòng)齒輪的側(cè)隙可較大些。2）齒輪的精度等級(jí)。根據(jù) GB/T10095.1-2001 和 GB/T10095.2-2001 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)齒輪及齒輪副規(guī)定13 個(gè)精度等級(jí)，其中 0 級(jí)精度最高，其余各級(jí)精度依次降低， 12 級(jí)精度最低。齒輪副中兩個(gè)齒輪的精度等級(jí)一般相同。若齒輪副中兩個(gè)齒輪的精度等級(jí)不同，則按其精度較低者確定齒輪副的精度等級(jí)。35級(jí)屬于精密級(jí)；68級(jí)屬于中精度級(jí)，常用于機(jī)床中；912級(jí)為低 精度等級(jí)。齒輪的傳動(dòng)精度，按照要限制的各項(xiàng)公差和極限偏差，可分為三個(gè)公差組。第I組為運(yùn)動(dòng)精度，影響傳遞運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性，用限制齒圈徑向圓跳動(dòng)公差、 公法線長(zhǎng)度變動(dòng)公差等來保證；第n組為工

6、作平穩(wěn)性精度，影響傳遞運(yùn)動(dòng)的平 穩(wěn)性、 噪聲和振動(dòng)，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；第田組為接觸精度，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(gè)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(jí)，也允許采用不同的精度等級(jí)。3）齒輪副的接觸精度。它是用齒輪副的接觸斑點(diǎn)和接觸位置來評(píng)定的，見表2-9。 所謂接觸斑點(diǎn)就是裝配好的齒輪副，在輕微的制動(dòng)下運(yùn)轉(zhuǎn)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(jì)算的，見表2-10。接觸斑點(diǎn)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。4）齒輪副的側(cè)隙。裝配好的齒輪

7、副，若固定其中一個(gè)齒輪，另一個(gè)齒輪能轉(zhuǎn)過的節(jié)圓弧長(zhǎng)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(zhǎng)度偏差）等來保證。標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了 14 種齒厚（或公法線長(zhǎng)度）極限偏差，代號(hào)分別為C、 D、 E、 F、G、H、J、K、L、M、N、P、R、S,其極限偏差值依次遞增，如圖 2-97 所示。（ 3）齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的裝配和檢修1）技術(shù)要求齒輪孔與軸配合要適當(dāng)，不得有偏心或外協(xié)現(xiàn)象。保證齒輪油準(zhǔn)確的安裝中心距和適當(dāng)?shù)凝X側(cè)間隙。間隙過小，齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活， 甚至卡齒，會(huì)加劇齒面的磨損；間隙過大，換向空程大

8、，而且會(huì)產(chǎn)生沖擊。 保證齒面有一定的接觸面積和正確的接觸部位。接觸部位與接觸面積是互相聯(lián)系的，接觸部位不正確也反映了兩嚙合齒輪的相互位置誤差。 滑動(dòng)齒輪不應(yīng)有卡住和阻滯現(xiàn)象。變換機(jī)構(gòu)應(yīng)保證準(zhǔn)確的定位，齒輪的錯(cuò)位量不得超過規(guī)定值。 對(duì)轉(zhuǎn)速高的大齒輪，裝配在軸上后還應(yīng)做平衡檢查，以避免過大振動(dòng)。裝配的技術(shù)要求主要決定于傳動(dòng)裝置的用途和精度，并非對(duì)所有齒輪傳動(dòng)裝置都要求一樣。如分度機(jī)構(gòu)中的齒輪傳動(dòng)主要是保證運(yùn)動(dòng)精度，而低速重載的齒輪傳動(dòng)主要要求是傳動(dòng)平穩(wěn)等。2）圓柱齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的裝配。裝配圓柱齒輪傳動(dòng)機(jī)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。齒輪與軸的裝配。齒輪是裝在軸上工

9、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)、滑移或固定連接。常見的幾種結(jié)合方法如圖 2-98 所示。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(dòng)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(shí)需加一定 外力。壓裝時(shí)，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(jī)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（見圖2-99）。精度要求高的齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，在壓裝后需要檢查。檢查其

10、徑向圓跳動(dòng)和端面圓跳動(dòng)誤差。徑向圓跳動(dòng)誤差的檢查方法如圖 2-100所示。 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 輪齒問，將百分表測(cè)量頭抵在圓柱規(guī)上，從百分表上得出一個(gè)讀數(shù)。然后轉(zhuǎn) 動(dòng)齒輪，每隔34個(gè)齒重復(fù)進(jìn)行測(cè)量，測(cè)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(dòng)誤差。端面圓跳動(dòng)誤差的檢查方法（見圖 2-101）。用頂尖將軸頸在中間，使百 分表測(cè)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(dòng)誤差。這里還要指出，安裝在非剖分式箱體內(nèi)的傳動(dòng)齒輪，將齒輪先裝在軸上 后，不能安裝進(jìn)箱體中時(shí)，齒輪與軸的裝配是在

11、裝入箱體的過程中同時(shí)進(jìn)行 的。齒輪與軸為錐面配合時(shí)（見圖2-102）,常用語定心精度較高的場(chǎng)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 Vo將齒輪軸部件裝入箱體。這是一個(gè)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(diǎn)而定。為了保證質(zhì)量，裝配前應(yīng)檢驗(yàn)箱體的主要部件 是否達(dá)到規(guī)定的技術(shù)要求。檢驗(yàn)內(nèi)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(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(xiàng)檢驗(yàn)比較簡(jiǎn)單，這里就孔和平面的 相互位置精度檢驗(yàn)方法介紹如下：同軸線孔的同軸度誤差

12、的檢驗(yàn)。在成批生產(chǎn)中，用專用檢驗(yàn)心軸檢驗(yàn)， 若心軸能自由地推入幾個(gè)孔中，表明孔的同軸度誤差在規(guī)定范圍之內(nèi)。對(duì)精 度要求不高的孔，為減少專用檢驗(yàn)心軸數(shù)量，可用幾副不同外徑的檢驗(yàn)套配 合檢驗(yàn)（見圖2-103）。若要確定同軸度誤差值，可用檢驗(yàn)心軸及百分表，如圖 2-104所示，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(dòng)心軸即可測(cè)出同軸度誤差值。（3）孔距精度和孔系相互位置精度的檢驗(yàn)1）常用千分尺或游標(biāo)卡尺測(cè)得 Li或L2、di及d2的實(shí)際尺寸，再計(jì)算出實(shí)際的孔距尺寸A （見圖2-105a）。d1 d2A = L1 （ ） 22did2A = L2 -（ - -）22也可用如圖2

13、-105b所示方法檢驗(yàn)孔距:Mi M 2 di d2A 二 -孔系平行度誤差的檢驗(yàn)（見圖2-i05b）。分別測(cè)量心軸兩端尺寸M i和M 2，其差值就是兩軸孔軸線在所測(cè)長(zhǎng)度內(nèi)的平行度誤差。軸線與基面的尺寸精度和平行度誤差的檢驗(yàn)。箱體基面用等高墊塊支承在平板上，將心軸插入孔中（見圖2-i06）,用游標(biāo)高度尺（或量塊和百分表）測(cè)量心軸 兩端尺寸hi和h2,則軸線和基面的距離為：hi h2 d h = -a22平行誤差為： '' = h i - h 2軸線與孔兩端面垂直度誤差的檢驗(yàn)。 將帶有檢驗(yàn)圓盤的心軸嘻哈如孔中， 用涂色 法或塞尺可檢驗(yàn)軸線與孔端面的垂直度誤差（見圖 2-i07a）

14、,也可用如圖2-i07b 所示方法進(jìn)行檢驗(yàn)。心軸轉(zhuǎn)動(dòng)一周，百分表指示的最大與最小值之差， 即為端面 對(duì)軸心線的垂直度誤差。2）接觸精度的檢驗(yàn)和調(diào)整。齒輪軸部件裝入箱體后，要檢驗(yàn)齒輪副的嚙合情況， 它包括檢驗(yàn)齒輪的接觸斑點(diǎn)和側(cè)隙的大小。齒輪接觸斑點(diǎn)的分布情況可按表 2-9、表2-i0中的規(guī)定選取。輪齒上接觸印痕的 面積，應(yīng)該在齒輪的高度上接觸斑點(diǎn)不少于 30%60%,在齒輪的寬度上不少于 40%90% （隨齒輪精度而定），分布的位置應(yīng)是自節(jié)圓處上下對(duì)稱分布。通過 印痕在齒面上的位置，可以判斷誤差的原因（見圖2-i08）。直齒圓柱齒輪的接觸斑點(diǎn)及調(diào)整方法見表2-11接觸斑點(diǎn)原因分析調(diào)整方法正常接觸

15、同向偏接觸兩的車匕軸線/、平仃可在中心距允許的范圍內(nèi)，刮削軸瓦或調(diào)整軸承座異向偏接觸兩齒輪軸線歪斜單面偏接觸兩齒輪軸線小平行，同時(shí)歪斜游離接觸。在整個(gè)接觸區(qū)由一邊逐漸移至另一邊齒輪端面與回轉(zhuǎn)中心線不垂直檢查并校正齒輪端面與回轉(zhuǎn)中心線的垂直度不規(guī)則接觸（有時(shí)齒回一個(gè)點(diǎn)接觸，有時(shí)在端面邊線上接觸）齒面上有毛刺或后碰傷隆起去除毛刺，檢查損傷接觸較好，但不太規(guī)則齒圈徑向圓跳動(dòng)太大檢驗(yàn)并消除齒圈的徑向圓跳動(dòng)3）測(cè)量齒輪副側(cè)隙的方法有以下兩種：用壓鉛絲（電熔絲）法檢驗(yàn)（見圖2-109）。在齒輪面沿齒長(zhǎng)兩端并垂直于齒長(zhǎng)方 向放置兩條鉛絲，寬齒34條。鉛絲的直徑不宜超過最小側(cè)隙的 4倍。經(jīng)滾動(dòng) 齒輪擠壓后，測(cè)

16、量鉛絲擠壓最薄處的厚度，即為齒輪副的側(cè)隙。用百分表檢驗(yàn)（見圖2-110）。測(cè)量時(shí)，將一個(gè)齒輪固定，在另一個(gè)齒輪上裝上夾 緊桿1。由于側(cè)隙存在，裝有夾緊桿1的齒輪便可擺動(dòng)一定的角度，在百分表 2上可得到讀數(shù)為c,則此時(shí)齒側(cè)間隙cx可通過數(shù)學(xué)關(guān)系得到：RC x = CL式中c百分表讀數(shù)，mm；R裝夾緊桿齒輪的分度圓半徑，mm；L夾緊才f長(zhǎng)度，mm；cx 齒側(cè)間隙，mm。另外也可將百分表觸頭直接抵在未固定的齒輪的齒面上，將可動(dòng)齒輪從一側(cè) 嚙合迅速轉(zhuǎn)到另一側(cè)嚙合，百分表上的讀數(shù)差值即為齒輪副的側(cè)隙值。側(cè)隙大小與中心距偏差有關(guān)，圓柱齒輪傳動(dòng)的中心距一般由加工保證。 當(dāng)側(cè) 隙不符合要求時(shí)，對(duì)于中心距可調(diào)的

17、傳動(dòng)裝置，調(diào)整其中心距即能改變齒側(cè)間隙。 由滑動(dòng)軸承支承時(shí)，可刮削軸瓦調(diào)整側(cè)隙大小。4.蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的裝配與調(diào)整蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)常用于傳遞空間的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力，通常交錯(cuò)角為90°。它具有傳動(dòng)比大、工作較平穩(wěn)、噪聲低、結(jié)構(gòu)緊湊、可以自鎖等優(yōu)點(diǎn)，主要缺點(diǎn)是傳動(dòng)效率較低、工作時(shí)發(fā)熱大、需要有良好的潤(rùn)滑。（ 1） 蝸桿傳動(dòng)的精度要求1） 蝸桿傳動(dòng)的精度。按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB/T10089-1998規(guī)定有12個(gè)精度等級(jí)， 第 1 級(jí)精度最高，第 12 級(jí)精度最低。按照能對(duì)傳動(dòng)性起到保證作用的公差特性，可將公差（或極限偏差）也分成三個(gè)公差組。每一個(gè)公差組都分別對(duì)蝸桿、蝸輪和傳動(dòng)副的安裝精度而限制若干項(xiàng) 公差

18、（或極限偏差）來保證。根據(jù)使用要求不同，允許各公差組選 用不同的精度等級(jí)組合，但在同一公差組中，各項(xiàng)公差與極限偏差 應(yīng)保持相同的精度等級(jí)。蝸桿與配對(duì)蝸輪的精度等級(jí)一般取成相同，但允許取成不同。2） 蝸桿傳動(dòng)側(cè)隙規(guī)定。按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T10089-1998中規(guī)定蝸桿傳動(dòng)的側(cè)隙公分8中：a、b、c、d、e、f、g、h。最小法向側(cè)隙值以a為 最大，其他依次減小，一直到h 為零。選擇時(shí)應(yīng)根據(jù)工作條件和使用要求合理選用傳動(dòng)的側(cè)隙種類。各側(cè)隙的最小法向側(cè)隙j nmin 值見表 2-12 。3） 蝸桿副的接觸斑點(diǎn)要求。蝸桿副的接觸斑點(diǎn)要符合表2-13 的規(guī)定。4） 對(duì)蝸桿和渦輪軸心線的要求。蝸桿軸心線應(yīng)與蝸

19、輪軸心線垂直，蝸桿的軸心線應(yīng)在蝸輪輪齒的對(duì)稱中心平面內(nèi)，蝸桿、蝸輪件的中心 距要準(zhǔn)確。（ 2） 蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的裝配。蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的裝配順序，按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的不同，有的應(yīng)先裝蝸桿，后裝蝸輪；有的則相反。一般情況下，裝配工作是從蝸輪開始，其步驟如下： 將蝸輪齒圈1 壓裝在輪轂2 上，并用螺釘加以緊固（見圖2-111 ） 。 將蝸輪裝在軸上，其安裝及檢驗(yàn)方法與圓柱齒輪相同。 把蝸桿裝入箱體，一般蝸桿軸心線的位置是由箱體安裝孔所確定的。然后再將蝸輪軸裝入箱體，蝸輪的軸向位置可通過改變調(diào)整墊圈厚度或其他方式進(jìn)行調(diào)整，使蝸桿軸線位于蝸輪輪齒的對(duì)稱中心平面內(nèi)。裝配蝸桿傳動(dòng)過程中，可能產(chǎn)生的三種誤差，如圖2-112 所示。另外，為了確保蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的裝配