浅析渐开线型圆柱齿轮增速器齿轮副侧隙的计算方法及测量

强海波（兰州石化公司设备维修公司，甘肃兰州 730060）

浅析渐开线型圆柱齿轮增速器齿轮副侧隙的计算方法及测量

强海波（兰州石化公司设备维修公司，甘肃兰州 730060）

根据渐开线型齿轮副侧隙的计算公式，简单计算并测量了我车间所维护装置中一套增速器齿轮副的侧隙，为今后检维修维修工作提供了有力的数据支持。

增速器；渐开线；圆柱齿轮；侧隙

本文依照GB10095—88中对侧隙计算的定义，根据我车间所维护设备的具体情况，简单计算了法向侧隙和径向侧隙，为今后遇到类似设备，需要提供检修标准时积累经验。由于齿轮副径向侧隙主要有齿轮副中心距保证，故以下将重点讨论法向侧隙的计算及测量。

1 齿轮副法向侧隙的定义及计算

1.1 法向侧隙的定义

按照ISO/TR10064—2：1996和GB/Z18620.2—2002，法向侧隙的定义是：当两个齿轮的工作齿面互相接触时，其非工作齿面间的最短距离。

图1.斜齿轮的法向侧隙

图1是平行轴斜齿轮的端面视图；下面的小图是非工作齿面侧两基圆柱的内公切平面剖面图，图上两条斜的平行线，是两非工作齿面被公切平面所截的两条直母线。从图上看出，法向侧隙

式中：jbt——端面齿廓的法向侧隙

因基圆螺旋角在齿轮加工过程中已确定，故齿轮副的法向侧隙主要由端面齿廓的法向侧隙来确定。

1.2 齿轮副法向侧隙的计算

为保证齿轮副始终呈单面啮合的正常运转。其工作齿面之间需有油膜润滑，而非工作齿面之间则要考虑到温升变形的影响，故齿轮副的工作齿面间和非工作齿面间都应有一足够而不过大的最小侧隙。前者用于储油，后者用于弥补热膨胀所需。这两者最小法向值之和称为齿轮副的最小法向齿侧间隙（简称最小侧隙jnmin），其最小值取决于齿轮副的工作速度，润滑方式和温升，与齿轮副的精度等级无关。

1.2.1 齿轮副的最小法向齿侧间隙jnmin的计算公式

1.2.1.1 温升变形所需的最小法向侧隙jn1：

式中：a——齿轮中心距（mm）；α1，α2——齿轮和箱体材料的线膨胀系数；αn——齿轮法向啮合角；△t1，△t2——齿轮和箱体工作温度与标准温度之差：△t1=t1-20℃；△t2=t2-20℃。

1.2.2 保证正常油膜润滑所需的最小法向侧隙jn2：

保证正常油膜润滑所需的最小法向侧隙jn2，取决于齿轮副的润滑方式和工作速度.当油池润滑时，jn2=（5-10）Mn（μm）。当喷油润滑时，对于低速传动（工作速度v＜10m/s），jn2=10Mn；对于中速传动（v=10-24m/s），jn2=30Mn；对于高速传动（v＞60m/s），jn2=（30-50）Mn。Mn为法向模数（mm）。

所以，齿轮副最小极限侧隙（jnmin）应为：

2 齿轮副法向侧隙的测量

在测量法向侧隙之前，需先保证齿轮副的中心距偏差及轴心线不平行度符合标准范围。

2.1 压铅丝法

在小齿轮上沿齿宽放置两根以上的铅丝，铅丝的直径为0.30mm，铅丝的长度为3个齿，并用干油粘在齿上。铅丝放好后，均匀转动齿轮，铅丝被压扁，厚度小的是工作侧隙，厚度最厚的是齿顶间隙，厚度较大的是非工作侧隙。其厚度可用千分尺测量。齿的工作侧隙和非工作侧隙之和即为法向侧隙。

2.2 啮合接触面积的检查

啮合接触面积的大小和位置是证明齿轮制造和装配质量的一个重要指标。若接触面积大、位置准确，这说明齿轮的制造和装配质量高，因而工作时荷载分布均匀；反之，则荷载分布和磨损都不均匀。

齿轮啮合接触面积的检查最常见的是用涂色法来检查。

涂色法检查时，将颜色涂在小齿轮上，驱动大齿轮转动3-4转后，涂的色迹（斑点）即显示在大齿轮轮齿的工作表面上，根据色迹可以判定齿轮装配的正确性。故齿轮装配检查时应以齿接触为主要检查项目。

该增速器齿接触的具体检测结果见表2.

表2.增速器k201齿接触的实际测量结果

由表2可以看出，增速器k201的齿接触情况良好，说明装配正确。

3 结语

本文主要讲述了齿轮副法向侧隙的计算及测量方法，通过实际检修过程中的计算及测量，验证了计算结果的真实性、测量方法的准确性，为今后检修提供了必要的理论及实际支持。

［1］杨兰春主编.齿轮工程词典.北京：机械工业出版社，1994.

［2］GB10095—88《渐开线圆柱齿轮精度》.北京：中国标准出版社，1988.