齿轮传动的装配工艺与检验方法探究

黑龙江 张志彬 许光驰

一、齿轮传动的特点及使用要求

齿轮传动的特点是传动较稳定、传动效率高、工作可靠、结构紧凑和使用寿命长。缺点是制造和安装精度要求较高，制造成本高，不适宜用于两轴间的较大距离传动。

齿轮的装配应与实际状况相关联，齿轮的装配要求一般为以下两种：

1.传动精度要求。很多情况下是因齿轮较高的传动精度和传动比的准确性而被应用于机械设备中，所以其传动精度，即稳定的瞬时传动比和平均传动比成为大部分齿轮装配所要考虑的重点。

2.传动平稳性要求。在有些情况下，传动的精度并不是设备中的齿轮传动追求的目标，如部分齿轮减速器，只要求其传动的平稳性即可，没有精确的传动比需求。

二、齿轮传动的装配

齿轮传动或蜗轮传动在装配时，一般要求其作为基准面的端面与轴肩或定位套端面应紧密贴合，且0.05mm厚的塞尺不能塞入；基准面与轴线的垂直度应符合要求；齿轮与齿轮、蜗轮与蜗杆装配后应盘车检查，其转动应平稳、灵活、且无异常声响[2]。

（一）圆柱齿轮传动的装配方法

1.齿轮装配顺序一般从最后一根被动轴开始，逐级进行装配。

2.齿轮传动部件的装配工序包括两步，先将齿轮装到轴上，再将齿轮及轴组件装入箱体：（1）齿轮在轴上的装配方法：在轴上装配空套或滑移的齿轮，一般采用间隙配合，装配精度主要取决于零件本身的制造精度，装配时要注意检查轴、孔的尺寸公差和精度。在轴上装配固定的齿轮，与轴一般为过渡配合或过盈量较小的过盈配合。（2）齿轮及轴组件装入箱体的方法：齿轮、轴组件在箱体上的装配精度除受齿轮在轴上的装配精度影响外，还与箱体的几何精度有关，如与箱体孔间的同轴度、轴线间的平行度，以及孔的中心距偏差等有关，同时还可能与相邻轴上的齿轮相对位置有关。

3.高运动精度的装配调整：首先要保证齿轮的加工精度，并可以通过定向装配法来得到高装配精度，在装配传动比为1:1或其他整数的一对啮合时，应根据其齿距累积误差的分布状况，将一个齿轮的累积误差最大相位与另一齿轮的累积误差最大相位相对应，使齿轮的加工误差得到一定程度的补偿。对于齿轮的径向跳动误差和端面跳动误差，可以分别测定齿轮定位面、轴承定位面及其他相关零件的误差相位，装配时通过相位的适当调整抵消有关零件的误差。

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（二）锥齿轮传动的装配方法

1.应保证啮合齿轮处于正确位置。装配时必须使啮合齿轮中心线相交，并有正确的夹角，啮合齿的端面应齐平。

2.应保证合理的齿轮间隙。可以通过固定一齿轮，而将另一个齿轮沿轴向移动的方法进行调整，当达到准确啮合位置时，将该齿轮位置进行固定。

3.齿面接触精度可用涂红丹粉等方法进行检验。

4.锥齿轮装配对侧隙的要求可按照分度圆大端至锥顶的距离，即锥顶距的不同值，对照圆柱齿轮中心距所对应的最小法向极限侧隙选取。锥齿轮的齿侧间隙可以用塞尺、压铅丝或千分尺进行检查。

（三）蜗轮蜗杆传动的装配方法

1.应保证相啮合的蜗轮与蜗杆处于正确位置，使蜗杆中心轴线处于蜗轮中心平面内。

2.蜗轮和蜗杆轴心线间的中心距应依据装配图尺寸及公差。中心距可调整的蜗轮蜗杆副的中心距、蜗轮与蜗杆传动最小法向侧间隙，都应符合相应的规定。

3.蜗轮、蜗杆轴心线应垂直交叉成90°，轴心线倾斜度应符合设计要求。

4.装配质量的综合检查，可以通过在齿面上涂抹红丹粉进行检查。

三、齿轮传动的检验

按照《机械设备安装工程施工及验收通用规范》的规定，齿轮装配必须达到一定的通用精度。

1.齿宽小于等于100mm时，轴向错位应小于等于齿宽的5%，齿宽大于100mm时，轴向错位应小于等于5mm。

2.装配轴中心线平行且位置为可调结构的渐开线圆柱齿轮副的中心距极限偏差按设计要求或按国家标准《渐开线圆柱齿轮精度》（GB/T10095-2001）的有关规定。中心距极限偏差指齿宽的中间平面上实际中心距与公称中心距之差。

3.齿轮的接触精度可用涂红丹粉等方法进行检验。用着色法检查传动齿轮啮合的接触斑点时，应将颜色涂在小齿轮或蜗杆上，在轻微制动下，用小齿轮驱动大齿轮，使大齿轮转动3～4圈。圆柱齿轮和蜗轮的接触斑点，应趋于齿侧面中部；圆锥齿轮的接触斑点，应趋于齿侧面的中部或接近小端。

接触斑点的百分率计算公式为：

式中：n1—— 齿长方向的百分率（单位：%）；n2——齿高方向的百分率（单位：%）；d1——接触痕迹极点间的距离（单位：mm）；d2——超过模数值的断开距离（单位：mm）；B——齿全长（单位：mm）；hP——圆柱齿轮和蜗轮副的接触痕迹平均高度或圆锥齿轮副的齿长中部接触痕迹的高度（单位：mm）；hg—— 圆柱齿轮和蜗轮副的工作高度或圆锥齿轮副相应于hp处的有效齿高（单位：mm）。

4.装配后保证齿轮的合理齿侧隙。

5.用压铅法检查齿轮啮合间隙时，铅条直径不宜超过间隙的3倍，铅条长度不应小于5个齿距，沿齿宽方向应均匀放置不少于2根铅条。

[1]甄志强.高精度齿轮副的装配质量及检验方法［J］.机械设计与制造，2009，（3）：94-96.

[2]许光驰.机电设备安装与调试［C］.北京航空航天大学出版社，2014：71-75.