齒輪箱裝配工藝分析

鄒俊偉

（湖南南方宇航高精傳動有限公司，湖南株洲412000）

0 引言

齒輪箱作為實(shí)現(xiàn)齒輪傳動的一種能量轉(zhuǎn)換機(jī)械裝置，廣泛應(yīng)用于航空航天、軌道交通、風(fēng)力發(fā)電、汽車變速箱等工業(yè)領(lǐng)域。齒輪箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的正確性是保證齒輪箱質(zhì)量的先決條件，零件的加工質(zhì)量是其質(zhì)量的基礎(chǔ)，裝配處于齒輪箱制造的最后階段，齒輪箱的質(zhì)量最終通過裝配得到保證和檢驗(yàn)。因此裝配是決定齒輪箱質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。研究制訂合理的裝配工藝，采用有效的保證裝配精度的裝配方法，對進(jìn)一步提高齒輪箱質(zhì)量、符合設(shè)計(jì)壽命有著十分重要的意義。本文主要根據(jù)作者的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，提出從研究分析齒輪箱總圖、工序劃分、裝配關(guān)鍵點(diǎn)及如何保證齒輪箱裝配質(zhì)量的方法和建議［1］。

1 研究分析齒輪箱總圖

從拿到齒輪箱總圖，我們就需要做以下的工作：1）分析齒輪箱結(jié)構(gòu)，比如是剖分式的還是整體式的。2）分析齒輪箱各項(xiàng)傳動參數(shù)，比如輸出功率、傳動比、輸入轉(zhuǎn)速、輸入扭矩等，得出齒輪箱是以傳遞運(yùn)動為主還是傳遞動力為主。3）分析齒輪箱潤滑方式及油路結(jié)構(gòu)，是外接潤滑油站還是箱體內(nèi)部儲油，如是外接潤滑方式則考慮提供外接油站，如是內(nèi)部儲油方式則考慮提供潤滑油泵，當(dāng)然也可能是強(qiáng)制潤滑。4）劃分各功能組件,如低速軸組件、高速軸組件、潤滑系統(tǒng)組件、電氣系統(tǒng)組件等。5）得出各零件之間配合關(guān)系，裝配中的難點(diǎn)及關(guān)鍵點(diǎn)。如軸承內(nèi)圈與軸、齒輪與軸的過盈配合、軸承外圈與箱體軸承座的間隙配合等，從而為我們提供是采用加熱、冷凍還是油壓的方式來達(dá)到所需要的配合。

2 工序劃分及準(zhǔn)備工作

在完成上述工作后，再進(jìn)行以下各項(xiàng)準(zhǔn)備工作：1）對齒輪箱進(jìn)行組件、部件劃分，確認(rèn)各工序及工序內(nèi)容；2）得出裝配所需的設(shè)備、工具、量具、工裝，例如軸承加熱器，箱體支撐工裝等；3）準(zhǔn)備裝配所需的輔料，例如平面密封膠，螺紋緊固膠等。

3 裝配工藝關(guān)鍵點(diǎn)

在完成了前述工作后，實(shí)際上已經(jīng)開始進(jìn)入裝配工作狀態(tài)，這里要重視以下關(guān)鍵點(diǎn)：

1）檢查所有零件是否檢驗(yàn)合格。檢查零件及箱體上潤滑油路是否暢通，油路、油孔是否存在加工后留下的鐵屑，如油路中留有鐵屑則極易造成油路堵塞，軸承、齒輪得不到有效潤滑，溫度偏高，使軸承燒壞，齒輪受熱變形脹大，出現(xiàn)卡死或燒傷，如鐵屑經(jīng)過潤滑油路進(jìn)入軸承滾道，軸承旋轉(zhuǎn)偏心，在高速狀態(tài)下，齒輪折斷。一句話，齒輪箱的油路就如人體“血路”“，血路”不通，就無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

2）保證各零件裝配到位。比如軸承、齒輪在軸上的軸向位置，軸承、齒輪在軸上應(yīng)保證與對其軸向定位零件端面貼合，圓周方向貼合間隙應(yīng)最好小于0.02 mm，如齒輪與對其軸向定位零件端面之間的間隙，在圓周方向有些地方是0.02 mm，有些是0.05 mm，這樣使軸的軸線偏斜，相互嚙合的齒輪在齒寬方向上接觸斑點(diǎn)不均勻，達(dá)不到規(guī)定要求，造成載荷分布不均，引起應(yīng)力集中，從而影響齒輪的使用壽命。

3）保證軸承游隙。軸承中存在游隙是為了保證軸承靈活無阻滯地運(yùn)轉(zhuǎn)，使軸承的軸線沒有顯著沉降，承擔(dān)載荷的滾動體的數(shù)目盡可能多，減少噪聲、振動和摩擦，提高旋轉(zhuǎn)精度、使用壽命及承載能力?？刹捎么虮淼姆椒z查軸承游隙是否符合要求。

4）保證齒輪副接觸斑點(diǎn)。齒輪副接觸斑點(diǎn)在工作齒面沿全齒寬和全齒長上應(yīng)保持均勻接觸，并盡可能提高較大的接觸面積比，以保證載荷分布均勻性,防止應(yīng)力集中。例如采用在其中一個齒輪的3個左右輪齒上涂以紅丹粉，扳動齒輪，以檢查接觸斑點(diǎn)，這種檢查方法應(yīng)用較廣且有效。

5）保證齒輪副齒側(cè)間隙。齒側(cè)間隙用以儲存潤滑油，補(bǔ)償齒輪制造誤差以及熱變形和受力變形后的彈性變形，如側(cè)隙過小，則會造成齒輪傳動時出現(xiàn)卡死或燒傷現(xiàn)象，如側(cè)隙過大則會增大沖擊、噪聲［2］?？梢酝ㄟ^打表或者壓鉛絲的方法檢查齒側(cè)間隙。

6）保證箱體的密封性。對于箱體接合面、端蓋與箱體接合面，如果接合面的平面度和光潔度都較好，則用厭氧膠密封效果較好，反之則應(yīng)用硅膠。涂膠時應(yīng)注意所涂膠應(yīng)與箱體內(nèi)部邊緣留5～8mm左右的間隙，這樣可以避免在擰緊螺栓時，將膠壓到箱體內(nèi)部進(jìn)入潤滑油路，造成堵塞。而且如密封性不好，造成箱體內(nèi)部潤滑噴油口出口壓力較大，單位時間內(nèi)流量減少，軸承得不到很好的潤滑，造成軸承溫升偏高，同時潤滑油流出箱體，損失了潤滑油，造成浪費(fèi)。

7）保證所有連接緊固件裝配正確。螺栓緊固件如不符合所需力矩要求，不但箱體工作時振動和噪聲較大，嚴(yán)重時會使螺栓因振動斷裂，出現(xiàn)傷人事故。由于齒輪箱螺栓數(shù)目較多，極易出現(xiàn)沒有擰緊螺栓和測量力矩的情況，為防止這種情況發(fā)生，可采用每緊固一個螺栓就用記號筆在螺栓頭面及箱體面劃一條線的方法，這樣可以避免這個情況的出現(xiàn)。

4 結(jié)語

前述3項(xiàng)工作內(nèi)容具有一定的邏輯關(guān)系和規(guī)律性。但是作為技術(shù)人員，還應(yīng)考慮裝配工藝文件的編制，使裝配工藝文件具有邏輯性和條理性及指導(dǎo)性。因此我們只有抓住裝配工藝中的關(guān)鍵點(diǎn)，才能真正做到保證齒輪箱的裝配質(zhì)量，提高齒輪箱的使用壽命。

［1］ 陳紅霞.機(jī)械制造工藝學(xué)［M］.北京：北京大學(xué)出版社，2010.

［2］ 孔曉玲.公差與測量技術(shù)［M］.北京：北京大學(xué)出版社，2011.