汽车主减速器螺旋锥齿轮齿面接触区的安装调整及其变化的规律

汽车主减速器螺旋锥齿轮齿面接触区 的安装调鹩及其变化的规律 哈尔滨汽车齿轮厂 李文忠 汽车后桥主减速器螺旋锥齿轮的使用寿命及噪声不仅取决于设计水平和制造质量， 很大程度上还取决于安装时对接魅区调整的好坏。一对加工制造精度较高的螺旋锥齿轮 由于安装调整不当，也会使其接触区变坏，噪声增大，缩短使用寿命，出现早期损坏。 为提高螺旋锥齿轮的使用寿命，降低噪声，现对螺旋锥齿轮在安装调整中接触区的变化 规律进行 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 ，并掌摧其接触区在安装调整中的变化规律，从而达到提高使用寿命和降 低噪声的日帕。 目前应用在汽车主减速器上的锥齿轮，多为美国Glea SOn(格里森 )制渐缩齿圆弧 齿轮和瑞士的~erlikon(奥利康 )制等高延伸外摆线锥齿轮以及这两种齿制的双 曲 面 齿轮。 锥齿轮传动的最基本条件就是节锥面相切，节锥顶点重合 (双曲面锥齿轮因两轴线 交叉，节锥顶点不重合。)螺旋锥齿转是成对制造和使用的，其加工后的安装检验，通常 也是成对检验。即检查成对齿轮的齿面接触区，齿徊间隙的变动及噪声。 齿面接触区对齿轮的运转平稳，使用寿命和噪声有直接影响。因此，齿面接触区是 评定锥齿轮啮合质量的重要标志。 一 、 螺旋锥齿轮正确传动的基本条件及对齿面接触区的要求 1．一对锥齿轮正确啮台的基本糸件 。 1．1一对互相啮合的锥齿轮在任一传动面上，其当量圆拄齿轮基节tj相等。 l-2在接触区任何一点x处的螺旋角的大小相等， <双曲面锥齿轮除外 )，旋 向相 反。 B．I B吨 lI3在接触区内任一点X处的凹面a和凸面b的曲率半径应符合下式并见图 l所示。 P I≥ p I 2≥ 2 2．对轮齿接触区的一般翼求 一 对共轭的螺旋锥齿轮的齿面接触区应以下述三方面为基本原则t 2．1接触区的位置应在节锥母线长度的中点，且在齿长中部略近小端处如图 2所示 接触区的位置与受载情况有关。由于齿轮和轮齿受力靥发生弹性变形，轮齿的强度 由大端至小端递减。轴齿变形则 由大端至小端遣增。还因轴向力的作用，引起安装距也 稍有改变。因此使锥齿轮接触区在受载后发生变化，其变化规律由轮齿节锥面齿线的性 质决定。圆弧齿锥齿轮在受戟后，其接触区位单向大端移动，并且沿齿长与齿高两个方 维普资讯 http://www.cqvip.com 向上扩大如图 3所示。 图 1．轮齿接触区 2 、r 阻芒、正 售尉-接触区 图3．嚼弧锥齿轮有负荷时接触区的馥变 维普资讯 http://www.cqvip.com 倒 4．延 尊外摆兰铣尚轮 r无 负荷时接触隧的改变 对 苦通型奥利康延伸外 拦 线 锃 齿 轮，受载后接触区的位置向小端方向移 动如图 4所示 格里森制延伸外摆线锥齿轮，在受 载后其接触区的改变规律与圆弧齿锥齿 轮 基本 上相同。 在装配时检鸯接触区，一般部是在 空载情况下进行，四此在调整接触区临 位置时，应首先估计受载后接触区位翌 改变的趋向。对格里森制螺旋锥齿轮的 接触区的位置应控制在齿长中间且偏向 小端约2—6mm范围内。 而接触医逝大 端应比距小端的距离大，非工作面须控制在齿的有部。对于奥利康制则要求工作面在齿 受方向的接地区位置须控制在齿的中部偏向大端， 并距大端2—6mm范围内，而接触区 版小端应比距大端的距 寓大，非工作面须控制在齿的中部。 2．2接触区的大小 一 般按 占齿高和齿面的百分比来评定，具体的要根据齿轮的精度等级来确定，有关 此方面的数据可从1B180~60<圆锥齿暑传动公差表)中查得 2．3接触医的形状 理想的接融区是一个面积近似于椭匿形的区域。在分析接触区时，要注意，从接融 区的大小、形状、位置三个方面进行综合分析。除要注意接触区的种类以外，主要是磐 双曲面齿轮与普通的螺旋锥齿轮区分开。 因为两者的调整规律不同。还要区别是主动锥 齿轮的接触区还是被动锥齿轮的接触区 是工作面的接触区还是非工作面的接触区；亦 即正车的接触区，还是倒车时的接触区。 一．一 3．在调整接触区的同时也要对齿惆弼睫进行调整 ’ 如骶者有矛盾时，首先在保证接触区的前提下，再调整辖卤构侧隙，绝不允许用改 变接触厦的办法采满足侧瓣婶要求。因为 目 破坏齿轮 碴麓瞻台，’反而使齿戆黧损 加岳4，噪声增大。 ’ ．1_一 一 ’ 一 ’ J 一 二 安装耐接触唾 的改变规律 ～ 1．安装时必须满足的条件 ， 1．1一对螺旋锥齿轮必须有完整及合理的 形 其安舞罐由加工所产生的误差，应 在允许的公差范规内。此外在滚动检验机上检查，其接触区应符合要求。 1．2主减速器壳体上，两齿轮的轴线位置度必须在允许的公差范围内。 2．齿轮轴向安装位置的魏蜜对齿面接触珏的影畸 主动锥齿轮与被动锥齿轮的安装距，虽然在一对齿轮加工成形后就已经确定了，但 是改变这对齿轮的轴向安装位置，即通过安装调整栗改变接触区是可以实现的。对格里 3 维普资讯 http://www.cqvip.com 森制圆孤锥卤轮，在安装调整时尽最大可能使一对相啮合韵 齿轮节锥l厩点重合，使之处 于正确啮合的位置上。但是由于轮齿在热处理后产生变形，其曲率半径发生变化，被动 齿轮的轮齿曲率变小，主动齿轮的轮齿曲率比被动齿轮的变化要小 因此即使节锥顶点 重台，也很难得到理想的接触区，故需要在安装时进行必要的调整。节锥顶点不重台ll÷ 接魁区发生改变见图5所示。 ～一 ～ ⋯ 乏 i ／I 曲面齿轮除外 )。在滚动检验机上，对改变齿轮轴向位置所得到的结果如图6所示，也 充分地说明了这一变化。 4 被 曲 凸轮接触 区 主动卤轮 凹 面 凸 面 在位显。 ；i； 锥 尊重合 I一 ——一 -I|， ‘ —_I． ． 主询幽铊耩 主鞠占衿届修 图6．主动铝齿轮轴向证置改室接触区的变化 对于上述变化规律可由以下 导证明a 从一对螺旋锥齿轮正确啮台的条件可知t轮齿在相同长度的节锥母线处，并与节锥 维普资讯 http://www.cqvip.com 母线垂直的 “背锥”面上的基节相等，推得轮齿在任一与锥母线相垂直的 “背锥”面处 的基节也必然相等： t = m51c。sax一 ( 1 ) 式中m ⋯ 节锥母线虬 处的端面模数 a——节锥母线A 处的端面压力角 m — — ：m。— — (2) nb 式中m ——轮齿大端的端面模数 A。一一节锥距 从以上两式得知如果与轮齿节锥母线相垂直的背锥母线的位置改变，啮合点处的端 面摸数随之改变，从而基节也相应的随着改变 当把处于正确啮台位置上的一对齿轮的 主动齿轮的位置沿轴线方向，朝其节锥顶点移动 AH值时，被动齿轮的位置不变，则两 齿轮的原节锥顶点已不重台。此时其分度圆锥直径与节圆锥直径也发生了变化，压力角 与啮合角也随之改变，故啮合情况复杂。为简f￡起 见，在主动锥齿轮位移的同时，将被 动锥齿轮向着离开节锥顶点的方向移动 AHtga 值以使原节锥相叼井保证一 定 的 齿侧 间隙。这样我们分别在主动锥齿轮齿面宽的中点C和位移后的Ct点处，作其与节锥母线 相垂直的 “背锥”的 当量圆柱齿轮，分析其啮合情况见图7。 ● 圈 7．主动锥齿轮轴向位移后齿面接触医的改变 、 A是位移前，当量齿轮在C处接触点 B是位移后，当量齿轮在C 处接触点 当 △H =0时，在主动锥 齿轮第一齿 a脱离啮台时，第 二齿 b即进入啮合，接触区在 齿高方向位置是正确的见图7 中A所示。 当主动锥齿轮向图示方向 移动 △H后， C点 将 移 至C一 点。从 (2)式得知，在 C 点 主动锥齿轮的端面模数大于被 动锥齿轮在此位置 的 端 面 模 数。因此主动锥齿轮在该传动 面上的基节大于被动锥齿轮的 基节见图7中 B所示。而当第 一 齿脱离啮合对，第二齿 b点 不能及时进入啮合，而由于其迟啮合使接触区位置在齿高方向上，向上移动造成接触区 移向主动锥齿轮的齿顶及被动锥齿轮的齿根， 如果主动锥齿轮向离开节锥顶点的方 向移动，同样困基节的变化也引起接触区位置 在齿高方向上的变化，只是变化方向不同。 轴向移动主动锥齿轮台使齿面接触区在齿高方向变化大的原因，主要是由于基节差 Atj~l起齿面接触区在齿高方向上的变化。其基节差的产生又主要是因模数差 Am。造 成 的。而模数的改变量与轮齿的节锥面相垂直的 “背锥 面沿节锥轴线方向移 动的 距 离 维普资讯 http://www.cqvip.com △A有关。在图7的直角三角形ca C 中，设两齿轮的轴 向位移量均为 △ ， 出于节锥角 61<6 2所以c。s6 L>co s 2，则有 AA J>AA z— — (3) 由此得 △m。l> m 2； At J>1、tj!— — (4) 从以上分析说明主动锥齿轮的轴向位移对齿面接触医在齿高方向的变化规律。 主动锥齿轮在轴向上位移后，保证正确啮台的第二个基本条件 艮 B 也 发 生丁 变化。螺旋锥齿轮，沿齿长方向各点的螺旋角不等 一般是大瑞螺旋角大，小穑螺眨角 小。当主动锥齿轮轴向位移后，原来的齿 轮中点已分别移至新的位置。此时在原中 点c处的螺旋角已不再相等，所以接触区 沿齿 长方向也有改变。但比起齿高方向改 变的不那么明显。因此，当主动锥齿轮改 变轴向位置时，齿面的接触区即有高度变 化同时也有长度变化，只是高度变化比起 长度变化的更显著。 2．2轴向移动被动锥齿轮，使接触区 沿齿长方向有较明显的变化。 在Ⅻ锥齿轮传动中，节锥角 j传妨比 韵笑系见图 8所示。 ● 6：一 arct- Z l 一 — — ( 5 ) 式中z 、z：分别为主，被动锥齿轮的齿数 当轴交角为90。时 6 =90。一6z 一 (6) 对于汽车主减速器，因为传动比大，从 (5)式得知，被动锥齿轮节锥角6 也火。 又由 (6)式得知，两个齿轮的节锥是两个节锥角相差很大的圆锥。这样当被动锥齿轮 作轴向位移时，轮齿沿节锥母线方向与节锥母线相垂直的 “背锥”也作轴向位移，而轮 齿 “背锥”面沿节锥母线方向移动的距离很小△A=kHsin8 ，在齿高方向上变r七很大， 因此使齿侧间隙变化也大，可以从下面推导中得出。 齿侧间隙的变动量： △Cn= A}I si*t~5l sinu J— — (7 ) 式中 AH——齿轮的轴向位移量 6 ——被动齿轮的节锥角 d 一一法向压力角 AC——齿村间隙变动量 从 (7)式知当主被动锥齿轮轴向位移量相等时，由于被动锥齿轮的轴向位移使齿 侧 间障变化较大。因此当主动锥齿轮不动时，将被动锥齿轮向离开主动锥齿轮的方向上 移动，接触区在齿长方向上移向大端，而在齿高方向上则移向齿顶。但是移动被动锥齿 轮与移动主动锥齿轮相比，其接触区的改变不确显，齿向间磷却明显的改变。所以，在 6 维普资讯 http://www.cqvip.com 安装调整时，通常是以调整主动锥齿轮的轴向位置来改善接触区，以调整被动锥齿轮的 宴萎 墨 磊 薹 介绍圆孤齿锥齿面接触区的几种情况及产生的原因f 和改善接触区的调整方法见图9所示。 I 序 被 动 齿 轮 被动齿轮色勺 产生厩因 亨 凹 雷 凸 雷 齿面接触区 及锎整 法 f ． 正确接触 主动齿轮节锥项奥重合 1 l i 齿辗偏接触 主卸齿轮|i5割参3 超过 ￡ 、 被动车仑节锥J真受：椅圭劫 轮甸离开节雅 硕曩】}争 |，·--- ． j ． 主动轮节譬宦硕虞远高 5 I==一二 齿顶偏接触 被动论节锥顶囊：将 主．瑚姑伺禳 动辖勘瞎嚼磅 4- === 1 斜自接触 ‘两轮轴不相交： 厂 胡整两轴相交： ，‘—_-_。 ，— 两轮轴不相交r 5 、 ． 曩 斜角接触 锎两车它轴相交 ： ，’。-’-i， 小端接触 iil轮轴交南l犬予 6 蠲整两轮轴交角90" 7 ． ；till接触 两轮轴炳lJ、亍90。 蠲整两轮辜宙交角9旷 图 9．圆弧也锥齿轮接触 区及调整 双曲面齿轮的接触区的调整与圆弧齿锥齿轮的调整方法相同，在此不再重避。 参考资料 汽车构造一一吉林工业大学汽车教研室 现代汽车大全一一毛志坚等编 ： 重型 汽车构造与维修一一黄声显等犏 ． ． -‘ 圆锥齿轮与双曲面齿轮传动一一刘唯盲 ． 机械设计 手册一一燃化部 I髓雉囟麓与蝇耗一一 C日]会目拨击 ’ 维普资讯 http://www.cqvip.com