小圆锥齿轮总成装调工艺研讨

王莹莹，赵建奎，姚富江

（雷沃重工股份有限公司，山东 潍坊　261206）

小圆锥齿轮总成装调工艺研讨

王莹莹，赵建奎，姚富江

（雷沃重工股份有限公司，山东 潍坊261206）

中央传动作为拖拉机传动系的核心部件，在安装时需要调整大小圆锥齿轮副的接触印痕和齿侧间隙，另外需要调整的就是小圆锥齿轮总成内锥轴承的预紧度。文章主要讨论小圆锥齿轮总成的设计原理及装调工艺并对装调工艺进行优化探讨。

小圆锥齿轮总成；装调；摩擦力矩

拖拉机传动系的核心部件为中央传动部分，小圆锥齿轮总成（又称主动弧总成）与差速器总成单独的装调以及两个总成相对位置的调整决定了整个中央传动部分的装调质量。文章针对其中的小圆锥齿轮总成，对其设计原理及装调工艺进行了优化探讨。

1　小圆锥齿轮总成的结构及设计原理

小圆锥齿轮总成的结构形式如图1所示，小圆锥齿轮总成的主要结构为两端两个锥轴承支承小圆锥齿轮轴，两锥轴承的装配情况直接影响到小圆锥齿轮轴的轴向定位，从而影响到了大小圆锥齿轮的啮合情况。

图1　小圆锥齿轮总成的结构图

由于圆锥滚子轴承的接触角α较小（例如7000型α=11°～16°），因此当锥轴承有少量磨损时，就会产生较大的轴承游隙，从而影响锥轴承的正常运转和锥齿轮的正确啮合。因此在小圆锥齿轮总成的装配过程主要需要保证两锥轴承的预紧度或游隙。所谓预紧，就是在安装时，用某种方法使轴承中产生并保持一定的预加轴向力，以消除轴承中的游隙，并在滚动体和内、外圈接触处产生初始弹性变形。这样就使预紧后的轴承在受到外载荷时，其内、外圈的径向与轴向相对移动量都会比未预紧的轴承大大减小，从而提高了支承的轴向刚度，但预紧力过大时，却会增加轴承中的摩擦力矩、降低传动效率、缩短轴承寿命，甚至还会导致轴承发热而引起损坏等。通常拖拉机根据实验结果，规定了预紧后转动小圆锥齿轮轴时所需克服的摩擦力矩（通常约为1～3N·m）来间接控制预紧度。

2　小圆锥齿轮的装调工艺及参数要求

（1）轴承外圈装配：将两轴承外圈同时压装到小圆锥齿轮轴承座上。

（2）轴承内圈装配：①将轴承一内圈压装到小圆锥齿轮轴上，确保轴承内圈压装到位。②将轴承二压装到小圆锥齿轮轴上，轴向预留0.5mm间隙。

（3）双螺母拧紧：①将内侧圆螺母拧在小圆锥齿轮轴上2～3扣，利用拧紧机拧紧。②放上止动垫圈，将外侧圆螺母拧在小圆锥齿轮轴上2～3扣，利用拧紧机拧紧。要求保证两圆锥滚子轴承预紧力矩（1～3）N·m，同时保证两圆螺母背紧力矩（300～350）N·m。

3　小圆锥齿轮总成装调难点

在小圆锥齿轮总成中，采用双圆螺母锁紧方式，通过调整两圆螺母的锁紧状态，既要求保证两圆锥轴承预紧力矩（1～3）N·m，又要求保证两圆螺母背紧力矩（300～350）N·m。在实际装调时，两圆螺母的调整相当复杂，需要反复装调，且难以同时保证以上两个力矩要求。经分析产品结构及装调过程预紧力矩变化发现，由于螺纹间隙的存在，当拧上外侧圆螺母后，会影响通过内侧圆螺母调整到位的锥轴承预紧力，背紧力矩越大对锥轴承预紧力影响也越大。

4　解决思路

（1）思路一：在拧紧机现场调试过程中，通过第一个螺母调整轴承预紧力，再将第二个圆螺母背紧到（300～350）N·m。不断降低第一个圆螺母调整的锥轴承预紧力，直到第二个圆螺母背紧后的锥轴承预紧力符合技术要求。

验证结果：当锥轴承预紧力调整到很小（0.5N·m）时，仍出现以下问题。拧上第二个圆螺母后，锥轴承预紧力不稳定，有的超过4N·m，有的小于1.5N·m。

图2　锥轴承预紧力

原因分析：①螺纹配合间隙不一致，对拧紧后的锥轴承预紧力影响较大：当拧上内侧螺母时，螺纹间隙在轴承一侧；而当拧上第二个螺母时，螺纹间隙在外侧螺母一侧。轴承预紧力由于螺纹间隙的整个分布面发生变化、变化大小随着螺纹配合间隙的大小而变化。②当锥轴承预紧力较小时，轴承内容易存在假间隙，这种假间隙会影响最终轴承预紧力的精度。③当轴承预紧力较小时，测扭传感器在此力矩控制区间的精度会降低。

结论：思路一的调整方法在零部件质量一致性不好的情况下，不能保证装调质量。

（2）思路二：传统的双螺母调整方法主要有两种：①将内侧圆螺母进行调整，使轴承预紧力适当降低，背紧外侧圆螺母，用“凑”的方式满足技术要求，这种调整方法比较复杂，且对操作人员要求较高。②将内侧圆螺母背紧，将轴承“背死”，然后将圆螺母反松1/6圈（即60°左右），然后锁紧第二个螺母。这种方式比较容易操作。

拧内侧螺母一：控制轴承预紧力N1（2.5-3.0）N·m，反松内侧螺母：反松时间t。

再拧紧外侧螺母：背紧力矩300N·m，测量轴承预紧力N2。①通过现场经验，轴承预紧力N2在（2.5-3.0）N·m时，效果最好。②比较N1与N2大小，通过调整反松时间t进行调整N2，使N2与N1接近：当N2有的大于N1，有的小于N1，并且平均值与N1相近时。③检验N2效果，当总成装配后用的扭矩仪测量N2，此时只需调整N1的大小即可达到预紧力的最理想效果。

结论：通过实验可知思路二基本能满足主动弧总成的装调要求。

［1］黄立成.圆锥破碎机飞车问题探讨［J］.黑龙江科技信息，2013，（33）.

［2］张波，王笑一，刘义.圆锥破碎机下支架强度的有限元分析［J］.矿山机械，2013，（8）.

［3］陈国庆，张守强.圆锥破碎机防尘方式的改进［J］.矿山机械，2012，（2）.

［4］李本仁，苏醒.圆锥破碎机的特点及选择探讨［J］.矿山机械，2012，（1）.

Discussion on Small Bevel Gear Assembly Loading Process

WANG Ying-ying，ZHAO Jian-kui，YAO Fu-jiang
（Leiwo Heavy Industry Co.，Ltd.，Weifang，Shandong 261206，China）

The central transmission as the core component of the tractor drive train，needs to adjust the size of bevel gears while installing the contact pattern and backlash，also needs to adjust the small bevel gear assembly cone bearing preloaded in degrees.The paper mainly discusses the design principle of conical gear assembly and a small adjustment process and load on the process optimization.

small bevel gear assembly；loading；friction torque

U463.21

A

2095-980X（2016）07-0075-02

2016-06-14

王莹莹（1981-），大学本科，中级工程师，主要从事机械方面相关工作。