浅析偏心套在齿轮减速机啮合状态应用的工艺

刘桐柱/中国第一重型机械股份公司重型装备制造分厂

浅析偏心套在齿轮减速机啮合状态应用的工艺

刘桐柱/中国第一重型机械股份公司重型装备制造分厂

随着科学技术的发展、对齿轮减速机的承载能力和使用寿命提出了越来越高的要求。这不仅要求齿轮减速机设计合理、制造工艺先进、还要术攥高减速机的装配质量。偏心套绵构在我们制造的2050热连轧机组的齿轮传动中巳经采用。并在飞剪装置的齿轮减速机中应用到非圆齿轮的传动付中。实践证明是成功的。

一、通过偏心套调整齿轮啮合位置的原理

齿轮减速机箱体轴承孔和轴承外环之间增加偏心套结构。装配时通过调整偏心套的偏心量来补偿箱体和齿轮乃零件的加工误差从而改善减速机的接触精度。

偏心套可以补偿以下加工误差：

（1）箱体轴承孔的X方向轴线平行度误差；

（2）箱体轴承孔的Y方向轴线平行度误差；

（3）箱体轴承孔的中心距误差I；

（4）齿轮的齿向误（由于压装或铣齿造成的）；

由于减速机轴承孔加工误差、齿轮制造误差等因素的综合影响，减速机齿轮实际啮合位置常常达不到设计要求的理想状态，因此通常采用偏心套式结构，在减速机装配时通过偏心套的调整来达到满意的齿轮啮合状态，如图1所示。转动偏心套可以改变齿轮啮合的中心距和单个齿轮齿面的倾斜度，即转动单个偏心套可以改变齿轮齿面的倾斜度，以此来改变齿轮齿面的接触率。而同时使一根齿轮轴两侧的偏心套转动相同的角度（方向亦相同），可改变齿轮啮合的中心距，从而改变齿轮啮合侧隙，最终保证齿轮的啮合状态达到设计要求的精度

图1

二、齿轮啮合误差分析

1.齿面接触误差。如图2所示为齿面接触误差情况，假定齿轮1为基准轮，要消除接触误差△需将齿轮轴2的一侧偏心套转动相应的角度θ，由图2可导出θ的计算式为：

△1B＝△2L

△＝esinθ

θ＝arcsin（L△1Be）

式中，△－齿向接触误差；

△1、△2－偏心套相对于基准线的偏移值；

B－齿宽；

e－偏心套的偏心距。

因△值可由塞尺直接测出或用压铅丝方法测出，θ角可直接由上式求出来。

图2

2.2 齿轮啮合侧隙误差。

若同时转动一根齿轮轴两侧偏心套（方向、转角均相同），即可改变两啮合齿轮的中心距，从而达到调整啮合侧隙的目的。问题是这样做的同时是否能够保持已调整好的齿面接触率不变。

如图3所示可以看出，当齿面接触调整好后，齿轮轴两侧偏心套若同时转动相同的角度（方向亦相同），齿轮的啮合线是平行移动的，故齿面接触率应保持不变。因此只要求出啮合侧隙变化量与齿轮啮合中心距变化量的关系，进而求出偏心套应转角度即可达到调整啮合侧隙的目的。

如图4所示，通过改变中心距而使齿轮齿廓啮合位置发生相应改变，其实质相当对齿轮进行了变位处理，其变位后齿厚的变化量即为啮合侧隙的变化量△j（由实测得出）。

△j＝2△atgα

式中，△a－中心距变化量；

α－压力角，为20？。

由图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

中心距变化量△a的计算取的是近似值，实际值应是A点到基准齿轮轴线的连线，但两者偏差很微小，故而简化计算。

图3

图4

三、齿轮啮合位置的实际调整步骤

以图1示三级传动齿轮组为例，其调整步骤简述如下：

1.在机体上做好角度位置线，偏心套按基准位装好，实测出各齿轮的实际啮合侧隙，然后按上述方法计算出偏心套应转角度。转动偏心套，将啮合侧隙调整到要求值。因啮合侧隙是一个范围值，应将其调整到中值。

2.以2号齿轮为基准轮，按上述方法检查计算。转动齿轮1、3上的偏心套，调整齿轮齿面接触率合格，然后调整齿轮4与与齿轮3接触率。

3.根据调整结果重新输入数据，进行修正至满意状态。

四、结束语

采用偏心套结构不仅可以提高齿轮减速机的装配质量，弥补由于零件超差造成装配质量问题，而且在特殊情况下还有如下优点：

1.当箱体由于轴承孔加工超差时，可以通过配制偏心套外径来避免箱体报废，减少损失。

2.由于减速机多次改型，虽然中心距中心高来做改动，但轴的直径，箱体轴承孔，连接寸均有不同程度的改变。采用偏心套结构可以用新型号箱体毛坯代用旧型号箱体毛坯来进行加工。满足用户按旧型号订货的要求。使用户非常满意。

3.由于长时间的使用，不可避免的造成齿轮减速机的齿面磨损，齿侧间隙增大，造成噪音增加，采用偏心套结构，可以通过调整偏心套来缩小中心距，减少齿侧间隙，达到传动平稳的目的。

综上所述，通过程序利用计算机求出偏心套所需调整角度，按一定步骤进行啮合状态调整，可行而准确，大大提高了装配调整效率，尤其适用于多级传动的减速机。