齿轮的装配技术

1、齿轮的装配技术摘要：齿轮传动是各种机械中最常用的传动方式之一，可用来传递运动和动力，改 变速度的大小或方向，还可把传动变为移动。齿轮传动在机床、汽车、拖拉机和其 他机械中应用很广泛，其原因是具有以下特点：能保证一定的瞬时传动比，传动准 确可靠，传递的功率和速度变化范围大，传动效率高，使用寿命长以及结构紧凑， 体积小等，但也有一定缺点，如噪音大，传动不如带传动平稳，齿轮装配和制造要 求高等。齿轮传动质量的好坏，与齿轮的制造和装配精度有着密切关系。研究齿轮 的装配技术具有重要意义。目录一、引2二、齿轮的种 类 .2（一）平行轴之齿 轮 .2（二）直交轴之齿 轮 .2（三）错交轴之齿 轮 .2三、齿

2、轮传动的基本要求 2（一）传递运动的准确性 .2（二）传动的平稳性 .2（三）载荷分布的均匀 性 .2（四）传动侧隙的合理 性 2四、齿轮传动机构的精度要求 .3（一）齿轮的加工精 度 .（二）齿轮的精度等级 4（三）齿轮副的接触精 度 .4（四）齿轮副的侧 隙 4五、齿轮的装配与检 查 5（一）圆柱齿轮传动机构的装 配. 5（二）锥齿轮传动机构的装 配.5（三）蜗杆传动机构的装配和差速器的装 配 .5六、齿轮传动的失效形式及措 施 . 6（一）齿轮折 断 6（二）齿面点 蚀 7（三）齿面磨粒磨 损. .7（四）齿面胶 合 7（五）齿面塑性变 形. .7七、影响齿轮传动效率因 素 .7八、结论

3、 . 7一、引言 齿轮是现代机械传动中的重要组成部分。从国防机械到民用机械，从重工业机械到轻工业机械，无不广泛的采用齿轮传动。随着我国工农业生产和科学技术的 飞跃发展，对于齿轮的需要显着增加。因此，齿轮的配合技术，便成为发展机械工 业的一个重要环节。二、齿轮的种类（一）平行轴之齿轮1、正齿轮（直齿轮）：齿筋平行于轴心之直线圆筒齿轮。2、齿条：与正齿轮咬合之直线条状齿轮，可以说是齿轮之节距在大小变成无限大 时之特殊情形。3、内齿轮：与正齿轮咬合之直线圆筒内侧齿轮。4、螺旋齿轮：齿筋成螺旋线之圆筒齿轮。5、斜齿齿条：与螺旋齿轮咬合之直线状齿轮。6、双螺旋齿轮：左右旋齿筋所形成之螺旋齿轮。（二）直交

4、轴之齿轮1、直齿伞形齿轮：齿筋与节圆锥之母线（直线）一致之伞形齿轮。2、弯齿伞形齿轮：齿筋为具有螺旋角之弯曲线的伞形齿轮。3、零螺旋弯齿伞形齿轮：螺旋角为零之弯齿伞形齿轮。（三）错交轴之齿轮1、圆筒蜗轮齿轮：圆筒蜗轮齿轮为蜗杆及齿轮之总称。2、错交螺旋齿轮:此为圆筒形螺旋齿轮，利用要错交轴（又称歪斜轴）间传动时 称之。3、其它之特殊齿轮：面齿轮：为能与正齿轮或与螺旋齿轮咬合之圆盘形的面齿轮。鼓形蜗轮齿轮：凹鼓形蜗杆及与此咬合之齿轮的总称。戟齿轮：传达错交轴之圆锥状齿轮。形状类似弯齿伞形齿轮。三、齿轮传动的基本要求（一）传递运动的准确性由齿轮啮合原理可知，在一对理论的渐幵线齿轮传动过程中，两齿轮

5、之间的传动比 是确定的，这时传递运动是准确的。但由于不可避免地存在着齿轮的加工误差和齿 轮副的装配误差，使两轮的传动比发生变化。从而影响了传递运动的准确性，具体 情况是，在从动轮转动 360°的过程中，两轮之间的传动比成一个周期性的变化， 其转角往往不同于理论转角，即发生了转角误差，而导致传动运动的不准确，这种 转角误差会影响产品的使用性能，必须加以限制。（二）传动的平稳性齿轮传动过程中发生冲击、噪音和振动等现象，影响齿轮传动的平稳性，关系到机 器的工作性能、能量消耗和使用寿命以及工作环境等。因此，根据机器不同的使用 情况，提出相应的齿轮传动平稳性要求，产生齿轮传动不平稳的原因，主要

6、是由于 传动过程中传动比发生高频地瞬时突变的结果。在从动齿轮转一转的过程中，引起 传递不准确的传动比变化只有一个周期，而引起传动不平稳的传动比变化有许多周 期，两者是不同的，实际上在齿轮传动过程中，上述两种传动比的变化同时存在。（三）载荷分布的均匀性两齿轮相互啮合的齿面，在传动过程中接触情况如何，将影响到被传递的载荷是否 能均匀的分布在齿面上，这关系到齿轮的承载能力，也影响到齿面的磨损情况和使 用寿命。（四）传动侧隙的合理性 传动侧隙是指齿轮传递过程中，一对齿轮在非工作齿面间所形成的齿侧间隙。不同 用途的齿轮，对传动侧隙的要求不同，因此，应合理的确定其数值，一般传递动力 和传递速度的齿轮副，其

7、侧隙应稍大，其作用是提供正常的润滑所必须的储油间隙， 以及补偿传动时产生的弹性变形和热变形，对于需要经常正转或者反转的传动齿轮 副，其传动侧隙应小些，以免在变换转向时产生空程和冲击。四、齿轮传动机构的精度要求（一）齿轮的加工精度齿轮加工时，由于种种原因，使加工出来的齿轮总是存在不同程度的误差。制造误 差大了，精度就低，它将直接影响齿轮传动的运转质量和承载能力；而精度要求过 高，将给加工带来困难。根据齿轮使用的要求，对齿轮制造精度提出下面四方面的 要求：1、运动精度，运动精度决定齿轮在转动一周范围内转角的全部误差数值，要求齿齿轮传动时有正确的传动比。2、工作平稳性，工作平稳性决定齿轮在转动一周内

8、转角误差值中多次重复的数值。齿轮在转过一个很小的角度时（例如一个齿），它的转速也是忽快忽慢的，即也存在着理论转角和实际转角之差。这种转角差，在齿轮旋转一周中，变化的次数非常频繁，多次周期性的出现，因而引起冲击、振动和噪声，使齿轮传动不平稳。 简言之，运动精度是指齿轮在转动一周中的最大转角误差，而工作平稳性则是指瞬时的传动变化，两者是有区别的。3、接触精度，接触精度决定齿轮传动中啮合齿面接触半点的比例大小。齿面接触 是否良好直接影响齿轮的承载能力和齿轮工作的寿命。4、齿侧间隙，在齿轮传动中，相互啮合的一对齿轮在非工作齿面留出的一定间隙 称为尺侧间隙。齿侧间隙不是一项精度指标，而是需要按齿轮工作条

9、件的不同，确定不同的齿侧间隙。齿侧间隙的作用是使润滑油流通、补偿齿轮制造和装配误差、防止因受热膨胀或受力变形而使齿轮运转时咬住。对于侧隙的要求按使用场合的不同来区分：仪器中读数齿轮的侧隙一般为零值；经常正反转、转数不高的齿轮侧隙可小些；一般传动齿轮采用标准侧隙； 高速高温传动齿轮的侧隙可较大 些。（二）齿轮的精度等级对齿轮及齿轮副规定13个精度等级，其中0级精度最高，其余各级精度依次 降低，12级精度最低。齿轮副中两个齿轮的精度等级一般相同。若齿轮副中两个齿 轮的精度等级不同，则按其精度较低者确定齿轮副的精度等级。 35级属于精密级; 68级属于中精度级，常用于机床中；912级为低精度等级。

10、齿轮的传动精度， 按照要限制的各项公差和极限偏差，可分为三个公差组。第I组为运动精度，影响 传递运动的准确性，用限制齿圈径向圆跳动公差、公法线长度变动公差等来保证； 第U组为工作平稳性精度，影响传递运动的平稳性、噪声和振动，一般用限制齿距 和基节极限偏差以及切向和径向综合公差来保证；第川组为接触精度，影响齿面载 荷分布的均匀性，一般用限制齿向公差、接触线公差等来保证。这三个组的精度标 准指标，按使用要求的不同，允许采用相同的精度等级，也允许采用不同的精度等 级。（三）齿轮副的接触精度它是用齿轮副的接触斑点和接触位置来评定的，所谓接触斑点就是装配好的齿轮副，在轻微的制动下运转后齿面上分布的接触擦

11、亮痕迹。接触痕迹的大小是在齿面展幵图上用百分表来计算的。接触斑点的分布位置应趋近齿面中部，齿顶和两端部棱边处不允许接触。（四）齿轮副的侧隙装配好的齿轮副，若固定其中一个齿轮，另一个齿轮能转过的节圆弧长的最 大值，称为圆周侧隙。齿轮副的侧隙要求应根据工作条件，用最大极限侧隙与最小极限侧隙来规定。侧隙要求是通过选择适当的中心距偏差、齿厚极限偏差（或公法线平均长度偏差）等来保证。五、齿轮的装配与检查（一）圆柱齿轮传动机构的装配装配圆柱齿轮传动机构， 一般可按下述顺序进行： 把齿轮装在轴上；把齿轮 轴部件装入箱体中。1、齿轮与轴的装配。齿轮是装在轴上工作的，轴安装齿轮的部位应光洁并符合图样要求。齿轮在

12、轴上可以空转、 滑移或固定连接。在轴上空转或滑移的齿 轮，与轴为间隙配合，装配后的精度主要取决于零件本身的加工精度。这类齿轮的装配比较方便，装配后，齿轮在轴上不得有晃动现象。在轴上固定的齿轮，通 常与轴为过渡配合或少量过盈配合，装配时需加一定外力。压装时，要避免齿轮歪斜和产生变形等。若配合的过盈量较小，可用手工工具敲击压装， 过盈量较大 的，可用压力机压装或采用热装法进行装配。将齿轮安装在轴上，常见的误差是齿轮的偏心、 歪斜和丢安眠未贴紧轴肩。 精度 要求高的齿轮传动机构，在压装后需要检查。检查其径向圆跳动和端面圆跳动误 差。径向圆跳动误差的检查方法。 将齿轮轴支持在 V形架或两顶尖上，使轴与

13、平 板平行，把圆柱规放在齿轮的轮齿间， 将百分表测量头抵在圆柱规上， 从百分表 上得出一个读数。然后转动齿轮，每隔34个齿重复进行测量，测得百分表最大读数与最小读数之差，就是齿轮分度圆上的径向圆跳动误差。端面圆跳动误差的检查方法， 用顶尖将轴颈在中间，使百分表测量头抵在齿 轮端面上，在齿轮轴旋转一周范围内，百分表的最大读数与最小读书之差即为齿 轮端面圆跳动误差。这里还要指出，安装在非剖分式箱体内的传动齿轮，将齿轮先装在轴上后， 不能安装进箱体中时，齿轮与轴的装配是在装入箱体的过程中同时进行的。齿轮与轴为锥面配合时，常用语定心精度较高的场合。 装配前，用涂色法检查内外锥 面的接触情况，贴合端面圆

14、跳动误差的检查方法， 用顶尖将轴颈在中间，使百分 表测量头抵在齿轮端面上， 在齿轮轴旋转一周范围内， 百分表的最大读数与最小 读书之差即为齿轮端面圆跳动误差。这里还要指出，安装在非剖分式箱体内的传动齿轮，将齿轮先装在轴上后，不能安装进箱体中时，齿轮与轴的装配是在装入箱体的过程中同时进行的。齿轮与轴为锥面配合时，常用语定心精度较高的场合。 装配前，用涂色法检查内外锥 面的接触情况，贴合面不良的可用三角刮刀进行修正，装配后，轴端与齿轮端面应有一定的间隙。2、将齿轮轴部件装入箱体。这是一个极为重要的工序，装配方法应根据轴在箱体中的结构特点而定。 为了保证质量，装配前应检验箱体的主要部件是否达到规定的

15、技术要求。检验内容主要有：孔和平面的尺寸精度及几何形状精度；孔和平面的表面粗糙度及外观质量； 孔和平面的表面粗糙度及外观质量；孔和平面的相互位置精度。前两项检验比较简单，这里就孔和平面的相互位置精度检验方 法介绍如下：同轴线孔的同轴度误差的检验。 在成批生产中，用专用检验心轴检验，若心 轴能自由地推入几个孔中， 表明孔的同轴度误差在规定范围之内。 对精度要求不 高的孔，为减少专用检验心轴数量，可用几副不同外径的检验套配合检验。若要 确定同轴度误差值，可用检验心轴及百分表，在两孔中装入专用套， 将心轴插入 套中，再将百分表固定在心轴上，转动心轴即可测出同轴度误差值。(二) 锥齿轮传动机构的装配1

16、、锥齿轮轴向位置确定：准确确定两锥齿轮在轴上的轴向位置，必须使两 齿轮分度圆锥相切，两锥顶重合。2锥齿轮啮合质量检查与直齿轮基本相同。(三) 蜗杆传动机构的装配和差速器的装配1、对涡轮蜗杆传动的技术要求：(1) 涡杆中心线与涡轮中心线相互垂直。(2) 蜗杆轴线应在涡轮轮齿的对称中心面内。(3) 蜗杆与涡轮间的中心距要准确。(4) 有适当的齿侧间隙。(5) 有正确的接触斑点。2、蜗杆传动机构的装配过程蜗杆传动机构的装配工艺过程配顺序，应根据具体结构而定。一般是先装涡轮，但也有先装蜗杆，后装涡轮的。一般情况下，按下列顺序进行：(1) 组合式涡轮，应先将齿轮圈压装在轮毂上，压装方法与过盈装配相同，

17、并用螺钉加以紧固。(2) 将涡轮装在轴上，其装配与检验方法与装配圆柱齿轮相同。(3) 把涡轮轴组件装入箱体， 然后再装入蜗杆，因蜗杆轴的位置已由箱体 孔决定，要使蜗杆轴线位于涡轮轮齿的对称中心面内， 只能通过改变调整垫片厚 度的方法，调整涡轮的轴向位置3、蜗杆传动机构装配质量的检验(1) 箱体孔中心距的检验，测量时，将两根检验心轴分别插入箱体， 装配涡 轮轴和蜗杆的孔中，用三支千斤顶将箱体支撑在平板上。调整千斤顶，使其中一 根心轴与平板平面平行后， 再分别测量出两心轴至平板平面的距离， 最后根据测 出两轴线之间的中心距。(2) 箱体孔轴心线之间垂直度检验。检验时，先将心轴 1、2分别插入箱体

18、上涡轮轴和蜗杆的安装孔中， 在心轴1上的一端套上装有百分表的支架， 并用螺 钉紧固。百分表测量头抵住心轴 2,旋转心轴1,百分表在心轴2上L长度范围 内的读数差，即为两轴线在 L长度内的垂直度误差。4、蜗杆传动机构啮合质量的检验(1)百分表法：直接测量法和测量杆的测量法。2)涡轮接触斑点法：将红丹粉涂在蜗杆上，轻轻转动。(3) 检查运转的灵活性，手转动蜗杆时，是否松紧一致，是否有咬住现象等。5、差速器的装配要求：（1）、装配场所与器具及劳保用品不得有影响装配质量的污染。（2）装配时不得用钢锤直接敲打零件。（3 ）、文明装配，轻拿轻放，尤其是配合表面不得有磕碰伤痕和毛刺。（4 ）、齿轮与十字轴、壳体及垫片之间配合部位应以机油润滑。（5 ）、差速器左右壳必须有相同的组合件序号，且印记必须对准。（6 ）、总成装配后用带花键的轴转动半轴齿轮时应很轻便，无卡住现象。（7 ）、装配后的差速器总成应完全浸入润滑油中，使齿轮在工作中处于 完全的润滑状态。六、齿轮传动的失效形式及措施（一）齿轮折断危害：当齿根弯曲应力过大，突然过载、冲击载荷等易产生折断措施：1、增大齿根过渡曲线半径2、降低表面粗糙度值，减轻加工损伤，采用表面强化处理3、增大轴及轴承的刚度，使接触表面受力均匀。（二）齿面点蚀_危害：接触应力多次作用后，靠近界限的齿根面处表面层会出现若干微小的 裂纹，润滑油被挤进裂纹中产生高压，