齿轮箱装配工艺分析

2014-04-16邹俊伟

机械工程师 2014年12期

邹俊伟

（湖南南方宇航高精传动有限公司，湖南株洲412000）

0 引言

齿轮箱作为实现齿轮传动的一种能量转换机械装置，广泛应用于航空航天、轨道交通、风力发电、汽车变速箱等工业领域。齿轮箱结构设计的正确性是保证齿轮箱质量的先决条件，零件的加工质量是其质量的基础，装配处于齿轮箱制造的最后阶段，齿轮箱的质量最终通过装配得到保证和检验。因此装配是决定齿轮箱质量的关键环节。研究制订合理的装配工艺，采用有效的保证装配精度的装配方法，对进一步提高齿轮箱质量、符合设计寿命有着十分重要的意义。本文主要根据作者的实践经验，提出从研究分析齿轮箱总图、工序划分、装配关键点及如何保证齿轮箱装配质量的方法和建议［1］。

1 研究分析齿轮箱总图

从拿到齿轮箱总图，我们就需要做以下的工作：1）分析齿轮箱结构，比如是剖分式的还是整体式的。2）分析齿轮箱各项传动参数，比如输出功率、传动比、输入转速、输入扭矩等，得出齿轮箱是以传递运动为主还是传递动力为主。3）分析齿轮箱润滑方式及油路结构，是外接润滑油站还是箱体内部储油，如是外接润滑方式则考虑提供外接油站，如是内部储油方式则考虑提供润滑油泵，当然也可能是强制润滑。4）划分各功能组件,如低速轴组件、高速轴组件、润滑系统组件、电气系统组件等。5）得出各零件之间配合关系，装配中的难点及关键点。如轴承内圈与轴、齿轮与轴的过盈配合、轴承外圈与箱体轴承座的间隙配合等，从而为我们提供是采用加热、冷冻还是油压的方式来达到所需要的配合。

2 工序划分及准备工作

在完成上述工作后，再进行以下各项准备工作：1）对齿轮箱进行组件、部件划分，确认各工序及工序内容；2）得出装配所需的设备、工具、量具、工装，例如轴承加热器，箱体支撑工装等；3）准备装配所需的辅料，例如平面密封胶，螺纹紧固胶等。

3 装配工艺关键点

在完成了前述工作后，实际上已经开始进入装配工作状态，这里要重视以下关键点：

1）检查所有零件是否检验合格。检查零件及箱体上润滑油路是否畅通，油路、油孔是否存在加工后留下的铁屑，如油路中留有铁屑则极易造成油路堵塞，轴承、齿轮得不到有效润滑，温度偏高，使轴承烧坏，齿轮受热变形胀大，出现卡死或烧伤，如铁屑经过润滑油路进入轴承滚道，轴承旋转偏心，在高速状态下，齿轮折断。一句话，齿轮箱的油路就如人体“血路”“，血路”不通，就无法正常运转。

2）保证各零件装配到位。比如轴承、齿轮在轴上的轴向位置，轴承、齿轮在轴上应保证与对其轴向定位零件端面贴合，圆周方向贴合间隙应最好小于0.02 mm，如齿轮与对其轴向定位零件端面之间的间隙，在圆周方向有些地方是0.02 mm，有些是0.05 mm，这样使轴的轴线偏斜，相互啮合的齿轮在齿宽方向上接触斑点不均匀，达不到规定要求，造成载荷分布不均，引起应力集中，从而影响齿轮的使用寿命。

3）保证轴承游隙。轴承中存在游隙是为了保证轴承灵活无阻滞地运转，使轴承的轴线没有显著沉降，承担载荷的滚动体的数目尽可能多，减少噪声、振动和摩擦，提高旋转精度、使用寿命及承载能力。可采用打表的方法检查轴承游隙是否符合要求。

4）保证齿轮副接触斑点。齿轮副接触斑点在工作齿面沿全齿宽和全齿长上应保持均匀接触，并尽可能提高较大的接触面积比，以保证载荷分布均匀性,防止应力集中。例如采用在其中一个齿轮的3个左右轮齿上涂以红丹粉，扳动齿轮，以检查接触斑点，这种检查方法应用较广且有效。

5）保证齿轮副齿侧间隙。齿侧间隙用以储存润滑油，补偿齿轮制造误差以及热变形和受力变形后的弹性变形，如侧隙过小，则会造成齿轮传动时出现卡死或烧伤现象，如侧隙过大则会增大冲击、噪声［2］。可以通过打表或者压铅丝的方法检查齿侧间隙。

6）保证箱体的密封性。对于箱体接合面、端盖与箱体接合面，如果接合面的平面度和光洁度都较好，则用厌氧胶密封效果较好，反之则应用硅胶。涂胶时应注意所涂胶应与箱体内部边缘留5～8mm左右的间隙，这样可以避免在拧紧螺栓时，将胶压到箱体内部进入润滑油路，造成堵塞。而且如密封性不好，造成箱体内部润滑喷油口出口压力较大，单位时间内流量减少，轴承得不到很好的润滑，造成轴承温升偏高，同时润滑油流出箱体，损失了润滑油，造成浪费。

7）保证所有连接紧固件装配正确。螺栓紧固件如不符合所需力矩要求，不但箱体工作时振动和噪声较大，严重时会使螺栓因振动断裂，出现伤人事故。由于齿轮箱螺栓数目较多，极易出现没有拧紧螺栓和测量力矩的情况，为防止这种情况发生，可采用每紧固一个螺栓就用记号笔在螺栓头面及箱体面划一条线的方法，这样可以避免这个情况的出现。