齒輪的裝配技術(shù)

1、齒輪的裝配技術(shù)摘要：齒輪傳動(dòng)是各種機(jī)械中最常用的傳動(dòng)方式之一，可用來傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，改 變速度的大小或方向，還可把傳動(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)用很廣泛，其原因是具有以下特點(diǎn)：能保證一定的瞬時(shí)傳動(dòng)比，傳動(dòng)準(zhǔn) 確可靠，傳遞的功率和速度變化范圍大，傳動(dòng)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(diǎn)，如噪音大，傳動(dòng)不如帶傳動(dòng)平穩(wěn)，齒輪裝配和制造要 求高等。齒輪傳動(dòng)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(cuò)交軸之齒 輪 .2三、齒

2、輪傳動(dòng)的基本要求 2（一）傳遞運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性 .2（二）傳動(dòng)的平穩(wěn)性 .2（三）載荷分布的均勻 性 .2（四）傳動(dòng)側(cè)隙的合理 性 2四、齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的精度要求 .3（一）齒輪的加工精 度 .（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(dòng)機(jī)構(gòu)的裝 配. 5（二）錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的裝 配.5（三）蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的裝配和差速器的裝 配 .5六、齒輪傳動(dòng)的失效形式及措 施 . 6（一）齒輪折 斷 6（二）齒面點(diǎn) 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(dòng)效率因 素 .7八、結(jié)論

3、 . 7一、引言 齒輪是現(xiàn)代機(jī)械傳動(dòng)中的重要組成部分。從國防機(jī)械到民用機(jī)械，從重工業(yè)機(jī)械到輕工業(yè)機(jī)械，無不廣泛的采用齒輪傳動(dòng)。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(jī)械工 業(yè)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。二、齒輪的種類（一）平行軸之齒輪1、正齒輪（直齒輪）：齒筋平行于軸心之直線圓筒齒輪。2、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(shí)之特殊情形。3、內(nèi)齒輪：與正齒輪咬合之直線圓筒內(nèi)側(cè)齒輪。4、螺旋齒輪：齒筋成螺旋線之圓筒齒輪。5、斜齒齒條：與螺旋齒輪咬合之直線狀齒輪。6、雙螺旋齒輪：左右旋齒筋所形成之螺旋齒輪。（二）直交

4、軸之齒輪1、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。2、彎齒傘形齒輪：齒筋為具有螺旋角之彎曲線的傘形齒輪。3、零螺旋彎齒傘形齒輪：螺旋角為零之彎齒傘形齒輪。（三）錯(cuò)交軸之齒輪1、圓筒蝸輪齒輪：圓筒蝸輪齒輪為蝸桿及齒輪之總稱。2、錯(cuò)交螺旋齒輪:此為圓筒形螺旋齒輪，利用要錯(cuò)交軸（又稱歪斜軸）間傳動(dòng)時(shí) 稱之。3、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(cuò)交軸之圓錐狀齒輪。形狀類似彎齒傘形齒輪。三、齒輪傳動(dòng)的基本要求（一）傳遞運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性由齒輪嚙合原理可知，在一對理論的漸幵線齒輪傳動(dòng)過程中，兩齒輪

5、之間的傳動(dòng)比 是確定的，這時(shí)傳遞運(yùn)動(dòng)是準(zhǔn)確的。但由于不可避免地存在著齒輪的加工誤差和齒 輪副的裝配誤差，使兩輪的傳動(dòng)比發(fā)生變化。從而影響了傳遞運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性，具體 情況是，在從動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng) 360°的過程中，兩輪之間的傳動(dòng)比成一個(gè)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(dòng)運(yùn)動(dòng)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(dòng)的平穩(wěn)性齒輪傳動(dòng)過程中發(fā)生沖擊、噪音和振動(dòng)等現(xiàn)象，影響齒輪傳動(dòng)的平穩(wěn)性，關(guān)系到機(jī) 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(jī)器不同的使用 情況，提出相應(yīng)的齒輪傳動(dòng)平穩(wěn)性要求，產(chǎn)生齒輪傳動(dòng)不平穩(wěn)的原因，主要

6、是由于 傳動(dòng)過程中傳動(dòng)比發(fā)生高頻地瞬時(shí)突變的結(jié)果。在從動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)的過程中，引起 傳遞不準(zhǔn)確的傳動(dòng)比變化只有一個(gè)周期，而引起傳動(dòng)不平穩(wěn)的傳動(dòng)比變化有許多周 期，兩者是不同的，實(shí)際上在齒輪傳動(dòng)過程中，上述兩種傳動(dòng)比的變化同時(shí)存在。（三）載荷分布的均勻性兩齒輪相互嚙合的齒面，在傳動(dòng)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(dòng)側(cè)隙的合理性 傳動(dòng)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(dòng)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(dòng)力 和傳遞速度的齒輪副，其

7、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(bǔ)償傳動(dòng)時(shí)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(dòng)齒輪 副，其傳動(dòng)側(cè)隙應(yīng)小些，以免在變換轉(zhuǎn)向時(shí)產(chǎn)生空程和沖擊。四、齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的精度要求（一）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，對齒輪制造精度提出下面四方面的 要求：1、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，要求齒齒輪傳動(dòng)時(shí)有正確的傳動(dòng)比。2、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)

8、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)。 簡言之，運(yùn)動(dòng)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。3、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。4、齒側(cè)間隙，在齒輪傳動(dòng)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(xiàng)精度指標(biāo)，而是需要按齒輪工作條

9、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(dòng)齒輪采用標(biāo)準(zhǔn)側(cè)隙； 高速高溫傳動(dòng)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(gè)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(gè)齒輪的精度等級一般相同。若齒輪副中兩個(gè)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(jī)床中；912級為低精度等級。

10、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、公法線長度變動(dòng)公差等來保證； 第U組為工作平穩(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；第川組為接觸精度，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，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(diǎn)和接觸位置來評定的，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

11、亮痕跡。接觸痕跡的大小是在齒面展幵圖上用百分表來計(jì)算的。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。（四）齒輪副的側(cè)隙裝配好的齒輪副，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(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。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

12、軸上可以空轉(zhuǎn)、 滑移或固定連接。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(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。 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。 將齒輪軸支持在 V形架或兩頂尖上，使軸與

13、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(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(dòng)誤差。端面圓跳動(dòng)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(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)，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

14、跳動(dòng)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(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)，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(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

15、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)。若要 確定同軸度誤差值，可用檢驗(yàn)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(dòng)心軸即可測出同軸度誤差值。(二) 錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的裝配1

16、、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(dòng)機(jī)構(gòu)的裝配和差速器的裝配1、對渦輪蝸桿傳動(dòng)的技術(shù)要求：(1) 渦桿中心線與渦輪中心線相互垂直。(2) 蝸桿軸線應(yīng)在渦輪輪齒的對稱中心面內(nèi)。(3) 蝸桿與渦輪間的中心距要準(zhǔn)確。(4) 有適當(dāng)?shù)凝X側(cè)間隙。(5) 有正確的接觸斑點(diǎn)。2、蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的裝配過程蝸桿傳動(dòng)機(jī)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：(1) 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，

17、并用螺釘加以緊固。(2) 將渦輪裝在軸上，其裝配與檢驗(yàn)方法與裝配圓柱齒輪相同。(3) 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3、蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)裝配質(zhì)量的檢驗(yàn)(1) 箱體孔中心距的檢驗(yàn)，測量時(shí)，將兩根檢驗(yàn)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(yàn)。檢驗(yàn)時(shí)，先將心軸 1、2分別插入箱體

18、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1,百分表在心軸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。4、蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)嚙合質(zhì)量的檢驗(yàn)(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(diǎn)法：將紅丹粉涂在蝸桿上，輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)。(3) 檢查運(yùn)轉(zhuǎn)的靈活性，手轉(zhuǎn)動(dòng)蝸桿時(shí)，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(shí)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(jī)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(dòng)半軸齒輪時(shí)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(dòng)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(qiáng)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(diǎn)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，