淺析偏心套在齒輪減速機嚙合狀態應用的工藝

劉桐柱/中國第一重型機械股份公司重型裝備制造分廠

淺析偏心套在齒輪減速機嚙合狀態應用的工藝

劉桐柱/中國第一重型機械股份公司重型裝備制造分廠

隨著科學技術的發展、對齒輪減速機的承載能力和使用壽命提出了越來越高的要求。這不僅要求齒輪減速機設計合理、制造工藝先進、還要術攥高減速機的裝配質量。偏心套綿構在我們制造的2050熱連軋機組的齒輪傳動中巳經采用。并在飛剪裝置的齒輪減速機中應用到非圓齒輪的傳動付中。實踐證明是成功的。

一、通過偏心套調整齒輪嚙合位置的原理

齒輪減速機箱體軸承孔和軸承外環之間增加偏心套結構。裝配時通過調整偏心套的偏心量來補償箱體和齒輪乃零件的加工誤差從而改善減速機的接觸精度。

偏心套可以補償以下加工誤差：

（1）箱體軸承孔的X方向軸線平行度誤差；

（2）箱體軸承孔的Y方向軸線平行度誤差；

（3）箱體軸承孔的中心距誤差I；

（4）齒輪的齒向誤（由于壓裝或銑齒造成的）；

由于減速機軸承孔加工誤差、齒輪制造誤差等因素的綜合影響，減速機齒輪實際嚙合位置常常達不到設計要求的理想狀態，因此通常采用偏心套式結構，在減速機裝配時通過偏心套的調整來達到滿意的齒輪嚙合狀態，如圖1所示。轉動偏心套可以改變齒輪嚙合的中心距和單個齒輪齒面的傾斜度，即轉動單個偏心套可以改變齒輪齒面的傾斜度，以此來改變齒輪齒面的接觸率。而同時使一根齒輪軸兩側的偏心套轉動相同的角度（方向亦相同），可改變齒輪嚙合的中心距，從而改變齒輪嚙合側隙，最終保證齒輪的嚙合狀態達到設計要求的精度

圖1

二、齒輪嚙合誤差分析

1.齒面接觸誤差。如圖2所示為齒面接觸誤差情況，假定齒輪1為基準輪，要消除接觸誤差△需將齒輪軸2的一側偏心套轉動相應的角度θ，由圖2可導出θ的計算式為：

△1B＝△2L

△＝esinθ

θ＝arcsin（L△1Be）

式中，△－齒向接觸誤差；

△1、△2－偏心套相對于基準線的偏移值；

B－齒寬；

e－偏心套的偏心距。

因△值可由塞尺直接測出或用壓鉛絲方法測出，θ角可直接由上式求出來。

圖2

2.2 齒輪嚙合側隙誤差。

若同時轉動一根齒輪軸兩側偏心套（方向、轉角均相同），即可改變兩嚙合齒輪的中心距，從而達到調整嚙合側隙的目的。問題是這樣做的同時是否能夠保持已調整好的齒面接觸率不變。

如圖3所示可以看出，當齒面接觸調整好后，齒輪軸兩側偏心套若同時轉動相同的角度（方向亦相同），齒輪的嚙合線是平行移動的，故齒面接觸率應保持不變。因此只要求出嚙合側隙變化量與齒輪嚙合中心距變化量的關系，進而求出偏心套應轉角度即可達到調整嚙合側隙的目的。

如圖4所示，通過改變中心距而使齒輪齒廓嚙合位置發生相應改變，其實質相當對齒輪進行了變位處理，其變位后齒厚的變化量即為嚙合側隙的變化量△j（由實測得出）。

△j＝2△atgα

式中，△a－中心距變化量；

α－壓力角，為20？。

由圖3看出：

△a＝（e－ecosβ）－ecos（β＋φ）

S／2＝esin（β／2）

l／l1＝S／S1

S1／2＝esin（β1／2）

β1＝2arcsin［（l1／l）sin（β／2）］

φ＝arccos［1－cosβ1△j／（2etgα）］－β1

中心距變化量△a的計算取的是近似值，實際值應是A點到基準齒輪軸線的連線，但兩者偏差很微小，故而簡化計算。

圖3

圖4

三、齒輪嚙合位置的實際調整步驟

以圖1示三級傳動齒輪組為例，其調整步驟簡述如下：

1.在機體上做好角度位置線，偏心套按基準位裝好，實測出各齒輪的實際嚙合側隙，然后按上述方法計算出偏心套應轉角度。轉動偏心套，將嚙合側隙調整到要求值。因嚙合側隙是一個范圍值，應將其調整到中值。

2.以2號齒輪為基準輪，按上述方法檢查計算。轉動齒輪1、3上的偏心套，調整齒輪齒面接觸率合格，然后調整齒輪4與與齒輪3接觸率。

3.根據調整結果重新輸入數據，進行修正至滿意狀態。

四、結束語

采用偏心套結構不僅可以提高齒輪減速機的裝配質量，彌補由于零件超差造成裝配質量問題，而且在特殊情況下還有如下優點：

1.當箱體由于軸承孔加工超差時，可以通過配制偏心套外徑來避免箱體報廢，減少損失。

2.由于減速機多次改型，雖然中心距中心高來做改動，但軸的直徑，箱體軸承孔，連接寸均有不同程度的改變。采用偏心套結構可以用新型號箱體毛坯代用舊型號箱體毛坯來進行加工。滿足用戶按舊型號訂貨的要求。使用戶非常滿意。

3.由于長時間的使用，不可避免的造成齒輪減速機的齒面磨損，齒側間隙增大，造成噪音增加，采用偏心套結構，可以通過調整偏心套來縮小中心距，減少齒側間隙，達到傳動平穩的目的。

綜上所述，通過程序利用計算機求出偏心套所需調整角度，按一定步驟進行嚙合狀態調整，可行而準確，大大提高了裝配調整效率，尤其適用于多級傳動的減速機。