淺析漸開線型圓柱齒輪增速器齒輪副側隙的計算方法及測量

強海波（蘭州石化公司設備維修公司，甘肅蘭州 730060）

淺析漸開線型圓柱齒輪增速器齒輪副側隙的計算方法及測量

強海波（蘭州石化公司設備維修公司，甘肅蘭州 730060）

根據漸開線型齒輪副側隙的計算公式，簡單計算并測量了我車間所維護裝置中一套增速器齒輪副的側隙，為今后檢維修維修工作提供了有力的數據支持。

增速器；漸開線；圓柱齒輪；側隙

本文依照GB10095—88中對側隙計算的定義，根據我車間所維護設備的具體情況，簡單計算了法向側隙和徑向側隙，為今后遇到類似設備，需要提供檢修標準時積累經驗。由于齒輪副徑向側隙主要有齒輪副中心距保證，故以下將重點討論法向側隙的計算及測量。

1 齒輪副法向側隙的定義及計算

1.1 法向側隙的定義

按照ISO/TR10064—2：1996和GB/Z18620.2—2002，法向側隙的定義是：當兩個齒輪的工作齒面互相接觸時，其非工作齒面間的最短距離。

圖1.斜齒輪的法向側隙

圖1是平行軸斜齒輪的端面視圖；下面的小圖是非工作齒面側兩基圓柱的內公切平面剖面圖，圖上兩條斜的平行線，是兩非工作齒面被公切平面所截的兩條直母線。從圖上看出，法向側隙

式中：jbt——端面齒廓的法向側隙

因基圓螺旋角在齒輪加工過程中已確定，故齒輪副的法向側隙主要由端面齒廓的法向側隙來確定。

1.2 齒輪副法向側隙的計算

為保證齒輪副始終呈單面嚙合的正常運轉。其工作齒面之間需有油膜潤滑，而非工作齒面之間則要考慮到溫升變形的影響，故齒輪副的工作齒面間和非工作齒面間都應有一足夠而不過大的最小側隙。前者用于儲油，后者用于彌補熱膨脹所需。這兩者最小法向值之和稱為齒輪副的最小法向齒側間隙（簡稱最小側隙jnmin），其最小值取決于齒輪副的工作速度，潤滑方式和溫升，與齒輪副的精度等級無關。

1.2.1 齒輪副的最小法向齒側間隙jnmin的計算公式

1.2.1.1 溫升變形所需的最小法向側隙jn1：

式中：a——齒輪中心距（mm）；α1，α2——齒輪和箱體材料的線膨脹系數；αn——齒輪法向嚙合角；△t1，△t2——齒輪和箱體工作溫度與標準溫度之差：△t1=t1-20℃；△t2=t2-20℃。

1.2.2 保證正常油膜潤滑所需的最小法向側隙jn2：

保證正常油膜潤滑所需的最小法向側隙jn2，取決于齒輪副的潤滑方式和工作速度.當油池潤滑時，jn2=（5-10）Mn（μm）。當噴油潤滑時，對于低速傳動（工作速度v＜10m/s），jn2=10Mn；對于中速傳動（v=10-24m/s），jn2=30Mn；對于高速傳動（v＞60m/s），jn2=（30-50）Mn。Mn為法向模數（mm）。

所以，齒輪副最小極限側隙（jnmin）應為：

2 齒輪副法向側隙的測量

在測量法向側隙之前，需先保證齒輪副的中心距偏差及軸心線不平行度符合標準范圍。

2.1 壓鉛絲法

在小齒輪上沿齒寬放置兩根以上的鉛絲，鉛絲的直徑為0.30mm，鉛絲的長度為3個齒，并用干油粘在齒上。鉛絲放好后，均勻轉動齒輪，鉛絲被壓扁，厚度小的是工作側隙，厚度最厚的是齒頂間隙，厚度較大的是非工作側隙。其厚度可用千分尺測量。齒的工作側隙和非工作側隙之和即為法向側隙。

2.2 嚙合接觸面積的檢查

嚙合接觸面積的大小和位置是證明齒輪制造和裝配質量的一個重要指標。若接觸面積大、位置準確，這說明齒輪的制造和裝配質量高，因而工作時荷載分布均勻；反之，則荷載分布和磨損都不均勻。

齒輪嚙合接觸面積的檢查最常見的是用涂色法來檢查。

涂色法檢查時，將顏色涂在小齒輪上，驅動大齒輪轉動3-4轉后，涂的色跡（斑點）即顯示在大齒輪輪齒的工作表面上，根據色跡可以判定齒輪裝配的正確性。故齒輪裝配檢查時應以齒接觸為主要檢查項目。

該增速器齒接觸的具體檢測結果見表2.

表2.增速器k201齒接觸的實際測量結果

由表2可以看出，增速器k201的齒接觸情況良好，說明裝配正確。

3 結語

本文主要講述了齒輪副法向側隙的計算及測量方法，通過實際檢修過程中的計算及測量，驗證了計算結果的真實性、測量方法的準確性，為今后檢修提供了必要的理論及實際支持。

［1］楊蘭春主編.齒輪工程詞典.北京：機械工業出版社，1994.

［2］GB10095—88《漸開線圓柱齒輪精度》.北京：中國標準出版社，1988.