齒輪固定施力夾具的設(shè)計(jì)研究

鄭金鹿 王科研 孫婷婷

【摘要】齒輪傳動(dòng)是一種重要的機(jī)械傳動(dòng)，但齒輪制造存在各種公差，影響齒輪嚙合條件，引起噪聲振動(dòng)，降低齒輪及軸承的使用壽命。為改善這一狀況，在進(jìn)行裝配時(shí)需要對齒輪及軸承進(jìn)行選配，最大程度改善嚙合狀態(tài)。選配依據(jù)是測量配對齒輪的配合參數(shù)，測量過程中用到的重要夾具就是齒輪固定施力夾具。本文通過實(shí)例，對在航空發(fā)動(dòng)機(jī)裝配過程中測量齒輪副參數(shù)時(shí)需要用的齒輪固定施力夾具的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了探究。

【關(guān)鍵詞】齒輪副；固定施力夾具；彈性漲套

一、任務(wù)來源

某型機(jī)中央傳動(dòng)機(jī)匣組件齒輪配對交付和裝配中為保證裝機(jī)質(zhì)量，裝配設(shè)計(jì)圖對齒輪副裝配試車進(jìn)行了一系列嚴(yán)格的要求。使產(chǎn)品在交付之前能完全模擬并達(dá)到飛行要求，安全系數(shù)高。所以裝配時(shí)要對齒輪副進(jìn)行嚴(yán)格的參數(shù)測量，但如何能保證齒輪副在牢固可靠穩(wěn)定的狀態(tài)下完成測量工作，主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪如何固定，如何實(shí)現(xiàn)雙向推拉力并能達(dá)到圖紙要求300N的力，這需要我們進(jìn)行新工裝設(shè)計(jì)方法的探究。

二、確定設(shè)計(jì)方案

（一）設(shè)計(jì)分析

通過查閱齒輪圖紙，發(fā)現(xiàn)此齒輪為減重，設(shè)計(jì)時(shí)在滿足強(qiáng)度的條件下，設(shè)計(jì)成中空結(jié)構(gòu)，因此，可采用彈性漲套的結(jié)構(gòu)，對齒輪的內(nèi)孔進(jìn)行固定。

對如何施加推拉300N力，主要是通過施力螺母旋轉(zhuǎn)，上下移動(dòng)壓縮彈簧隨之變化，產(chǎn)生的力作用到齒輪，來達(dá)到施力要求。夾具整體固定時(shí)，機(jī)匣基本不動(dòng)，機(jī)匣表面通常會(huì)有螺樁或者是螺紋孔與其它部件連接，固定時(shí)其余部件不安裝，因此可以利用這些螺樁或者是螺紋孔對齒輪內(nèi)孔的固定夾具進(jìn)行固定。

（二）齒輪固定結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

第一，彈性漲套結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。彈性漲套是利用彈性元件受力后的均勻彈性變形，實(shí)現(xiàn)對齒輪內(nèi)孔的漲緊，通過摩擦力實(shí)現(xiàn)固定齒輪的目的。我設(shè)計(jì)的彈性漲套結(jié)構(gòu)，它是一個(gè)薄壁帶錐面的彈性體，帶錐面一端開有六條軸向槽， 由三個(gè)基本部分組成。一是卡爪A（頸部），二是彈性瓣B（彈性部分），三是尾部部分C。卡爪A （頸部）是漲緊齒輪內(nèi)孔的主要工作面，又是摩擦面，故要求耐磨，一般熱處理淬火硬度為HRC40-45， 彈性瓣B（彈性部分）經(jīng)常張開、收縮，為了防止斷裂和產(chǎn)生永久變形，故要具有良好的彈性和耐磨性以及耐疲勞性。彈性瓣和尾部部分C連結(jié)處， 由于形狀和截面變化大，容易產(chǎn)生應(yīng)力集中而斷裂。所以要求與尾部一起進(jìn)行熱處理淬火硬度HRC40-45，以保持彈性。彈性漲套的材料一般最常用的是60Si2MnA，也有采用45鋼或40Cr等材料。第二，錐度軸尺寸給定方式。錐度軸的外錐角大小是與彈性漲套的卡爪錐角相配合的，根據(jù)夾具的具體情況確定。對于此套工裝的結(jié)構(gòu)形式，錐度軸外錐角應(yīng)取2a+1°，錐角2a取30°。

（三）施力裝置的設(shè)計(jì)

通過旋轉(zhuǎn)施力螺母，上下移動(dòng)壓縮彈簧，使彈簧變達(dá)到劃線位置既施力300N，產(chǎn)生的力作用到齒輪，來達(dá)到施力目的。

三、工裝結(jié)構(gòu)示意圖及使用說明

（一）工裝結(jié)構(gòu)示意圖（見圖1）

（二）工裝使用說明

（1）先旋緊件13螺母將件1底板固定在機(jī)匣上；通過件8螺母旋將件10錐軸向上帶動(dòng)，錐面漲開件12彈性套，固定主動(dòng)齒輪；（2）調(diào)整螺母件2，使上端與標(biāo)記0線對齊。調(diào)整螺母件9，使墊圈件4下端與標(biāo)記0線對齊，這就保證了兩個(gè)彈簧都在自然不受力狀態(tài)。（3）工作時(shí)，調(diào)整螺母件2使上端與標(biāo)記300N（上）線對齊，實(shí)現(xiàn)對主動(dòng)尺寸300N拉力。調(diào)整螺母件2使上端與標(biāo)記300N（下）線對齊，實(shí)現(xiàn)對主動(dòng)尺寸300N推力。

四、齒輪固定施力夾具注意事項(xiàng)

（1）彈性漲套是固定夾具的關(guān)鍵零件之一，制造精度必須符合圖樣要求，錐角部分應(yīng)進(jìn)行配磨和配研加工。（2）彈性漲套的彈性瓣應(yīng)在整個(gè)彈性漲套加工合格后，再切開。并且要將開槽處的尖角毛刺去掉，各工作表面不得有各種雜質(zhì)附著物。（3）夾具使用時(shí)，應(yīng)先將漲套放入齒輪孔內(nèi)，然后才能夾緊，以防止損壞彈性漲套的彈性卡爪。（4）夾具不使用時(shí)，彈性漲套應(yīng)處于非工作狀態(tài)。（5）彈性筒套經(jīng)過長期使用磨損后，應(yīng)及時(shí)更換，配上新的彈性漲套。

五、結(jié)語

攻克了齒輪固定施力夾具這一個(gè)難題，增加了我們的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)、提高了我們的設(shè)計(jì)能力，同時(shí)更增強(qiáng)了我們面對困難的信心?，F(xiàn)如今航空工業(yè)飛速發(fā)展，齒輪副的安裝標(biāo)準(zhǔn)要求越來越高，所需夾具結(jié)構(gòu)仍需不斷改進(jìn)、完善，積累更多的經(jīng)驗(yàn)，并推廣，才能適應(yīng)高科技時(shí)代發(fā)展的步伐。

參考文獻(xiàn)

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