工艺装配齿轮传动

1、齿轮传动一、齿轮传动概述齿轮传动是由齿轮副组成的传递运动和力的一套装置，它是机械传动中应用最广的一 种传动形式。齿轮传动的优缺点如下：优点：适用的圆周速度和功率范围广；效率较高，一般为0.940.99 ;传动比准确;寿命较长；工作可靠性较高；可实现平行轴、任意角相交轴和任意角交错轴之间的传 动。缺点：要求较高的制造和安装精度，成本较高；不适宜远距离两轴之间的传动。二、齿轮传动的基本要求(1) 传动要平稳。要求齿轮在传动过程中，任何瞬间的传动比保持恒定不变，这样可以 保持传动的平稳性，避免或减少传动中的噪声、冲击和振动。(2) 承载能力强。要求齿轮尺寸小、质量轻，而受载荷的能力大，也就要求强度高

2、， 耐磨性好，寿命长。三、齿轮传动的种类1、按两轮轴几何特性可分为： 圆柱齿轮传动 : 两轴线相互平行。 圆锥齿轮传动 :两轴线相交。 螺旋齿轮传动 : 两轴线交错在空间既不平行也不相交。2 、按轮齿形状可分为 : 直齿圆柱齿轮传动 斜齿圆柱齿轮传动 人字齿圆柱齿传动直齿齿轮传动斜齿齿轮传动人字齿轮传动3、按齿轮啮合形式可分为 外啮合齿轮传动 内啮合齿轮传动 齿轮齿条传动外啮合齿轮传动内啮合齿轮传动齿轮齿条传动四、渐开线标准直齿圆柱齿轮部分名称和基本尺寸（一）渐开线概述1、渐开线定义：当一根直线BK在一圆周上作纯滚动时（如上图所示）此直线上任意一点K的轨迹AK称为该圆的渐开线。2、渐开线特性：

3、1）发生线沿基圆滚过的长度等于基圆上被滚过的弧长；2）渐开线上任意点的法线恒切于基圆；3）渐开线愈靠近基圆部分，曲率半径愈小；4）渐开线的形状取决于基圆大小；5）基圆内无渐开线。3、渐开线齿廓的啮合特性1）能保持传动比的恒定。渐开线齿轮的传动比等于主动轮和从动轮基圆半径的反比。 由于两啮合齿轮的基圆半径是定值，所以，渐开线齿轮传动的传动比能保持恒定不变。2）具有传动的可分离性。由于齿轮传动的传动比只与两轮基圆半径有关，与两轮中心 距无关，所以，传动比大小不受两轮安装时中心距误差的影响，这一啮合特性称为齿 轮传动的可分离性。3）齿廓间具有相对滑动。在传动力的作用下，这种滑动必然引起齿轮的磨损。4

4、、渐开线齿轮啮合的必要条件 1）两齿轮的模数相等。2）两齿轮的分度圆压力角相等。3）斜齿圆柱齿轮传动，螺旋角相等且方向相反。4）为保证传动的连续性，任何时刻至少应有一对齿啮合齿槽寛总周节£齿廉曲面（二）直齿圆柱齿轮各部分的名称及符号齿顶圆：过齿轮各轮齿顶端的圆，其直径用da表示齿根圆：过齿轮各齿槽底部的圆，其直径用df表示齿厚：在任意圆周上轮齿两侧间的弧长，用s表示。齿宽：沿齿轮轴线量得齿轮的宽度用b表示齿槽宽：在任意圆周上相邻两齿空间部分的弧长，用e表示。分度圆：对标准齿轮来说，齿厚与齿槽宽相等的那个圆称为分度圆，直径用d表示分度圆上的齿厚和齿槽宽分别用 s和e表示，即s = e。

5、周节或齿距：相邻两齿在分度圆上对应点间的弧长， 用p表示，p = s+ e。（三）直齿圆柱齿轮的基本参数决定齿轮尺寸和齿形的基本参数有 5个： 齿轮的模数m 压力角a 齿数z 齿顶高系数ha* 顶隙系数c*以上5个参数，除齿数z外均已标准化了。1、模数m分度圆上的周节p对p的比值称为模数，用 m （mm ）表示，即：m= p/p模数是齿轮几何尺寸计算的基础。显然，m越大，则p越大，轮齿就越大，轮齿的抗弯曲能力也越高。我国已规定了标准模数系列。第一系列第二系列1 1.25 1 5 2 2.5 3 4 5 6 8 10 12 )6 20 25 32 40 501.75 2.25 2.75 (3.2

6、5) 15 (3.7S) 4.5 5.5 (6.5) 7 9 (11) 1418 22 2H (30)36452 压力角a渐开线上某点的法线（压力方向线）与该点速度方向所夹的锐角 a K称为该点的压力 角。我国标准规定分度圆上齿廊的压力角a = 20 °以后凡是不加指明，压力角都是指分度圆上的标准压力角a。3 齿顶高系数ha*和顶隙系数c*全齿高：为齿顶高与齿根高之和，即h= ha+h f。顶隙：当齿轮啮合时，一个齿轮的齿顶圆与配对齿轮的齿根圆的径向距离，用c表示,c= hf-ha 。c的存在可避免一个轮的齿顶与另一轮的齿底相碰并可储存润滑油。如果用模数来表 示，则齿顶咼和齿根咼可分

7、别写为：(3 38 )ha= ha *m hf=(ha *+ c *)m式中：ha*、c*-分别称为齿顶高系数和顶隙系数，对于圆柱齿轮，标准齿顶高系数 ha*=1 、齿顶间隙系数c*=0.2。（四）标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸关系 模数、压力角、齿顶高系数及顶隙系数均取标准值，分度圆上齿厚与齿槽宽相等的齿 轮称为标准齿轮。因此，对于标准齿轮有：s = e = p/2=mp/2分度圆直径d、齿顶圆直径da和齿根圆直径df的计算式为：d =zmda =d+2h a=2h a*+Zdf=d-2h f=（z-2h a*-2c * ）m标准直齿圆柱齿轮几何尺寸的计算公式如下图:名称氏号汁簿公式；I|hQ

8、= hjtt = w歯很高hf = 3； 4= 1 25jwh巾兰也i 4粉-2防= 2.25mddmzSB 1db=d coso1吿顶圆頁径£边"+ 2 妇4時报圜E径4严-旳=盹-页亠2齿距pp = m齿序SJ-耐2 2pm =1 za<? = *（坨十dj二号31十為）五、齿轮传动的装配（一）齿轮传动机构的装配技术要求1. 齿轮孔与轴的配合要适当，能满足使用要求。空套齿轮在轴上不得有晃动现象；滑移齿轮不应有咬死或阻滞现象；固定齿轮不得有偏心或歪斜现象。2. 保证齿轮有准确的安装中心距和适当的齿侧间隙。齿侧间隙系指齿轮副非工作表面法线方向距离。侧隙过小，齿轮传动不

9、灵活，热胀时易卡齿，加剧磨损；侧隙过大,则易产生冲击，振动。3. 保证齿面有一定的接触面积和正确的接触位置。4. 进行必要的平衡试验。（二）圆柱齿轮机构的装配圆柱齿轮装配一般分两步进行：先把齿轮装在铀上，再把齿轮轴部件装入箱体。1、齿轮与轴的装配：在轴上空套或滑移的齿轮：一般与轴为间隙配合，装配精度主要取决于零件本身的加工精度，这类齿轮装配较方便，注意检查轴、孔尺寸。齿轮在轴上的突装谣差a）齿轮偏心b）齿轮歪斜C）齿轮端面未紧贴轴肩在轴上固定的齿轮， 与铀的配合多为过渡配合，有少量的过盈。如过盈量不大时.用 手工工具敲击装入，过盈量较大时可用压力机压装；过盈量很大的齿轮则需采用液压 套合的装配

10、方法。压装齿轮时要尽量避免齿轮偏心、歪斜和端面末紧贴铀肩等安装误 差，如上图所示。齿轮在轴上装好后，对精度要求高应检查齿轮径向跳动量和端面跳动量，检查径向圆 跳动误差的方法如下图所示，在齿轮旋转一周内，百分表的最大与最小读数之差，就 是齿轮分度圆上的径向圆跳动误差。齿轮端面圆跳动误差如下图所示，在齿轮旋转一周范围内，百分表的最大与最小读数 之差即为齿轮端面圆跳动误差。2.齿轮装入箱体齿轮啮合质量的好坏，除了齿轮本身的制造精度外，箱体孔的尺寸精度，形位精度也 对其有直接的影响，所以在齿轮轴组件装入箱体前，应对箱体进行检查。装前对箱体 检查包括： 孔距 相互啮合的一对齿轮的安装中心距是影响其齿侧间

11、隙的主要因素，应在规定的公差范围内。孔距检查方法如下图用游标卡尺分别测得，然后计算出中心距用游标卡尺测量jF Jr .孔系（轴系） 平行度检验：孔系平行度影响齿轮的啮合位置和面积，检验方法如下 图所示。分别测出心棒两端尺寸 L1和L2，就是两空轴线的平行度误差值。 轴线与基面距离尺寸精度和平行度检验检验方法如下图所示，箱体用等高垫块支承在平板上，心棒与孔紧密配合，用高度尺 测量心棒两端尺寸hl和h2，则轴线与基面的距离：孔轴线与基面距离和平行度检验+ h2 d2 ?平行度误差为：Hh1-h2 注：平行度误差太大时，可用刮削基面的方法纠正 孔中心线与端面垂直度检验 如下图所示。左图是将带圆盘的专

12、用心棒插入孔中，用涂色法或塞尺检查孔中心线与 端面的垂直度。右图是用心棒和百分表检查，心棒转动一周读数最大与最小值之差， 即为端面对孔中心线的垂直度误差。如发现误差超过规定值，可用刮削端面方法纠正孔中心线同轴度检验专用心棒检验 如上图a为成批生产时，用专用心棒进行检验若心棒能自由地推入几个孔中，即表明 孔同轴度合格。hi用百分表及心棒检验上图所示为用百分表心棒检验转动心棒一周内，百分表最大读数与最小读数之差的一 半即为同轴度误差值。六、齿轮轮齿的失效形式 齿轮最重要的部分为轮齿。轮齿失效形式主要有四种: 轮齿折断；齿面磨损； 齿面点蚀；齿面胶合1 .轮齿折断由于轮齿受力时齿根弯曲应力最大，而且

13、有应力集中，因此，轮齿折断一般发生在齿 根部分。若轮齿单侧工作时，根部弯曲应力一侧为拉伸，另一侧为压缩，轮齿脱离啮合后， 弯曲应力为零。因此，在载荷的多次重复作用下，弯曲应力超过弯曲持久极限时，齿 根部分将产生疲劳裂纹。裂纹的逐渐扩展，最终将引起断齿，这种折断称为疲劳折断。轮齿因短时过载或冲击过载而引起的突然折断，称为过载折断。用淬火钢或铸铁 等脆性材料制成的齿轮，容易发生这种断齿。2 .齿面磨损 齿面磨损的原因: 灰砂、硬屑粒等进入齿面间而引起的磨粒性磨损。 齿面互相摩擦而产生的跑合性磨损。 磨损后齿廓失去正确形状（如左图所示）使运转中产生冲击和噪声。齿面磨损3 .齿面点蚀 轮齿工作时，其工作表面产生的接触压应力由零增加到一最大值，即齿面接触应力是按脉动循环变化的。在过高的接触应力的多次重复作用下，齿面表层就会产生 细微的疲劳裂纹，裂纹的蔓延扩展使齿面的金属微粒剥落下来而形成凹坑，即疲劳点 蚀。如继续发展会导致轮齿啮合情况恶化而报废。实践表明，疲劳点蚀首先出现在齿根表面靠近节线处。如下图所示。齿面抗点蚀能力 主要与