组合人字齿齿宽对键槽对齿的方法及影响

chenkunqiang01

摘要：渐开线人字齿在载荷比较大，空间相对比较小的场所使用，在生产加工人字齿时，为了保证人字齿对中度，我们会采取一些措施来进行齿与齿的对中。本文提出了适用于两个单斜齿轮组合成人字齿轮时键槽对中的一些方法，并对这些方法进行了比较，提出了最适合的一种对齿方法。

关键词：组合人字齿   齿宽   键槽    对中

引言

我们在设计重载齿轮时，常常会遇到由于现场空间受到限制，采用单斜齿无法满足正常使用，为此，我们会考虑人字齿（双斜齿）的设计，比如轧钢机齿轮箱输出轴，而轧钢机轧辊的速度是一致的，所以轧钢机齿轮箱所使用的人字齿轴为一体的，齿对中方法在此不做介绍。本文介绍的是由两个单斜齿轮组装成一个人字齿，在加工键槽时键槽中心线对齿方法及影响。如图一所示，下面的是整体人字齿轴，上面的是两个单斜齿轮组合成一个人字齿，且采用键联接。

1         组合人字齿齿宽对键槽对齿的方法

file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.jpg

图一

由于组合人字齿是由两个单斜齿装配到一根轴上组合而成的，在单独加工单斜齿的键槽时需要将键槽中心线与齿对中，才能保证装配完后啮合正确，否则将影响齿轮啮合。在此，我将介绍键槽对齿的三种方法。第一种是键槽中心线与齿轮配合面的齿顶中心线对齿，就是在齿轮配合面处选择一个齿，在其齿顶中心处做标记，然后作为键槽中心线的基准加工键槽；第二中是键槽中心线与齿轮中心的齿顶中心线对齿，就是在齿轮齿宽中心处选择一个齿，在其齿顶中心处做标记，然后作为键槽中心线的基准加工键槽；第三种是键槽中心线与齿轮非配合面的齿顶中心线对齿，就是在齿轮非配合面处选择一个齿，在其齿顶中心处做标记，然后作为键槽中心线的基准加工键槽。

2         组合人字齿齿宽对键槽对齿的影响

人字齿在加工时，都要进行对齿，在加工人字齿轴时要保证人字齿交线与空刀槽中心对称误差小于XXXmm，同样，在两个单斜齿轮配合成人字齿的时候也要进行对齿，一般为键槽中心线与齿顶中心线或齿根中心线对齿。若未对齿，可能导致齿轮安装到箱体上时安装不上去，若齿对中度不好，在空刀槽允许的情况下，可以装配好，但轴向串动量比较大，也可能会干涉。

2.1   键槽中心线与齿轮配合面处齿顶中心线对齿

在加工单斜齿时，若我们采用键槽中心线与齿轮配合面上的某一个齿顶中心线对中，如图二（该齿轮为国外一齿轮：径节3，齿数108/17，齿宽152.396±0.25），图中虚线部分为人字齿轴的齿槽，粗实线为组合人字齿的齿顶，点画线为中心线，双点画线为键槽对齿中心线。我们假设只考虑齿轮齿宽尺寸的公差，其于尺寸都是一样的，我们可看出键槽中心线与齿顶对中度是很好的，没有误差。

file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image004.jpg图二

2.2   键槽中心线与齿轮中心处齿顶中心线对齿

file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image006.jpg图三

在加工单斜齿时，若我们采用键槽中心线与齿轮中心面上处某一个齿顶中心线对中，如图三，此处我们也只考虑齿宽尺寸。如A所示，若两个单斜齿的齿宽是一模一样的，装配后齿对中度是好的；但在实践加工时，齿宽不一样，有一定的偏差，如B所示，齿宽分别加工到了极限尺寸，齿轮与人字齿轴安装后对中度不是很好，会有一定的误差，其误差值为0.125mm，单斜齿轮齿顶与人字齿轴齿槽有干涉，干涉量为0.125mm。为了保证人字齿在运行时他们能够自动调整对中度，安装时从动轴是不固定的，可自由串动。因此，自动对中后的结果如C所示，从图中可以看出，单斜齿轮齿顶与人字齿轴齿槽有干涉，干涉量最大为0.187mm，但齿轮加工时棱角都要倒钝，一般而言齿向及齿廓倒圆或倒角都为0.1Mn，因此干涉可以忽略。

2.3   file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image008.jpg键槽中心线与齿轮非配合面处齿顶中心线对齿

图四

在加工单斜齿时，若我们采用键槽中心线与齿轮非配合面上处某一个齿顶中心线对中，如图四，此处我们也只考虑齿宽尺寸。如D所示，若两个单斜齿的齿宽是一模一样的，那装配后齿对中度是好的；E所示为齿轮与人字齿轴安装后对中度误差，误差有0.25mm，且单斜齿轮齿顶与人字齿轴齿槽的干涉量为0.25mm；F为自动对中后状态，从图中可以看出，单斜齿轮齿顶与人字齿轴齿槽有干涉，干涉量最大为0.375mm，同样齿轮加工时棱角都要倒钝，因此干涉也可以忽略。

3         键槽中心线三种对齿方法的比较

本文比较时只按齿宽有偏差，其余均为不动值。图一中的对齿方法和齿宽的公差没有任何关系，中心线对中，齿不干涉；图二与图三中的对齿方法和齿宽的公差有关系，中心线不对中，齿也发生干涉，并且齿宽的公差越大，不中度误差和齿干涉越大。

4         结论

通过以上比较，第一种方法进行齿槽中心线对齿的误差是最小的，而对齿基准越远离配合面，安装后的对中度误差与干涉量越大。因此，采用第一种方法去对齿可在通行业中推广使用。

参考文献

［1］       齿轮手册编委会，齿轮手册（下册），机械工业出版社，2008

［2］       成大先，机械设计手册第3卷，化学工业出版社，2010

［3］       李文超，李华玲，李忠理，人字齿轮减速机的安装特性，钢管，2003.32

［4］       黄丽琴，人字齿轮交点的修正及加工齿形的修形加工，山西机械，2003.2

具体见http://wenku.baidu.com/view/8c90ddfcf61fb7360b4c6565.html
          http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-ZGGX201230037.htm