CN105299185B - 带行星结构的大型齿轮箱箱体组立加工找正方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种带行星结构的大型齿轮箱箱体组立加工找正方法，利用本发明中的方法来找正支撑臂和输出轴之间的相对位置时，首先将带行星结构的大型齿轮箱箱体竖直放置，之后将直线型工具放置于输出端面的第一中心线上，将第一中心线引出输出级箱体外，之后在直线型工具的第一端连接上铅垂线，该铅垂线延伸至输入级箱体，之后测量铅垂线和输入级箱体的对位中心线的水平距离D，D与输出轴与支撑臂之间的理论距离公差h具有一定的对应关系，根据D值来调整输出级箱体的位置即可。本发明中的找正方法操作简单，且中间累计误差小，测量精度高。

Description

带行星结构的大型齿轮箱箱体组立加工找正方法
技术领域
本发明涉及大型齿轮箱箱体加工技术领域，更具体地说，涉及带行星结构的大型齿轮箱箱体组立加工找正方法。
背景技术
带行星结构的大型齿轮箱由多个箱体和内齿圈组合而成，如附图1中所示，带行星结构传动的大型齿轮箱包括输入级箱体3、一级内齿圈4、中箱体5、二级内齿圈6、输出级箱体7。相邻的箱体和内齿圈之间通过销定位，螺栓连接。为了保障带行星结构的大型齿轮箱的同轴度，通常是将相邻的箱体与内齿圈组立找正，之后同钻铰定位销孔。带行星结构的大型齿轮箱的支撑臂位于输入级箱体上，输出轴位于输出级箱体上，二者距离较远，且不在同一个平面上。但是，支撑臂与输出轴的相对位置的精度要求较高，在加工带行星结构的大型齿轮箱时，需要行之有效的找正方法来确保支撑臂与输出轴之间的相对位置。
最常用的找正方法包括组立找正方法和找等高法。组立找正方法是将相邻的箱体和内齿圈单独组立，最后是将输出级箱体和与输出级箱体相邻的内齿圈组立，根据中心对位线对正原则来确定输出级箱体与输入级箱体，或者说输出轴与支撑臂之间的相对位置。该方法中的中间累计误差较多，从而导致整个误差较大，最终导致输出级箱体的相对位置的精度较低。找等高法是将各个箱体和内齿圈组件水平置于平台或机床的工作台上，通过调整各支撑，使各个箱体和内齿圈组件水平，进而检测输出轴与支撑臂的高度差是否满足要求，若满足则为合格；若不满足，调整输出级箱体的位置。在找等高法中，由于带行星结构的大型齿轮箱的尺寸和重量都较大，在找水平时，需要耗费大量的时间，且该方法需要测量多个数据，操作步骤繁琐，累计误差较大。
因此，如何获得一种带行星结构的大型齿轮箱箱体组立加工找正方法，该找正方法能够方便、快速、准确地找正支撑臂与输出轴的相对位置，是本领域技术人员亟待解决的关键性问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种带行星结构的大型齿轮箱箱体组立加工找正方法，该找正方法能够方便、快速、准确地找正支撑臂与输出轴的相对位置。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种带行星结构的大型齿轮箱箱体组立加工找正方法，包括以下步骤：
S1：划出输出端面上的第一中心线，该第一中心线与过输出轴的轴孔中心和输出端面中心的连线的夹角为90°-α，所述α为过输出轴的轴孔中心与输出端面的中心的连线偏离所述输出端面的第二中心线的偏角，所述第二中心线理论上位于过支撑臂的直线的正上方；
S2：按照中心对位线对正原则组立所有的箱体和内齿圈，并按照输出级箱体位于最上方，输入级箱体位于最下方的方式，将带行星结构的大型齿轮箱箱体竖直放置；
S3：将直线型工具放置在所述第一中心线上，所述直线型工具的第一端伸出所述输出级箱体外，所述直线型工具的第一端与所述输入级箱体的中心对位线位于所述第二中心线的同一侧，在所述直线型工具的第一端连接铅垂线，该铅垂线延伸至所述输入级箱体；
S4：测量所述铅垂线与所述输入级箱体的中心对位线之间的水平距离D；
S5：判断D是否满足：
若满足，则表明支撑臂和输出轴的相对位置符合要求；若不满足，则转动输出级箱体，之后进入步骤S4；
其中：
L1为出级箱体上输出轴的轴孔的中心与输出端面的中心的距离；
L2为所述铅垂线到输出级箱体的输出端面的中心的水平距离；
α与S1步骤中的α相同；
h：输出轴与支撑臂之间的理论距离公差。
优选地，所述步骤S1中的所述划出输出端面上的第一中心线包括向着偏离所述第二中心线的方向，转动过输出轴的轴孔中心和输出端面中心的连线，转动角度为90°-α，之后得到所述第一中心线。
优选地，所述步骤S2包括将所述带行星结构的大型齿轮箱箱体竖直放置于平台上。
优选地，所述直线型工具为第一游标卡尺。
优选地，所述步骤S4包括利用第二游标卡尺测量所述铅垂线与所述输入级箱体的中心对位线之间的水平距离D。
利用本发明中的方法来找正支撑臂和输出轴之间的相对位置时，首先将带行星结构的大型齿轮箱箱体竖直放置，之后将直线型工具放置于输出端面的第一中心线上，将第一中心线引出输出级箱体外，之后在直线型工具的第一端连接上铅垂线，该铅垂线延伸至输入级箱体，之后测量铅垂线和输入级箱体的对位中心线的水平距离D，水平距离D与输出轴与支撑臂之间的理论距离公差h具有一定的对应关系，根据D值来调整输出级箱体的位置即可。本发明中的找正方法操作简单，且中间累计误差小，测量精度高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明一具体实施例提供的带行星结构的大型齿轮箱箱体组立后竖直放置的状态图；
图2为图1中的A向图；
图3为图1中的俯视图；
图4为本发明一具体实施例提供的输出级箱体沿顺时针方向的偏转示意图；
图5为发明一具体实施例提供的输出级箱体沿逆时针方向的偏转示意图。
其中，1为输入端面、12为支撑臂、2为平台、3为输入级箱体、4为一级内齿圈、5为中箱体、6为二级内齿圈、7为输出级箱体、8为输出端面、9为第一游标卡尺、10为铅垂线、11为输入级箱体上的中心对位线、81为输出轴的轴孔、82为第一中心线、83为第二中心线。
具体实施方式
本发明提供了一种带行星结构的大型齿轮箱箱体组立加工找正方法，该找正方法能够方便、快速、准确地找正支撑臂与输出轴的相对位置。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
带行星结构的大型齿轮箱箱体由箱体和内齿圈组合而成。如附图1中所示，带行星结构传动的大型齿轮箱包括输入级箱体3、一级内齿圈4、中箱体5、二级内齿圈6、输出级箱体7。支撑臂12位于输入级箱体3上，输出轴位于输出级箱体7上。在加工时，会在各个内齿圈和箱体的周面上划出中心对位线，在组立时，会按照中心对位线对正的原则来组立各个箱体和内齿圈，从而保障各个箱体和内齿圈的相对位置关系。在本发明一具体实施例中，带行星结构的大型齿轮箱箱体组立加工找正方法包括以下步骤：
S1：划出输出端面8上的第一中心线82，该第一中心线82与过输出轴的轴孔81的中心和输出端面8的中心的连线的夹角为90°-α，所述α为过输出轴的轴孔81的中心与输出端面8的中心的连线偏离所述输出端面8的第二中心线83的偏角，所述第二中心线83理论上位于过支撑臂12的直线的正上方；
在实际的操作过程中，已知第一中心线82与过输出轴的轴孔81的中心和输出端面8的中心的连线的夹角90°-α，可以根据该夹角来划出第一中心线82。
S2：按照中心对位线对正原则组立所有的箱体和内齿圈，并按照输出级箱体7位于最上方，输入级箱体3位于最下方的方式，将带行星结构的大型齿轮箱箱体竖直放置。
S3：将直线型工具放置在所述第一中心线82上，所述直线型工具的第一端伸出所述输出级箱体7外，所述直线型工具的第一端与所述输入级箱体的中心对位线11位于所述第二中心线83的同一侧，在所述直线型工具的第一端连接铅垂线10，该铅垂线10延伸至所述输入级箱体3；
本步骤中的直线型工具的作用是将第一中心线82引出，因为在整个带行星结构的大型齿轮箱箱体中，一级内齿圈4的直径最大，只有将第一中心线82引出输出级箱体7，与直线型工具的第一端连接的铅垂线10才能被顺利引到输入级箱体3处。
S4：测量所述铅垂线10与所述输入级箱体的中心对位线11之间的水平距离D。
整个箱体竖直放置好后，输入级箱体3的输入端面位于最下方，输出级箱体7的输出端面8位于最上方。如果输入级箱体3的输入端面为未加工面，或者输入级箱体3的输入端面较小，整个箱体组立竖直放置时存在安全隐患，那么在组立整个箱体时，可以将输入级箱体3去除，那么与输入级箱体3同付对位的一级内齿圈4位于最低端，那么接下来就要测量铅垂线10与一级内齿圈4的中心对位线之间的水平距离D。
S5：判断D是否满足：
若满足，则表明支撑臂12和输出轴的相对位置符合要求；若不满足，则转动输出级箱体7，之后进入步骤S4；
其中：
L1为输出级箱体7上输出轴的轴孔81的中心与输出端面8的中心的距离；
L2为所述铅垂线10到输出端面8的中心的水平距离；
α与S1步骤中的α相同；
h：输出轴与支撑臂12之间的理论距离公差。
关于上述公式的推导过程如下：
请参考图4和图5，图4为输出级箱体7沿顺时针方向偏转，图5为输出级箱体7沿逆时针方向偏转。图4和图5中：
UB为从输出端面8的中心向铅垂线10所作的垂线，该垂线的值为L2，B点为输出端面8的中心；
UB顺时针或逆时针偏转β角度后得到U`B；
AB为连接输出端面8的中心和输出轴的轴孔81的中心的连线，L1为AB的长度值，A点为偏转前输出轴的轴孔81的中心；
AB顺时针或者逆时针偏转β角度后得到A`B，A`为偏转后输出轴轴孔的中心；
BD为过输入箱体3的两个支撑臂12的直线；
AC垂直于BD，AC的值为H，该H为输出轴的轴孔81的的中心到支撑臂12的理论水平值；
A`C`垂直于BD，A`C`的值为偏转后输出轴的轴孔81的中心到支撑臂12的实际值；
e为AC和A`C`差值，如果要求输出轴的轴孔81的中心到支撑臂12的值为H±h，那么e要满足e≦h；
d为AA`的长度值；
β为输出级箱体7的偏转角；
α为输出轴的轴孔81的中心相对于支撑臂12的偏转角；
γ为∠CAA`。
ΔU`UB为等腰三角形，由此可知
在图4中：
∠A`AB＝∠γ+∠CAB ①
∠A`AB＝(180°-β)÷2 ②
∠CAB＝90°-α ③
综合①②③可得γ＝α-β/2
ΔBAA`与ΔUU`B为相似三角形，所以可得
在直角三角形A`AZ中e＝d×cosγ
从而可得
在图5中：
在ΔAA`O中，
∠AA`O+∠AOA`+∠A`AO＝180° ⑤
∠AA`O＝∠γ ⑥
∠AOA`＝∠BOC`＝90°-α ⑦
综合⑤⑥⑦⑧可得γ＝α+β/2
ΔBAA`与ΔUU`B为相似三角形，所以可得
在直角三角形A`AZ中e＝d×cosγ
从而可得
由于L2>>D，故β可忽略不计，综合④⑨可得
因为e≦h，所以所以最终可得
在本发明一具体实施例中，在划出输出端面8上的第一中心线82之前，向着偏离第二中心线83的方向，转动过输出轴的轴孔81的中心和输出端面8的中心的连线，转动角度为90°-α，之后得到第一中心线82。
在本发明一具体实施例中，为了保证整个带行星结构的大型齿轮箱箱体放置时的水平度和垂直度，可以将带行星结构的大型齿轮箱箱体竖直放置于平台2上，平台2通常为专门用于测量试验用的专用平台。
在本发明一具体实施例中，上述中的直线型工具可以优先选择第一游标卡尺9。游标卡尺是常见的测量工具，将第一游标卡尺9沿着第一中心线82放置。
在测量铅垂线10与输入级箱体的中心对位线11之间的水平距离D时，可以优先选择第二游标卡尺测量。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.一种带行星结构的大型齿轮箱箱体组立加工找正方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：划出输出端面(8)上的第一中心线(82)，该第一中心线(82)与过输出轴的轴孔(81)的中心和输出端面(8)的中心的连线的夹角为90°-α，所述α为过输出轴的轴孔(81)的中心与输出端面(8)的中心的连线偏离所述输出端面(8)的第二中心线(83)的偏角，所述第二中心线(83)理论上位于过支撑臂(12)的直线的正上方；
S2：按照中心对位线对正原则组立所有的箱体和内齿圈，并按照输出级箱体(7)位于最上方，输入级箱体(3)位于最下方的方式，将带行星结构的大型齿轮箱箱体竖直放置；
S3：将直线型工具放置在所述第一中心线(82)上，所述直线型工具的第一端伸出所述输出级箱体(7)外，所述直线型工具的第一端与所述输入级箱体(3)的中心对位线位于所述第二中心线(83)的同一侧，在所述直线型工具的第一端连接铅垂线(10)，该铅垂线(10)延伸至所述输入级箱体(3)；
S4：测量所述铅垂线(10)与所述输入级箱体的中心对位线(11)之间的水平距离D；
S5：判断D是否满足：
<mrow> <mi>D</mi> <mo>&amp;le;</mo> <mfrac> <mrow> <mi>L</mi> <mn>2</mn> <mo>&amp;times;</mo> <mi>h</mi> </mrow> <mrow> <mi>L</mi> <mn>1</mn> <mo>&amp;times;</mo> <mi>c</mi> <mi>o</mi> <mi>s</mi> <mi>&amp;alpha;</mi> </mrow> </mfrac> </mrow>
若满足，则表明支撑臂(12)和输出轴相对位置符合要求；若不满足，则转动输出级箱体(7)，之后进入步骤S4；
其中：
L1为输出级箱体(7)上输出轴的轴孔(81)的中心与输出端面(8)的中心的距离；
L2为所述铅垂线(10)到输出级箱体(7)的输出端面(8)的中心的水平距离；
α与S1步骤中的α相同；
h：输出轴与支撑臂(12)之间的理论距离公差。
2.根据权利要求1所述的带行星结构的大型齿轮箱箱体组立加工找正方法，其特征在于，所述步骤S1中的所述划出输出端面(8)上的第一中心线(82)包括向着偏离所述第二中心线(83)的方向，转动过输出轴的轴孔(81)的中心和输出端面(8)的中心的连线，转动角度为90°-α，之后得到所述第一中心线(82)。
3.根据权利要求1所述的带行星结构的大型齿轮箱箱体组立加工找正方法，其特征在于，所述步骤S2包括将所述带行星结构的大型齿轮箱箱体竖直放置于平台(2)上。
4.根据权利要求1所述的带行星结构的大型齿轮箱箱体组立加工找正方法，其特征在于，所述直线型工具为第一游标卡尺(9)。
5.根据权利要求1所述的带行星结构的大型齿轮箱箱体组立加工找正方法，其特征在于，所述步骤S4包括利用第二游标卡尺测量所述铅垂线
(10与所述输入级箱体的中心对位线(11)之间的水平距离D。
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