小圓錐齒輪總成裝調工藝研討

王瑩瑩，趙建奎，姚富江

（雷沃重工股份有限公司，山東 濰坊　261206）

小圓錐齒輪總成裝調工藝研討

王瑩瑩，趙建奎，姚富江

（雷沃重工股份有限公司，山東 濰坊261206）

中央傳動作為拖拉機傳動系的核心部件，在安裝時需要調整大小圓錐齒輪副的接觸印痕和齒側間隙，另外需要調整的就是小圓錐齒輪總成內錐軸承的預緊度。文章主要討論小圓錐齒輪總成的設計原理及裝調工藝并對裝調工藝進行優(yōu)化探討。

小圓錐齒輪總成；裝調；摩擦力矩

拖拉機傳動系的核心部件為中央傳動部分，小圓錐齒輪總成（又稱主動弧總成）與差速器總成單獨的裝調以及兩個總成相對位置的調整決定了整個中央傳動部分的裝調質量。文章針對其中的小圓錐齒輪總成，對其設計原理及裝調工藝進行了優(yōu)化探討。

1　小圓錐齒輪總成的結構及設計原理

小圓錐齒輪總成的結構形式如圖1所示，小圓錐齒輪總成的主要結構為兩端兩個錐軸承支承小圓錐齒輪軸，兩錐軸承的裝配情況直接影響到小圓錐齒輪軸的軸向定位，從而影響到了大小圓錐齒輪的嚙合情況。

圖1　小圓錐齒輪總成的結構圖

由于圓錐滾子軸承的接觸角α較小（例如7000型α=11°～16°），因此當錐軸承有少量磨損時，就會產生較大的軸承游隙，從而影響錐軸承的正常運轉和錐齒輪的正確嚙合。因此在小圓錐齒輪總成的裝配過程主要需要保證兩錐軸承的預緊度或游隙。所謂預緊，就是在安裝時，用某種方法使軸承中產生并保持一定的預加軸向力，以消除軸承中的游隙，并在滾動體和內、外圈接觸處產生初始彈性變形。這樣就使預緊后的軸承在受到外載荷時，其內、外圈的徑向與軸向相對移動量都會比未預緊的軸承大大減小，從而提高了支承的軸向剛度，但預緊力過大時，卻會增加軸承中的摩擦力矩、降低傳動效率、縮短軸承壽命，甚至還會導致軸承發(fā)熱而引起損壞等。通常拖拉機根據實驗結果，規(guī)定了預緊后轉動小圓錐齒輪軸時所需克服的摩擦力矩（通常約為1～3N·m）來間接控制預緊度。

2　小圓錐齒輪的裝調工藝及參數要求

（1）軸承外圈裝配：將兩軸承外圈同時壓裝到小圓錐齒輪軸承座上。

（2）軸承內圈裝配：①將軸承一內圈壓裝到小圓錐齒輪軸上，確保軸承內圈壓裝到位。②將軸承二壓裝到小圓錐齒輪軸上，軸向預留0.5mm間隙。

（3）雙螺母擰緊：①將內側圓螺母擰在小圓錐齒輪軸上2～3扣，利用擰緊機擰緊。②放上止動墊圈，將外側圓螺母擰在小圓錐齒輪軸上2～3扣，利用擰緊機擰緊。要求保證兩圓錐滾子軸承預緊力矩（1～3）N·m，同時保證兩圓螺母背緊力矩（300～350）N·m。

3　小圓錐齒輪總成裝調難點

在小圓錐齒輪總成中，采用雙圓螺母鎖緊方式，通過調整兩圓螺母的鎖緊狀態(tài)，既要求保證兩圓錐軸承預緊力矩（1～3）N·m，又要求保證兩圓螺母背緊力矩（300～350）N·m。在實際裝調時，兩圓螺母的調整相當復雜，需要反復裝調，且難以同時保證以上兩個力矩要求。經分析產品結構及裝調過程預緊力矩變化發(fā)現，由于螺紋間隙的存在，當擰上外側圓螺母后，會影響通過內側圓螺母調整到位的錐軸承預緊力，背緊力矩越大對錐軸承預緊力影響也越大。

4　解決思路

（1）思路一：在擰緊機現場調試過程中，通過第一個螺母調整軸承預緊力，再將第二個圓螺母背緊到（300～350）N·m。不斷降低第一個圓螺母調整的錐軸承預緊力，直到第二個圓螺母背緊后的錐軸承預緊力符合技術要求。

驗證結果：當錐軸承預緊力調整到很小（0.5N·m）時，仍出現以下問題。擰上第二個圓螺母后，錐軸承預緊力不穩(wěn)定，有的超過4N·m，有的小于1.5N·m。

圖2　錐軸承預緊力

原因分析：①螺紋配合間隙不一致，對擰緊后的錐軸承預緊力影響較大：當擰上內側螺母時，螺紋間隙在軸承一側；而當擰上第二個螺母時，螺紋間隙在外側螺母一側。軸承預緊力由于螺紋間隙的整個分布面發(fā)生變化、變化大小隨著螺紋配合間隙的大小而變化。②當錐軸承預緊力較小時，軸承內容易存在假間隙，這種假間隙會影響最終軸承預緊力的精度。③當軸承預緊力較小時，測扭傳感器在此力矩控制區(qū)間的精度會降低。

結論：思路一的調整方法在零部件質量一致性不好的情況下，不能保證裝調質量。

（2）思路二：傳統的雙螺母調整方法主要有兩種：①將內側圓螺母進行調整，使軸承預緊力適當降低，背緊外側圓螺母，用“湊”的方式滿足技術要求，這種調整方法比較復雜，且對操作人員要求較高。②將內側圓螺母背緊，將軸承“背死”，然后將圓螺母反松1/6圈（即60°左右），然后鎖緊第二個螺母。這種方式比較容易操作。

擰內側螺母一：控制軸承預緊力N1（2.5-3.0）N·m，反松內側螺母：反松時間t。

再擰緊外側螺母：背緊力矩300N·m，測量軸承預緊力N2。①通過現場經驗，軸承預緊力N2在（2.5-3.0）N·m時，效果最好。②比較N1與N2大小，通過調整反松時間t進行調整N2，使N2與N1接近：當N2有的大于N1，有的小于N1，并且平均值與N1相近時。③檢驗N2效果，當總成裝配后用的扭矩儀測量N2，此時只需調整N1的大小即可達到預緊力的最理想效果。

結論：通過實驗可知思路二基本能滿足主動弧總成的裝調要求。

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［2］張波，王笑一，劉義.圓錐破碎機下支架強度的有限元分析［J］.礦山機械，2013，（8）.

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［4］李本仁，蘇醒.圓錐破碎機的特點及選擇探討［J］.礦山機械，2012，（1）.

Discussion on Small Bevel Gear Assembly Loading Process

WANG Ying-ying，ZHAO Jian-kui，YAO Fu-jiang
（Leiwo Heavy Industry Co.，Ltd.，Weifang，Shandong 261206，China）

The central transmission as the core component of the tractor drive train，needs to adjust the size of bevel gears while installing the contact pattern and backlash，also needs to adjust the small bevel gear assembly cone bearing preloaded in degrees.The paper mainly discusses the design principle of conical gear assembly and a small adjustment process and load on the process optimization.

small bevel gear assembly；loading；friction torque

U463.21

A

2095-980X（2016）07-0075-02

2016-06-14

王瑩瑩（1981-），大學本科，中級工程師，主要從事機械方面相關工作。