姜薛起 張慶慶 楊國(guó)云 張志華 劉驥超 趙國(guó)輝

發(fā)射裝置傳動(dòng)齒輪嚙合間隙調(diào)整的工藝改進(jìn)

姜薛起 張慶慶 楊國(guó)云 張志華 劉驥超 趙國(guó)輝

（上海航天設(shè)備制造總廠有限公司，上海 200240）

針對(duì)發(fā)射裝置傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，分析了發(fā)射裝置偏心盤(pán)安裝相位和傳動(dòng)齒輪嚙合間隙之間的關(guān)系，提出了改進(jìn)的偏心盤(pán)裝配工藝流程與調(diào)整方法。經(jīng)驗(yàn)證，改進(jìn)的工藝方法可一次試裝，實(shí)現(xiàn)偏心盤(pán)安裝相位和傳動(dòng)齒輪嚙合間隙調(diào)節(jié)，滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)和使用要求，提高了裝配效率。

發(fā)射裝置；齒輪傳動(dòng)；偏心盤(pán)；嚙合間隙

1 引言

陸基或艦載的隨動(dòng)式導(dǎo)彈發(fā)射裝置能夠?qū)崿F(xiàn)方位及高低兩個(gè)方向上的角度調(diào)節(jié)。一般動(dòng)力源為伺服電機(jī)或液壓馬達(dá)，經(jīng)過(guò)減速器減速，帶動(dòng)末級(jí)傳動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)。以某型號(hào)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)為例，方位齒輪與回轉(zhuǎn)支承嚙合，高低傳動(dòng)齒輪與高低齒弧嚙合，實(shí)現(xiàn)發(fā)射裝置轉(zhuǎn)塔整體的方位回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)及發(fā)射架的高低角度調(diào)節(jié)。齒輪副間的嚙合間隙對(duì)于傳動(dòng)的精度、平穩(wěn)性、運(yùn)行噪音和壽命均有很大的影響，故需將嚙合間隙調(diào)整至一定范圍內(nèi)。在通用的起重機(jī)中，也有采用偏心減速機(jī)的方式假設(shè)初始狀態(tài)為無(wú)側(cè)隙的方式直接計(jì)算[1]，但難以直接應(yīng)用于單件或小批量生產(chǎn)模式的發(fā)射裝置裝配。

2 發(fā)射裝置傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)述

為了降低大型結(jié)構(gòu)件加工難度，方便調(diào)整齒輪副嚙合間隙，一般發(fā)射裝置在回轉(zhuǎn)基體和減速器之間設(shè)置轉(zhuǎn)接的偏心盤(pán)，結(jié)構(gòu)如圖1所示。偏心盤(pán)內(nèi)外圈圓心之間一般有0.5～1mm的偏移量，外圈可與基體定位并固連，內(nèi)圈與上部減速器定位并固連。偏心盤(pán)帶動(dòng)減速器整體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可以改變傳動(dòng)齒輪副的中心距，從而起到調(diào)節(jié)嚙合間隙的作用。但由于轉(zhuǎn)塔內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊湊、空間狹小，反復(fù)試裝的調(diào)節(jié)費(fèi)時(shí)費(fèi)力，勞動(dòng)強(qiáng)度較大、效率較低。

1—電機(jī) 2—減速器 3—偏心盤(pán) 4—基座 5—傳動(dòng)齒輪 6—回轉(zhuǎn)支承

3 原有間隙調(diào)整工藝方法

在發(fā)射裝置轉(zhuǎn)塔裝配中，為滿足傳動(dòng)齒輪嚙合間隙，通常采用下述方法調(diào)整偏心盤(pán)的安裝相位：

a. 試裝法。直接通過(guò)多次安裝-測(cè)量-拆卸-再安裝，直到偏心盤(pán)的安裝相位滿足齒輪嚙合間隙的要求。該方法的缺點(diǎn)在于無(wú)法確定拆裝的次數(shù)，工作量較大，尤其在轉(zhuǎn)塔空間緊湊、不便于操作的型號(hào)中更是如此。

b. 加施力棒法。在偏心盤(pán)法蘭邊處設(shè)置工藝螺紋孔，安裝工藝螺桿或螺釘形成旋轉(zhuǎn)偏心盤(pán)的施力點(diǎn)，故在不拆卸上部減速器和偏心盤(pán)的情況下實(shí)現(xiàn)偏心盤(pán)安裝相位的調(diào)節(jié)。該方法的缺點(diǎn)是部分型號(hào)的偏心盤(pán)結(jié)構(gòu)尺寸較小、安裝空間和施力空間狹窄、相關(guān)結(jié)構(gòu)件遮擋或干涉嚴(yán)重，難以實(shí)現(xiàn)偏心盤(pán)的連續(xù)調(diào)節(jié)。

在實(shí)際安裝過(guò)程中，一般采用上述兩種方式相結(jié)合的形式，直至齒輪嚙合間隙滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)要求，裝配、調(diào)整過(guò)程費(fèi)時(shí)費(fèi)力、流程繁雜。

4 改進(jìn)間隙調(diào)整工藝方法

4.1 改進(jìn)方案

偏心盤(pán)實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)嚙合間隙的原理是調(diào)整傳動(dòng)齒輪副的中心距，而偏心盤(pán)的角度調(diào)整與齒輪副中心距變化關(guān)系可以通過(guò)發(fā)射裝置轉(zhuǎn)塔的結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)計(jì)算，故除齒輪齒形制造誤差等因素外，通過(guò)嚙合間隙與偏心盤(pán)的安裝相位可通過(guò)理論計(jì)算的方式給出，形成便于操作的安裝工藝指導(dǎo)參數(shù)。通過(guò)首次安裝并使用塞尺精確測(cè)量最大嚙合間隙[2]，計(jì)算理論調(diào)節(jié)角度后，按角度實(shí)施偏心盤(pán)相位調(diào)節(jié)，即可實(shí)現(xiàn)嚙合間隙控制。

該改進(jìn)方案不改變?cè)慵?，僅需拆裝一次，無(wú)需多次反復(fù)拆裝、工作量小，也無(wú)需設(shè)置工藝安裝孔及工藝螺桿，但需安裝前進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的計(jì)算準(zhǔn)備、測(cè)量準(zhǔn)備。

4.2 回轉(zhuǎn)支承內(nèi)齒圈跳動(dòng)測(cè)量

在安裝回轉(zhuǎn)支承后，即可進(jìn)行其內(nèi)齒圈制造誤差、安裝誤差形成的跳動(dòng)量的測(cè)量。跳動(dòng)量在裝配環(huán)節(jié)無(wú)需準(zhǔn)確測(cè)量出，一般只需找出最低點(diǎn)（此時(shí)為嚙合間隙最大位置）即可，故可采用較為簡(jiǎn)易的測(cè)量方法。

1—基座 2—固定板 3—偏心盤(pán) 4—百分表 5—回轉(zhuǎn)支承 6—測(cè)量圓棒

在發(fā)射裝置轉(zhuǎn)塔上安裝偏心盤(pán)的位置處安裝百分表，安裝結(jié)構(gòu)如圖2所示，測(cè)量用的工藝固定板與轉(zhuǎn)塔基座固連，百分表朝向回轉(zhuǎn)支承的內(nèi)齒圈。根據(jù)工藝要求，選擇回轉(zhuǎn)支承內(nèi)齒圈中6～8處測(cè)量點(diǎn)，在測(cè)量位置齒形中放置工藝測(cè)量圓棒，百分表測(cè)量圓棒外圓即可確認(rèn)回轉(zhuǎn)支承回轉(zhuǎn)一圈中的最低點(diǎn)。

4.3 偏心盤(pán)安裝相位計(jì)算

某方位傳動(dòng)齒輪與回轉(zhuǎn)支承的裝配結(jié)構(gòu)幾何關(guān)系如圖3所示。

圖3 方位傳動(dòng)齒輪嚙合示意圖

式（2）中，可由裝配完成后測(cè)量得出；為偏心盤(pán)的偏心量，由零件本身決定。以某發(fā)射裝置為例，=1mm，故上式中的分度圓最小距離減少量只由偏心盤(pán)安裝角度決定。齒輪嚙合間隙與分度圓最小距離之間則可以通過(guò)如下近似公式換算得到

式中，為嚙合間隙，為分度圓最小距離，α為齒輪的壓力角，一般為20°。

4.4 裝配工藝流程設(shè)計(jì)

結(jié)合工藝改進(jìn)方案和分析推導(dǎo)流程，傳動(dòng)齒輪嚙合間隙調(diào)節(jié)可按如下的工藝流程進(jìn)行：

a. 在偏心盤(pán)最厚邊處做標(biāo)記，裝配時(shí)保證其位于嚙合齒輪圓心的連線上，使嚙合間隙為最大值。

b. 在回轉(zhuǎn)支承內(nèi)齒圈最低點(diǎn)處作標(biāo)記，裝配時(shí)保證其位于嚙合齒輪圓心的連線上，使嚙合間隙為最大值。

c. 測(cè)量最大嚙合間隙1及圓心距；用1減去目標(biāo)嚙合間隙值0，得出嚙合間隙調(diào)整量，記為，代入式（2）算出法向間隙調(diào)整量，入式（3）中算出偏心盤(pán)調(diào)整角度。

d. 拆下減速器后調(diào)整偏心盤(pán)至指定角度，重新裝配并測(cè)量嚙合間隙是否符合要求。

4.5 實(shí)施案例

某發(fā)射裝置裝配過(guò)程中，將回轉(zhuǎn)支承內(nèi)齒圈、偏心盤(pán)安裝位置調(diào)整為間隙最大處完成試裝，實(shí)測(cè)此時(shí)嚙合間隙為0.32mm。

目標(biāo)嚙合間隙為0.1～0.2mm，工藝計(jì)算取0.15mm，則嚙合間隙調(diào)整量為=1-0=0.32-0.15=0.17mm。分度圓最小距離調(diào)整量為Δ=/sin20°=0.497mm。

經(jīng)查設(shè)計(jì)圖樣并測(cè)量確認(rèn)，=395mm，且=1mm，代入式（2）中，可得=59.7°。

將偏心盤(pán)調(diào)整至指定角度最接近處，按最接近螺孔位置對(duì)齊實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)角度為60°，復(fù)測(cè)圓周均布八處嚙合間隙值在0.12～0.18mm范圍內(nèi)，符合設(shè)計(jì)要求。調(diào)試、驗(yàn)收過(guò)程產(chǎn)品運(yùn)行正常。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)發(fā)射裝置傳動(dòng)結(jié)構(gòu)及偏心盤(pán)幾何參數(shù)的分析，得出偏心盤(pán)安裝相位與傳動(dòng)齒輪和回轉(zhuǎn)支承內(nèi)齒圈的嚙合間隙關(guān)系。確認(rèn)最大嚙合間隙位置后，一次試裝并測(cè)量間隙值，即可確定偏心盤(pán)安裝位置的調(diào)整角度。通過(guò)工藝改進(jìn)，對(duì)發(fā)射裝置傳動(dòng)齒輪的裝配工藝過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化與調(diào)整，僅試裝一次，即實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)齒輪嚙合間隙的準(zhǔn)確調(diào)節(jié)。經(jīng)工藝驗(yàn)證，按優(yōu)化后的工藝流程可滿足齒輪嚙合間隙的設(shè)計(jì)要求，保證了轉(zhuǎn)塔裝配的產(chǎn)品質(zhì)量，保證了發(fā)射裝置傳動(dòng)的精度、噪音和運(yùn)行平穩(wěn)性，且裝配的工作量大幅降低。該流程和方法具有通用性，為類似采用偏心盤(pán)調(diào)節(jié)方位傳動(dòng)裝置的嚙合間隙調(diào)整工藝優(yōu)化提供了參考。

1 劉安. 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)側(cè)隙調(diào)整淺析[J]. 機(jī)械工程師，2012(9)：104～105

2 常國(guó)強(qiáng)，高勇. 齒輪嚙合間隙測(cè)量方法探討[J]. 計(jì)量與測(cè)試技術(shù)，2011 (38)：38～39

Process Improvement on Adjustment of Meshing Clearance of Launcher Transmission Gears

Jiang XueqiZhang QingqingYang GuoyunZhang ZhihuaLiu JichaoZhao Guohui

(Shanghai Aerospace Equipments Manufacturer Co., Ltd., Shanghai 200240)

For the transmission mechanism of the launcher, the relationship between the installation phase of the eccentric disc of the launcher and the meshing clearance of the transmission gears was analyzed. The improved eccentric disc assembly process and adjustment method were proposed. In the test, the adjustment of the eccentric disc installation phase and the transmission gear meshing clearance adjustment can be realized by the improved process at one time, which meet the design specifications and the use requirement. It is proved the improved process can be used to improve the productivity.

launcher；transmission gear；eccentric disc；meshing clearance

姜薛起（1989），碩士，機(jī)械電子工程專業(yè)；研究方向：導(dǎo)彈發(fā)射車總裝工藝技術(shù)研究。

2018-11-14