開卷卷取齒輪裝配分析

朱昕睿

摘 要：齒輪為開卷卷取傳動系統的關鍵部位，齒輪的裝配質量對傳動性能有很大的影響。文章通過對開卷卷取齒輪裝配時可能發生的情況進行分析，有助于實際裝配時解決問題。

關鍵詞：齒輪檢驗；齒輪嚙合；箱體精度；嚙合不良

1 齒輪裝配自檢

1.1 齒輪齒形的檢查

（1）齒輪的修緣

齒輪的修緣在實際裝配中具有重要意義，修緣的實質就是齒的避讓，在加工制造中，可以有效的避免齒尖磕碰、挖根等齒輪破損的情況發生。齒輪修緣的檢查包括：齒頂尖的修緣（0.1M），齒高方向的修緣（0.5M），齒寬方向的修緣（x位置）。

（2）齒根的臺階

齒輪進行滲碳淬火后，齒輪的根部經常出現臺階，臺階的存在增大了齒輪折斷的集中應力，所以在裝配前必須對齒輪根部進行檢查，確保臺階被研磨至光滑。

1.2 其他部位檢查

（1）齒輪的鍵槽

齒輪與軸的連接采用鍵固定，而鍵產生的切向力帶動齒輪旋轉。所以，齒輪與鍵、鍵與軸的配合對齒輪的運轉有著重要的影響。此外，鍵槽的平行度、寬度同樣需要自檢。

（2）齒輪的孔

作為與軸配合的位置，齒輪的孔的加工質量對于齒輪裝配是否順利影響很大。其中，最重要的是齒輪孔內壁的粗糙度與進入端倒角的大小。

齒輪孔的粗糙度即孔的光潔度，一般來說，光潔度越好，齒輪的熱裝越順利，反之越費力。通常，開卷卷取齒輪與軸的配合中，粗糙度選取Ra=3.2，波紋度小于10μ，超出此范圍，齒輪需做返修處理。

（3）齒輪與軸過盈關系檢查

過盈關系的檢查通常使用熱膨脹計算公式，熱裝加熱溫度（經驗公式）=（過盈量+熱裝間隙）*100000/（d*1.1），熱裝時的間隙為軸徑的1.2/1000mm以上。

2 齒輪嚙合的檢驗

2.1 齒輪嚙合的檢驗方法

齒輪嚙合的檢驗主要包括齒輪嚙合面積和齒隙的檢驗，下文將詳細介紹這兩種檢驗的檢驗方法。

齒嚙合檢驗：在互相咬合的齒輪中的一方的齒輪的齒面上涂上適當厚度（理想值0.01mm）的涂料（紅丹粉），旋轉另一個齒輪一圈，在該齒輪上附著到涂料的接觸的痕跡。修緣的部位不會出現著色的痕跡，這說明修緣位置沒有嚙合，即修緣使得兩接觸的齒避免了磕碰。

根據國標可知，卡卷的齒輪嚙合滿足圓柱齒輪嚙合條件，條件中要求：對于等級1、2級的齒輪，齒向方向的嚙合比例為有效齒向長度的70%以上，齒高方向齒嚙合比例為有效齒高的40%以上。

對于齒的嚙合，如果將每一個齒的嚙合的拼接，可以得到圖1的模型。圖1中：

例1：嚙合條件（齒高及齒向）整圈都滿足條件。

例2：雖然滿足所需的齒嚙合條件（齒向），但是過于偏向一方，所以不合格，其原因為吃嚙合時產生了晃動。

例3：即使只有一部分超出了規定的條件也視為不合格。

此外，卡卷的齒輪嚙合中，齒向的嚙合，從齒向的兩端到齒向長度的大約10%的部分，不可以有很強的嚙合。齒高方向的齒嚙合，齒尖及齒底的附近都不可以有很強的嚙合，而有效齒高中央部分的分布是最好的。

2.2 齒輪嚙合不良的通常處理辦法

研磨：通常，此種辦法通過調節齒面，以此來改變嚙合的程度，大部分齒輪嚙合不良都可以用此辦法解決。

但是，在返修齒輪前，一定要將齒輪跳動、兩齒輪軸平行度、間距進行測量，保證其他參數對齒輪的嚙合與齒隙無影響。

3 箱體制作精度對齒輪嚙合程度的影響

（1）由于軸的垂直方向的誤差而引起的齒向誤差及對嚙合的影響。

（2）由于軸的平行度誤差而引起的齒向誤差及對嚙合的影響。

（3）軸的平行度誤差對齒高方向的影響

如果只是軸的上下誤差的話，基本上對齒高方向嚙合是幾乎沒有影響的。

4 齒輪嚙合不良的處理方案

針對引起齒輪嚙合不良的各種不同原因，制定出不同的處理方案，具體方法如下：

4.1 箱體加工不良，齒輪良好

針對這種情況，應當重新加工箱體，若加工余量不足，則增添套，使最終齒輪軸的中心在設計的位置，平行度良好。

4.2 箱體加工良好，齒輪不良

針對這種情況，應當修磨齒輪，改變原始齒輪的修緣，以避讓的方法讓齒輪嚙合合格。

4.3 箱體與齒輪皆不良

針對這種情況，首先應當輕微修磨齒輪，若仍不能滿足要求，則調整箱體軸承座，再修磨齒輪。

5 結束語

文章主要介紹齒輪的裝配情況，并對如何進行齒輪的自檢，如何檢驗齒輪嚙合情況以及箱體質量對齒輪裝配質量的影響做了詳細的描述。最后根據造成齒輪裝配不良的各種情況制定了不同的處理方案。

參考文獻

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