探究賽教圓柱齒輪嚙合質量的檢驗與調整教學設計

韋雨英

摘要：為了進一步深化職業教育教學改革，國家非常重視職業技能競大賽。國家主席習近平致首屆全國職業技能大賽的賀信中提到：“職業技能競賽為廣大技能人才提供了展示精湛技能、相互切磋技藝的平臺，大力弘揚勞模精神、勞動精神、工匠精神，激勵更多勞動者特別是青年一代走技能成才、技能報國之路，培養更多高技能人才和大國工匠，為全面建設社會主義現代化國家提供有力人才保障”。為了更好地將職業競賽和專業課程相互融合以賽促學，以賽先優，以賽促教，賽教融合是提升中高職院校專業課程教學質量的有效途徑，逐步成為師生成長成才的重要平臺和重要經歷。

關鍵詞：圓柱齒輪;嚙合質量;檢驗與調整

中圖分類號：TH123 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-957X（2021）07-0250-02

0 ?引言

本文展示了在機械裝配技術賽項中“圓柱齒輪嚙合質量的檢驗與調整”教學設計。結合職業技能大賽要求，教學設計應充分體現教學思想和教改模式融合一體，凸顯創新性、應用性，突出專業實用性。賽教課程采用項目驅動式，分模塊分任務，以天煌教儀THMDZP-2型實訓裝置綜合裝調設備為基礎，兼顧理論，突出實踐，各任務由淺入深，層層分析，確定教學重點和難點，每個任務包含有知識鏈接、任務實施、任務評價、任務拓展（可選）等，充分體現學生在“做中學，學中做”、“任務引領，結果驅動”的職業教育特色。教學中倡導以“實訓項目”為核心重構理論和實踐知識，讓學生在真實的情景中，在動手實踐的過程中去體會和領悟相關技能專業知識。增加學習樂趣與成就感，充分體現了“以學生為主體”的教學理念，培養學生的自主學習能力，滿足比賽選手的培訓需求。

1 ?齒輪傳動的特點和裝配技術要求

1.1 齒輪傳動的特點

齒輪傳動是利用齒輪副來傳遞運動和動力的一種機械運動，它可以改變機構的速比和運動方向。它具有的優點：①工作可靠性、效率高，能保證瞬時傳動比恒定不變;②結構緊湊，可實現較大的傳動比，承載能力強，齒面具有高強度和高耐磨性，使用壽命長，維護保養簡單便捷。正是由于具備有這一優點，它廣泛應用在汽車、機械鐘表、金屬切削加工等行業領域。存在不足：齒輪副在運行中容易產生沖擊、振動，當潤滑欠佳時引起噪聲大;制造安裝精度要求高，因而成本較高;不宜用于中心距較大的場合等。

1.2 齒輪傳動的裝配技術要求

①嚴格控制齒輪孔與軸的同軸度精度在使用范圍內。②確保齒輪有正確的安裝中心距和齒側間隙合理不超差。③要求有一定的齒輪嚙合接觸面積和正確接觸斑點位置占60%以上為合格。④保證齒輪定位，滑移齒輪在軸上滑移時應有準確的定位，其錯位量不得超過規定值。⑤一般對轉速高且直徑大的齒輪，裝配前應進行動平衡試驗。

2 ?任務實施

2.1 任務實施一：具體要求及檢測項目

①裝配前的準備工作要充分，零部件應進行清理、清洗，去油污、毛刺等。②確保操作規范性，不得強拆硬拆或暴力野蠻拆裝等違規操作。③裝配工藝合理。一般按照先下后上、先難后易、先里后外等裝配原則進行。④裝配前應校對量具，根據裝配任務正確使用工具、量具，正確讀數和處理相關數據。⑤現場安全、文明生產。零部件、工具及量具按要求分類依次擺放整齊在指定位置，廢棄物的處理是否符合環保要求。⑥根據裝配任務、圖紙及技術標準，按部件裝配圖裝配、調整與檢測，達到部件的預定要求和精度。⑦用壓鉛絲的方法完成箱外大齒輪和小齒輪嚙合齒側間隙（齒側間隙調整在0.03～0.08mm），兩嚙合齒輪的嚙合面寬度差的調整（兩嚙合齒輪的嚙合面寬度差調整為不大于兩嚙合齒輪厚度的5%為宜），保證齒輪副在運轉過程中平穩。⑧各零部件安裝正確，無錯裝、漏裝、損壞等。⑨變速動力箱整體安裝后，保證相互之間轉動靈活，無卡阻現象，配合順暢。

通過變速動力箱整體安裝與調試后，進入齒輪、傳動軸安裝調整的任務實施，可以讓學生分組進行，具有條件的情況下可以2人為一組進行考核，根據學生的裝配熟練程度設定限時考核時間，考核前先將變速動力箱體的部件完全分離拆成散件，并檢查所有零件是否完好，如有缺損，事先補齊，考核計時。

工量具清單：百分表及表座（1套/組）、塞尺（1把/組）、鋼直尺（1把/組）、帶表游標卡尺（1把/組）、紫銅棒（1根/組）、螺旋壓入工具（1套/組）、內六角扳手（1套/組）、鉛絲（若干）、黃油（若干）、紅丹粉（若干）、清潔布（若干）、潤滑油柴油（若干）、柴油（若干）等。

2.2 任務實施二：圓柱齒輪裝配質量的檢驗與調整

裝配圓柱齒輪傳動機構，將齒輪軸部件裝入箱體是一道重要的工序，齒輪軸組件裝入箱體后，必須檢查其裝配質量。一般是先把齒輪裝在軸上，再把齒輪軸部件裝入箱體中。裝配質量的檢驗包括齒側間隙的檢驗和接觸精度的檢驗兩項。除了齒輪本身的制造精度影響嚙合質量外，齒輪箱體孔的尺寸精度、形狀、位置精度都影響嚙合質量。因此，將齒輪軸部件裝入箱體前應檢驗箱體的主要部位是否達到規定的技術要求。

2.2.1 齒側間隙的檢驗

常用檢查方法有兩種：

①壓鉛絲檢驗法。齒側間隙最直觀、最簡單的檢驗方法就是壓鉛絲法，在齒寬兩端的齒面上平行放置兩條（寬齒應放置3～4條）直徑不超過最小間隙4倍的鉛絲。正確操作方法：根據裝配要求安裝齒輪嚙合后，在其中一個齒輪上均勻涂上少許的黃油，黃油主要作用是用來固定鉛絲的位置，以防轉動齒輪時鉛絲移位或掉落。把鉛絲擺在黃油上固定好后，轉動另一個齒輪從工作齒面接觸到非工作齒面接觸所轉過的齒寬中點節圓弧長，轉動齒輪擠壓鉛絲，鉛絲被擠壓后最薄處的厚度尺寸即為齒側間隙（此時用帶表游標卡尺直接測量得到的數值就是兩齒輪嚙合的齒側間隙）。齒側間隙應在0.03～0.08mm為合格，壓鉛絲法檢驗法也是最常用最快速最便捷的測量齒側間隙的方法之一。

②百分表檢驗法。用百分表測量齒側間隙的方法是，將一個齒輪固定不動，齒輪上需裝夾緊桿，測量時將百分表觸頭直接抵在一個齒輪的齒面上，開始微調鎖緊旋鈕使指針壓下半圈后，再轉動表盤使指針對零（方便讀數），然后從一側嚙合勻速轉到另一側齒合，百分表上的最大讀數與最小讀數之差就是它的齒側間隙。該測量方法相對而言比較耗時間。

由于齒側間隙的存在會產生齒間的沖擊，影響齒輪傳動的平穩性，所以齒側間隙應該很小。如果齒側間隙過小，齒輪傳動不靈活，熱脹時會卡齒，從而加劇齒面磨損;齒側間隙過大，換向時空行程大，易產生沖擊和振動。在競賽訓練教學過程中允許學生任選以上其中一種方法進行檢測，經過調整齒側間隙測量得到的數值在0.03～0.08mm范圍內為合格。

2.2.2 接觸精度的檢驗

接觸精度指接觸面積大小和接觸位置。嚙合齒輪的接觸面積一般采用涂色法進行檢驗。檢驗時，在齒輪兩側面都涂上一層均勻的顯示劑（由紅丹粉+機油調和而得的半固體物狀），然后轉動主動輪，同時輕微制動從動輪（主要是增大摩擦力）。對于雙向工作的齒輪，正反兩個方向都應該進行檢查，以從動齒輪齒面上的接觸斑點印痕（黑點、亮點）形狀、位置和大小來判斷嚙合質量。通過檢驗，可以判斷裝配時產生誤差的原因。齒輪上接觸斑點的面積大小，應該隨齒輪精度而定。一般傳動齒輪（9～6級精度）在輪齒的高度上接觸斑點印痕應該不少于30～50%，在輪齒的寬度上應不少于40～70%，其分布的位置應是自節圓處上下對稱分布。

通過接觸斑點印痕的位置與面積大小可以判斷裝配時產生誤差的原因及其調整方法。當接觸斑點的位置正確面積太小時，可在齒面上加研磨劑使齒輪副轉動進行對研，以達到足夠的接觸斑點百分比要求。齒形正確安裝有誤差造成接觸不良的原因及調整方法，見如表1所示。

3 ?任務評價

在任務評價的教學設置上，可以采用多元評價方式和通過作業形式考核，學生通過項目任務方式來實踐操作完成，圓柱齒輪傳動的安裝調試評分表如表2所示。

4 ?結語

筆者結合指導學生參加“機械裝配技術”賽項的教學設計及指導過程，總結學生參賽前的訓練方法和要點，嚴管理，勤操練，訓練有素，專業基礎知識要扎實，強化特殊技能的訓練。使技能訓練選手在動手實踐中練就過硬的本領，是縮短從學生到專業職業技能競賽選手的一個重要途徑。

參考文獻：

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[3]浙江天煌科技實業有限公司.THMDZP-2型機械裝配技術綜合實訓裝置說明書.