开卷卷取齿轮装配分析

朱昕睿

摘 要：齿轮为开卷卷取传动系统的关键部位，齿轮的装配质量对传动性能有很大的影响。文章通过对开卷卷取齿轮装配时可能发生的情况进行分析，有助于实际装配时解决问题。

关键词：齿轮检验；齿轮啮合；箱体精度；啮合不良

1 齿轮装配自检

1.1 齿轮齿形的检查

（1）齿轮的修缘

齿轮的修缘在实际装配中具有重要意义，修缘的实质就是齿的避让，在加工制造中，可以有效的避免齿尖磕碰、挖根等齿轮破损的情况发生。齿轮修缘的检查包括：齿顶尖的修缘（0.1M），齿高方向的修缘（0.5M），齿宽方向的修缘（x位置）。

（2）齿根的台阶

齿轮进行渗碳淬火后，齿轮的根部经常出现台阶，台阶的存在增大了齿轮折断的集中应力，所以在装配前必须对齿轮根部进行检查，确保台阶被研磨至光滑。

1.2 其他部位检查

（1）齿轮的键槽

齿轮与轴的连接采用键固定，而键产生的切向力带动齿轮旋转。所以，齿轮与键、键与轴的配合对齿轮的运转有着重要的影响。此外，键槽的平行度、宽度同样需要自检。

（2）齿轮的孔

作为与轴配合的位置，齿轮的孔的加工质量对于齿轮装配是否顺利影响很大。其中，最重要的是齿轮孔内壁的粗糙度与进入端倒角的大小。

齿轮孔的粗糙度即孔的光洁度，一般来说，光洁度越好，齿轮的热装越顺利，反之越费力。通常，开卷卷取齿轮与轴的配合中，粗糙度选取Ra=3.2，波纹度小于10μ，超出此范围，齿轮需做返修处理。

（3）齿轮与轴过盈关系检查

过盈关系的检查通常使用热膨胀计算公式，热装加热温度（经验公式）=（过盈量+热装间隙）*100000/（d*1.1），热装时的间隙为轴径的1.2/1000mm以上。

2 齿轮啮合的检验

2.1 齿轮啮合的检验方法

齿轮啮合的检验主要包括齿轮啮合面积和齿隙的检验，下文将详细介绍这两种检验的检验方法。

齿啮合检验：在互相咬合的齿轮中的一方的齿轮的齿面上涂上适当厚度（理想值0.01mm）的涂料（红丹粉），旋转另一个齿轮一圈，在该齿轮上附着到涂料的接触的痕迹。修缘的部位不会出现着色的痕迹，这说明修缘位置没有啮合，即修缘使得两接触的齿避免了磕碰。

根据国标可知，卡卷的齿轮啮合满足圆柱齿轮啮合条件，条件中要求：对于等级1、2级的齿轮，齿向方向的啮合比例为有效齿向长度的70%以上，齿高方向齿啮合比例为有效齿高的40%以上。

对于齿的啮合，如果将每一个齿的啮合的拼接，可以得到图1的模型。图1中：

例1：啮合条件（齿高及齿向）整圈都满足条件。

例2：虽然满足所需的齿啮合条件（齿向），但是过于偏向一方，所以不合格，其原因为吃啮合时产生了晃动。

例3：即使只有一部分超出了规定的条件也视为不合格。

此外，卡卷的齿轮啮合中，齿向的啮合，从齿向的两端到齿向长度的大约10%的部分，不可以有很强的啮合。齿高方向的齿啮合，齿尖及齿底的附近都不可以有很强的啮合，而有效齿高中央部分的分布是最好的。

2.2 齿轮啮合不良的通常处理办法

研磨：通常，此种办法通过调节齿面，以此来改变啮合的程度，大部分齿轮啮合不良都可以用此办法解决。

但是，在返修齿轮前，一定要将齿轮跳动、两齿轮轴平行度、间距进行测量，保证其他参数对齿轮的啮合与齿隙无影响。

3 箱体制作精度对齿轮啮合程度的影响

（1）由于轴的垂直方向的误差而引起的齿向误差及对啮合的影响。

（2）由于轴的平行度误差而引起的齿向误差及对啮合的影响。

（3）轴的平行度误差对齿高方向的影响

如果只是轴的上下误差的话，基本上对齿高方向啮合是几乎没有影响的。

4 齿轮啮合不良的处理方案

针对引起齿轮啮合不良的各种不同原因，制定出不同的处理方案，具体方法如下：

4.1 箱体加工不良，齿轮良好

针对这种情况，应当重新加工箱体，若加工余量不足，则增添套，使最终齿轮轴的中心在设计的位置，平行度良好。

4.2 箱体加工良好，齿轮不良

针对这种情况，应当修磨齿轮，改变原始齿轮的修缘，以避让的方法让齿轮啮合合格。

4.3 箱体与齿轮皆不良

针对这种情况，首先应当轻微修磨齿轮，若仍不能满足要求，则调整箱体轴承座，再修磨齿轮。

5 结束语

文章主要介绍齿轮的装配情况，并对如何进行齿轮的自检，如何检验齿轮啮合情况以及箱体质量对齿轮装配质量的影响做了详细的描述。最后根据造成齿轮装配不良的各种情况制定了不同的处理方案。

参考文献

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