強(qiáng)海波（蘭州石化公司設(shè)備維修公司，甘肅蘭州 730060）

淺析漸開線型圓柱齒輪增速器齒輪副側(cè)隙的計(jì)算方法及測量

強(qiáng)海波（蘭州石化公司設(shè)備維修公司，甘肅蘭州 730060）

根據(jù)漸開線型齒輪副側(cè)隙的計(jì)算公式，簡單計(jì)算并測量了我車間所維護(hù)裝置中一套增速器齒輪副的側(cè)隙，為今后檢維修維修工作提供了有力的數(shù)據(jù)支持。

增速器；漸開線；圓柱齒輪；側(cè)隙

本文依照GB10095—88中對側(cè)隙計(jì)算的定義，根據(jù)我車間所維護(hù)設(shè)備的具體情況，簡單計(jì)算了法向側(cè)隙和徑向側(cè)隙，為今后遇到類似設(shè)備，需要提供檢修標(biāo)準(zhǔn)時(shí)積累經(jīng)驗(yàn)。由于齒輪副徑向側(cè)隙主要有齒輪副中心距保證，故以下將重點(diǎn)討論法向側(cè)隙的計(jì)算及測量。

1 齒輪副法向側(cè)隙的定義及計(jì)算

1.1 法向側(cè)隙的定義

按照ISO/TR10064—2：1996和GB/Z18620.2—2002，法向側(cè)隙的定義是：當(dāng)兩個(gè)齒輪的工作齒面互相接觸時(shí)，其非工作齒面間的最短距離。

圖1.斜齒輪的法向側(cè)隙

圖1是平行軸斜齒輪的端面視圖；下面的小圖是非工作齒面?zhèn)葍苫鶊A柱的內(nèi)公切平面剖面圖，圖上兩條斜的平行線，是兩非工作齒面被公切平面所截的兩條直母線。從圖上看出，法向側(cè)隙

式中：jbt——端面齒廓的法向側(cè)隙

因基圓螺旋角在齒輪加工過程中已確定，故齒輪副的法向側(cè)隙主要由端面齒廓的法向側(cè)隙來確定。

1.2 齒輪副法向側(cè)隙的計(jì)算

為保證齒輪副始終呈單面嚙合的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。其工作齒面之間需有油膜潤滑，而非工作齒面之間則要考慮到溫升變形的影響，故齒輪副的工作齒面間和非工作齒面間都應(yīng)有一足夠而不過大的最小側(cè)隙。前者用于儲油，后者用于彌補(bǔ)熱膨脹所需。這兩者最小法向值之和稱為齒輪副的最小法向齒側(cè)間隙（簡稱最小側(cè)隙jnmin），其最小值取決于齒輪副的工作速度，潤滑方式和溫升，與齒輪副的精度等級無關(guān)。

1.2.1 齒輪副的最小法向齒側(cè)間隙jnmin的計(jì)算公式

1.2.1.1 溫升變形所需的最小法向側(cè)隙jn1：

式中：a——齒輪中心距（mm）；α1，α2——齒輪和箱體材料的線膨脹系數(shù)；αn——齒輪法向嚙合角；△t1，△t2——齒輪和箱體工作溫度與標(biāo)準(zhǔn)溫度之差：△t1=t1-20℃；△t2=t2-20℃。

1.2.2 保證正常油膜潤滑所需的最小法向側(cè)隙jn2：

保證正常油膜潤滑所需的最小法向側(cè)隙jn2，取決于齒輪副的潤滑方式和工作速度.當(dāng)油池潤滑時(shí)，jn2=（5-10）Mn（μm）。當(dāng)噴油潤滑時(shí)，對于低速傳動(dòng)（工作速度v＜10m/s），jn2=10Mn；對于中速傳動(dòng)（v=10-24m/s），jn2=30Mn；對于高速傳動(dòng)（v＞60m/s），jn2=（30-50）Mn。Mn為法向模數(shù)（mm）。

所以，齒輪副最小極限側(cè)隙（jnmin）應(yīng)為：

2 齒輪副法向側(cè)隙的測量

在測量法向側(cè)隙之前，需先保證齒輪副的中心距偏差及軸心線不平行度符合標(biāo)準(zhǔn)范圍。

2.1 壓鉛絲法

在小齒輪上沿齒寬放置兩根以上的鉛絲，鉛絲的直徑為0.30mm，鉛絲的長度為3個(gè)齒，并用干油粘在齒上。鉛絲放好后，均勻轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪，鉛絲被壓扁，厚度小的是工作側(cè)隙，厚度最厚的是齒頂間隙，厚度較大的是非工作側(cè)隙。其厚度可用千分尺測量。齒的工作側(cè)隙和非工作側(cè)隙之和即為法向側(cè)隙。

2.2 嚙合接觸面積的檢查

嚙合接觸面積的大小和位置是證明齒輪制造和裝配質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)。若接觸面積大、位置準(zhǔn)確，這說明齒輪的制造和裝配質(zhì)量高，因而工作時(shí)荷載分布均勻；反之，則荷載分布和磨損都不均勻。

齒輪嚙合接觸面積的檢查最常見的是用涂色法來檢查。

涂色法檢查時(shí)，將顏色涂在小齒輪上，驅(qū)動(dòng)大齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)3-4轉(zhuǎn)后，涂的色跡（斑點(diǎn)）即顯示在大齒輪輪齒的工作表面上，根據(jù)色跡可以判定齒輪裝配的正確性。故齒輪裝配檢查時(shí)應(yīng)以齒接觸為主要檢查項(xiàng)目。

該增速器齒接觸的具體檢測結(jié)果見表2.

表2.增速器k201齒接觸的實(shí)際測量結(jié)果

由表2可以看出，增速器k201的齒接觸情況良好，說明裝配正確。

3 結(jié)語

本文主要講述了齒輪副法向側(cè)隙的計(jì)算及測量方法，通過實(shí)際檢修過程中的計(jì)算及測量，驗(yàn)證了計(jì)算結(jié)果的真實(shí)性、測量方法的準(zhǔn)確性，為今后檢修提供了必要的理論及實(shí)際支持。

［1］楊蘭春主編.齒輪工程詞典.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994.

［2］GB10095—88《漸開線圓柱齒輪精度》.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1988.