改裝通用機(jī)床用于弧齒輪對滾檢查技術(shù)

張金全 鄭惠玲 齊 然 張振宇

（①河南南陽二機(jī)石油裝備集團(tuán)有限公司，河南南陽473006;②山東祥通橡塑集團(tuán)有限公司，山東濟(jì)寧272000）

錐齒輪傳動常用于傳遞相交軸之間的運(yùn)動和動力，其中，弧齒錐齒輪因其具有傳動平穩(wěn)、承載能力高、對制造及安裝誤差不太敏感等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)傳動中得到廣泛應(yīng)用?；↓X錐齒輪機(jī)械加工要求有很強(qiáng)的配套性，通常情況下，在弧齒錐齒輪加工機(jī)床上加工完齒輪齒面幾何尺寸之后，需要在專用的滾動檢查設(shè)備上對齒面接觸區(qū)大小、位置進(jìn)行滾動檢查。筆者在實(shí)際工作中，為滿足不同場合使用的弧齒錐齒輪加工、滿足從小到大弧齒錐齒輪齒面接觸區(qū)的對滾檢查，利用通用機(jī)床改裝成滾動檢查設(shè)備，在筆者公司生產(chǎn)的系列石油鉆機(jī)上使用的不同大小的弧齒錐齒輪接觸區(qū)的對滾檢驗(yàn)得到圓滿解決。

1 弧齒錐齒輪齒面接觸區(qū)對滾檢查的作用

1.1 概念

弧齒錐齒輪齒面接觸區(qū)滾動檢查就是將一對齒面上涂有顯示劑（通常使用紅丹粉）的配對齒輪經(jīng)短時(shí)間嚙合運(yùn)轉(zhuǎn)后，觀察齒輪齒面接觸斑點(diǎn)狀況，對照弧齒錐齒輪相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)判定齒輪的精度。在滾動檢查設(shè)備上，通常小齒輪作為主動輪，帶動大齒輪（作為從動輪）分別作正、反和低速、高速轉(zhuǎn)動，為縮短運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間，有時(shí)還在齒輪轉(zhuǎn)動時(shí)施加阻力，以獲得明顯的齒面嚙合斑痕。

1.2 作用

在滾動檢驗(yàn)設(shè)備上測定齒輪輪齒接觸區(qū)的位置是行之有效的檢驗(yàn)方法。在試切齒輪過程中，通過修正（反調(diào)）技術(shù)來調(diào)整機(jī)床的加工參數(shù)，以便提高齒面加工精度［1］;在切齒過程中，滾動檢驗(yàn)可以保持加工齒輪質(zhì)量的一致性;弧齒輪的最后對滾檢驗(yàn)則是為找出齒輪副在裝配中的最佳運(yùn)轉(zhuǎn)位置，為安裝提供依據(jù)?？偟膩碚f，對錐齒輪進(jìn)行滾動檢驗(yàn)可以綜合反映出傳動平穩(wěn)性、噪聲、齒面接觸、齒面粗糙度、徑向跳動和齒距等誤差［2］。

2 用普通車床改裝

車床改裝的對滾檢查設(shè)備實(shí)物照如圖1所示，圖2是車床改裝示意圖，這種方法改裝的檢查設(shè)備不同于常規(guī)的檢查設(shè)備，弧齒輪可以逆向旋轉(zhuǎn)，考慮到旋轉(zhuǎn)軸的剛度和齒輪回轉(zhuǎn)的直徑大小，將大弧齒輪3裝在普通車床的主軸上，把車床的刀架拆卸掉，制作一回轉(zhuǎn)定位裝置6安裝在中拖板上，回轉(zhuǎn)定位裝置安裝小弧齒輪4，使大弧齒輪作為主動輪帶動小弧齒輪4旋轉(zhuǎn)?；剞D(zhuǎn)定位裝置安裝小弧齒輪的軸心線需與床頭箱主軸回轉(zhuǎn)軸心線共面且垂直，軸心線共面且垂直的精度決定了齒輪副對滾檢查的精度?？紤]到小弧齒輪安裝在中拖板的遠(yuǎn)端產(chǎn)生的重力，在中拖板上配上一個重物。齒輪副的嚙合間隙可以通過移動車床的中拖板8以及中拖板上的回轉(zhuǎn)裝置2（垂直導(dǎo)軌方向）來調(diào)整。

如果是在規(guī)格小的車床床身上改裝，對滾檢查的齒輪就要小一些，如果是在規(guī)格較大的車床床身上改裝，對滾檢查的齒輪就可以大一些。圖1所示是在回轉(zhuǎn)直徑為1 000 mm的進(jìn)口羅馬尼亞車床上改裝的，改裝前的車床床身和主軸的剛性較好，對滾檢查的齒輪直徑可以達(dá)到1 000 mm。

3 用普通鏜床改裝

鏜床改裝的對滾檢查設(shè)備實(shí)物照如圖3所示，圖4是鏜床改裝示意圖，在普通鏜床上改裝的對滾檢查裝置，傳動方式和專業(yè)廠家生產(chǎn)的對滾檢查設(shè)備是一樣的，用小弧齒輪5作為主動輪帶動大弧齒輪4轉(zhuǎn)動。在鏜床的工作臺2上設(shè)計(jì)安裝一套回轉(zhuǎn)定位裝置3，在回轉(zhuǎn)定位裝置上安裝被檢查的大弧齒輪，在鏜床主軸上安裝小弧齒輪，利用鏜床主軸動力轉(zhuǎn)動，就可以實(shí)現(xiàn)對滾檢查。在回轉(zhuǎn)定位裝置上安裝大弧齒輪前，需要將其回轉(zhuǎn)中心找正，使其回轉(zhuǎn)軸心線與鏜床主軸回轉(zhuǎn)軸心線垂直相交共面，找正的精度決定了齒輪副對滾檢查的精度。齒輪副的嚙合間隙可以通過移動鏜床水平導(dǎo)軌上的回轉(zhuǎn)定位裝置（水平方向）以及垂直導(dǎo)軌上的主軸箱（垂直方向）來調(diào)整。

鏜床改裝的對滾檢驗(yàn)方法可以檢驗(yàn)的弧齒錐齒輪尺寸范圍很廣，因?yàn)榛剞D(zhuǎn)定位裝置在鏜床水平導(dǎo)軌上可以移動的范圍很大，鏜床的主軸也可以在鏜床垂直導(dǎo)軌上上下移動。用普通鏜床改裝的大型錐齒輪滾動檢查機(jī)（專利號:ZL200820149932.2），安裝、調(diào)整齒輪的嚙合間隙都很容易實(shí)現(xiàn)。筆者公司一直使用這種對滾檢查機(jī)，先后完成了大型石油鉆機(jī)使用的大噸位（≥350 t提升能力）轉(zhuǎn)盤弧齒錐齒輪的檢驗(yàn)，并出口到匈牙利、俄羅斯等國市場。

4 結(jié)語

（1）國內(nèi)外生產(chǎn)弧齒錐齒輪對滾檢查設(shè)備的型號很多，如Y9550、YK2560B、格利森513號、奧利康公司生產(chǎn)的ST2－HV型和ST2－M型等，一般檢查直徑500 mm以下的弧齒錐齒輪較多，在汽車齒輪制造行業(yè)以批量生產(chǎn)為主。

（2）用普通車床和鏜床改裝弧齒錐齒輪對滾檢查設(shè)備可以滿足特殊需要，現(xiàn)在機(jī)床行業(yè)發(fā)展很快，很多普通機(jī)床閑置下來，通過改裝用于弧齒輪加工中的對滾檢查，解決生產(chǎn)中的急需，繼續(xù)發(fā)揮其作用，不失為一種選擇。只要能使軸線形成垂直相交且共面，類似的改裝也可以在其他普通機(jī)床上實(shí)現(xiàn)。

（3）隨著數(shù)字控制技術(shù)的普遍應(yīng)用，弧齒錐齒輪滾動檢驗(yàn)將逐步發(fā)展成具備多功能檢驗(yàn)的數(shù)控檢驗(yàn)設(shè)備來實(shí)現(xiàn)，檢驗(yàn)時(shí)可以直接讀出錐齒輪副的接觸精度、安裝距、齒側(cè)間隙、工作平穩(wěn)性及噪聲等。改裝的弧齒錐齒輪對滾檢查設(shè)備也可以配備數(shù)控檢測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化檢測。

［1］陳書涵，嚴(yán)宏志，賀尚紅.螺旋錐齒輪真實(shí)齒面偏差修正研究［J］.制造技術(shù)與機(jī)床，2011（3）:87－90.

［2］齒輪手冊編委會編.齒輪手冊［M］.2版.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2008.

［3］曾韜.螺旋錐齒輪設(shè)計(jì)與加工［M］.哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1989.

［4］成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊（第3卷）［M］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2009.