CN108067867A - 调整圆锥齿轮啮合间隙的方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于调整齿轮啮合间隙的技术领域，具体地说是一种调整圆锥齿轮啮合间隙的方法。所述方法包括以下几个步骤：1)将圆锥齿轮I通过平键与转轴连接、且与圆锥齿轮II啮合，将圆锥齿轮I和圆锥齿轮II相互靠近，使其啮合间隙为零，同时使平键的后端与轴键槽的配合间隙调整为零；2)通过顶丝将圆锥齿轮I和平键连接；3)在平键后端半圆柱面去掉设定的厚度；4)重新组装平键、圆锥齿轮I及转轴，从而获得圆锥齿轮I和圆锥齿轮II之间的准确啮合间隙。本发明实现了在无安装基准的情况下，精确调整圆锥齿轮的啮合间隙。

Description

调整圆锥齿轮啮合间隙的方法

技术领域

本发明属于调整齿轮啮合间隙的技术领域，具体地说是一种调整圆锥齿轮啮合间隙的方法。

背景技术

齿轮啮合间隙在机械传动中对运动精度、接触精度及工作平稳性都有着极其重要的作用。如图1所示，现有设备中，圆锥齿轮的安装结构。具体结构是两个圆锥齿轮分别安装在两套机构中，而两套机构相互之间又没有能够调整一对圆锥齿轮啮合间隙的定位基准。其中水平圆锥齿轮I 100是通过螺钉紧固后抱紧在轴上的，且与基面之间具有间隙h，水平圆锥齿轮I 100的结构，如图2-3所示。由此不难看出现有设计结构很不可靠，此结构只能对两个圆锥齿轮的啮合间隙进行大致调整，然后再紧固。不仅如此，由于该机构的垂直圆锥齿轮300的旋转是通过人工手动旋转丝杠200，而使带动水平圆锥齿轮I 100转动的。当人工用力过大时，水平圆锥齿轮I 100和垂直圆锥齿轮300就受到较大的啮合力。此时该方向啮合力的轴向分量很可能将水平圆锥齿轮I 100后移，直接影响两个齿轮啮合精度及使用效果。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种调整圆锥齿轮啮合间隙的方法。该方法实现了在无安装基准的情况下，精确调整圆锥齿轮的啮合间隙。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种调整圆锥齿轮啮合间隙的方法，所述方法包括以下几个步骤：

1)将圆锥齿轮I通过平键与转轴连接、且与圆锥齿轮II啮合，将圆锥齿轮I和圆锥齿轮II相互靠近，使其啮合间隙为零，同时使平键的后端与轴键槽的配合间隙调整为零；

2)通过顶丝将圆锥齿轮I和平键连接；

3)取出平键，在平键后端半圆柱面去掉设定的厚度；

4)重新组装平键、圆锥齿轮I及转轴，从而获得圆锥齿轮I和圆锥齿轮II之间的准确啮合间隙。

在步骤1)中，所述圆锥齿轮I上与平键相对应的位置设有通孔。

在步骤2)中，用钻头穿过圆锥齿轮I上的通孔，在平键的上平面钻顶丝窝；再攻圆锥齿轮上通孔的螺纹孔，最后通过顶丝将该螺纹孔和平键上的顶丝窝顶紧。

在步骤3)中，所述平键后端半圆柱面的去掉厚度为圆锥齿轮的法向啮合间隙的轴向位移量。

在步骤4)中，将平键的后端与转轴上的轴键槽的后端靠紧，再通过定位销将所述圆锥齿轮I与转轴定位连接。

所述定位销与顶丝的外侧通过套设于转轴上的挡圈覆盖。

所述定位销与顶丝的轴线相互垂直、且位于同一个与转轴垂直的平面内。

所述顶丝的外侧端部设有用于挡圈穿过的I字形凹槽。

在步骤3)中，通过修锉或修磨的方式在平键后端半圆柱面去掉设定的厚度。

在步骤1)中，在组装平键、圆锥齿轮I和圆锥齿轮II时，先将平键的后端紧靠轴键槽的后端，使二者配合间隙为零，然后向前推圆锥齿轮I使其与圆锥齿轮II相接触，使两者的啮合间隙为零。

本发明的优点及有益效果是：

1.本发明实现了在无安装基准的情况下，精确调整圆锥齿轮的啮合间隙。

2.本发明通过顶丝固定平键与圆锥齿轮，从而保证啮合间隙。

3.本发明通过定位销固定圆锥齿轮与转轴，从而保证了圆锥齿轮的轴向定位。

4.本发明通过弹簧挡圈，防止定位销和顶丝脱落。

5.本发明通过修锉或修磨平键后端半圆柱面适当余量的方法获得准确的啮合间隙，因为该余量可以通过人工进行精确修锉和修研，所以可以精确控制啮合间隙。

附图说明

图1为现有设备中两个圆锥齿轮的安装示意图；

图2为现有圆锥齿轮的结构示意图之一；

图3为现有圆锥齿轮的结构示意图之二；

图4为本发明的结构示意图；

图5为图4的局部放大图。

其中：1为圆锥齿轮I，2为圆锥齿轮II，3为丝杆，4为平键，5为顶丝，6为挡圈，7为定位销，8为转轴，9为螺纹圆柱销，h为圆锥齿轮I的端面与基面之间的间隙。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

如图4-5所示，本发明提供的一种调整圆锥齿轮啮合间隙的方法，所述方法包括以下几个步骤：

1)将圆锥齿轮I 1通过平键4与转轴8连接、且与圆锥齿轮II 2啮合，将圆锥齿轮I1和圆锥齿轮II 2相互靠近，使其啮合间隙为零，同时使平键4的后端与轴键槽的配合间隙调整为零；

2)通过顶丝5将圆锥齿轮I 1和平键4连接；

3)取出平键4，在平键4后端半圆柱面去掉设定的厚度；

4)重新组装平键4、圆锥齿轮I 1及转轴8，从而获得圆锥齿轮I 1和圆锥齿轮II 2之间的准确啮合间隙。

在步骤1)中，所述圆锥齿轮I 1上与平键4相对应的位置设有通孔。在组装平键4、圆锥齿轮I 1和圆锥齿轮II 2时，先将平键4的后端紧靠轴键槽的后端，使二者配合间隙为零，然后向前推圆锥齿轮I 1使其与圆锥齿轮II 2相接触，使两者的啮合间隙为零。

在步骤2)中，用钻头穿过圆锥齿轮I 1上的通孔，在平键4的上平面钻顶丝窝；再攻圆锥齿轮I 1上通孔的螺纹孔，最后通过顶丝5将该螺纹孔和平键4上的顶丝窝顶紧。

在步骤3)中，通过修锉或修磨的方式在平键4后端半圆柱面去掉设定的厚度，所述平键4后端半圆柱面的去掉厚度为圆锥齿轮I 1的法向啮合间隙的轴向位移量。圆锥齿轮I1和圆锥齿轮II 2的节锥角均为90°(半节锥角45°)，法向啮合间隙与圆锥齿轮I 1的轴线夹角为45°，所以在半节锥角45°的水平分量就是圆锥齿轮I 1的轴向分量，即为圆锥齿轮I 1的轴向位移量。

在步骤4)中，将平键4的后端与转轴8上的轴键槽的后端靠紧，再通过定位销7将所述圆锥齿轮I 1与转轴8定位连接，所述定位销7与顶丝5的轴线相互垂直、且位于同一个与转轴8垂直的平面内。所述定位销7与顶丝5的外侧通过套设于转轴8上的挡圈6覆盖，防止定位销7与顶丝5的脱落。所述顶丝5的外侧端部设有用于挡圈6穿过的I字形凹槽。

在步骤4)中获得的圆锥齿轮I 1和圆锥齿轮II 2之间的准确啮合间隙，该间隙即为法向啮合间隙在轴向的分量，由节锥角计算而得，法向啮合间隙由齿轮精度及中锥尺寸计算而得。

本发明给出了在没有定位基准的情况下，精确调整圆锥齿轮啮合间隙的方法，下面通过一实施例具体说明。

本实施例中，采用M8顶丝，根据圆锥齿轮的法向啮合间隙，计算出圆锥齿轮I 1轴向的位移量。通过节锥角90°(半节锥角45°)和精度及其它相关参数算出该圆锥齿轮的法向间隙为0.1～0.13mm，轴向的位移量0.07～0.09mm。其圆锥齿轮啮合间隙的具体调整方法及步骤如下：

1)先将圆锥齿轮I 1上的锥端顶丝M8螺孔只钻螺纹底孔Φ6.7，暂时不攻螺纹孔。

2)按图组装平键4、圆锥齿轮I 1和圆锥齿轮II 2。切记此时必须将平键4向右轻轻敲击，使平键4左端紧靠轴键槽的左端，使二者间隙为零。然后向右推圆锥齿轮I 1使其与圆锥齿轮II 2相接触，也让两齿轮的啮合间隙为零。

3)在圆锥齿轮I 1和圆锥齿轮II 2的啮合间隙为零的状态下，用Φ6.7的钻头通过圆锥齿轮I 1上的Φ6.7孔，在平键4的上平面钻M8锥端顶丝窝。

4)攻圆锥齿轮I 1上的螺纹孔。

5)先将平键4左端修锉或研掉0.07mm，然后再重新组装平键4、圆锥齿轮I 1和圆锥齿轮II 2，并手工转动与圆锥齿轮II 2同轴连接的丝杠3，使两个圆锥齿轮传动，并确认间隙是否合适；如有较小间隙，可根据需要再继续修研平键4的左端半圆柱面，直至获得理想的啮合间隙至0.09mm。

6)配做M8锥端顶丝。(为保证该顶丝在拧紧状态下其上端面的I字形直槽的位置能准确对准挡圈6(弹簧钢丝挡圈)，该顶丝应预先取比设计要求再长10mm，即留有工艺长度)。再拧入M8锥端顶丝，并拧紧。然后切断多余长度。再按弹簧钢丝挡圈的方向锯出I字形直槽。

7)将圆锥齿轮I 1和转轴8同时钻铰Φ5直销孔。用Φ4.8钻头插入圆锥齿轮预先已经钻完的Φ4.8孔(此前已经预先在圆锥齿轮上钻出Φ4.8，该孔轴向位置位于弹簧钢丝挡圈槽的位置，其方向垂直于轴线也垂直于M8锥端顶丝的轴线。但暂不将该孔在直径方向全部钻通，只钻通半径)。再将圆锥齿轮I 1和转轴8一起钻通，最后铰至Φ5直销孔。

8)装入Φ5直销(直销长度应比弹簧钢丝挡圈槽所在外圆直径小1～2mm)，再装入弹簧钢丝挡圈，确保顶丝不松动，并且Φ5直销也不能脱落。

所述平键4的右端与轴键槽右端之间产生间隙是不会导致圆锥齿轮I 1向右移动的。因为圆锥齿轮I 1工作时，仅仅是受向左即向后)单方向的轴向分力，没有向右(即向前)方向的轴向分力，加之平键4两侧面与轴键槽两侧面是紧配合，所以平键4是不会在轴上向右移动的。

本发明解决了在无安装基准的情况下，能精确调整齿轮啮合间隙的问题。无论什么原因一旦将啮合间隙调整过大可采用以下任意一种方法：

1.将平键左端钎焊一薄层金属锡，再重新修锉平键的半圆柱表面端面。

2.更换平键。但必须在使用辅助工装螺纹套的情况下(即在圆锥齿轮I 1上的螺纹孔内螺纹连接螺纹套)，钻头穿过螺纹套的内孔，先在平键上平面粗钻顶丝窝。在保证工件和钻夹头轴线相对位置不动的情况下，旋出螺纹套再更换钻头进行二次精加工顶丝窝。(螺纹套：外螺纹M8，内孔Φ5，二者同轴度0.03)。从而可以保证顶丝窝与顶丝的同轴度，使顶丝与顶丝窝接触良好，不易松动。

综上所述，本发明在没有定位基准的情况下，能准确调整圆锥齿轮啮合间隙。其方法是：先将二圆锥齿轮相互靠紧，使其啮合间隙为零，并使圆锥齿轮传递扭矩平键的后端(即圆锥齿轮工作时轴向分力指向端)与轴键槽相配合端的间隙也为零。再用顶丝将圆锥齿轮与平键定位(顶紧)，然后通过修锉或修磨平键后端半圆柱面适当余量的方法获得准确的啮合间隙。因为该余量可以通过人工进行精确修锉和修研，所以可以精确控制啮合间隙。最后将圆锥齿轮和转轴同时配钻并铰制圆柱销孔后，再打入圆柱销进行定位。为防止顶丝松动和圆柱销脱落再通过轴用弹簧钢丝挡圈将其二者与轴卡住。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进、扩展等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种调整圆锥齿轮啮合间隙的方法，其特征在于，所述方法包括以下几个步骤：

1)将圆锥齿轮I(1)通过平键(4)与转轴(8)连接、且与圆锥齿轮II(2)啮合，将圆锥齿轮I(1)和圆锥齿轮II(2)相互靠近，使其啮合间隙为零，同时使平键(4)的后端与轴键槽的配合间隙调整为零；

2)通过顶丝(5)将圆锥齿轮I(1)和平键(4)连接；

3)取出平键(4)，在平键(4)后端半圆柱面去掉设定的厚度；

4)重新组装平键(4)、圆锥齿轮I(1)及转轴(8)，从而获得圆锥齿轮I(1)和圆锥齿轮II(2)之间的准确啮合间隙。

2.根据权利要求1所述的调整圆锥齿轮啮合间隙的方法，其特征在于，在步骤1)中，所述圆锥齿轮I(1)上与平键(4)相对应的位置设有通孔。

3.根据权利要求2所述的调整圆锥齿轮啮合间隙的方法，其特征在于，在步骤2)中，用钻头穿过圆锥齿轮I(1)上的通孔，在平键(4)的上平面钻顶丝窝；再攻圆锥齿轮I(1)上通孔的螺纹孔，最后通过顶丝(5)将该螺纹孔和平键(4)上的顶丝窝顶紧。

4.根据权利要求1所述的调整圆锥齿轮啮合间隙的方法，其特征在于，在步骤3)中，所述平键(4)后端半圆柱面的去掉厚度为圆锥齿轮I(1)的法向啮合间隙的轴向位移量。

5.根据权利要求1所述的调整圆锥齿轮啮合间隙的方法，其特征在于，在步骤4)中，将平键(4)的后端与转轴(8)上的轴键槽的后端靠紧，再通过定位销(7)将所述圆锥齿轮I(1)与转轴(8)定位连接。

6.根据权利要求5所述的调整圆锥齿轮啮合间隙的方法，其特征在于，所述定位销(7)与顶丝(5)的外侧通过套设于转轴(8)上的挡圈(6)覆盖。

7.根据权利要求6所述的调整圆锥齿轮啮合间隙的方法，其特征在于，所述定位销(7)与顶丝(5)的轴线相互垂直、且位于同一个与转轴(8)垂直的平面内。

8.根据权利要求6所述的调整圆锥齿轮啮合间隙的方法，其特征在于，所述顶丝(5)的外侧端部设有用于挡圈(6)穿过的I字形凹槽。

9.根据权利要求1所述的调整圆锥齿轮啮合间隙的方法，其特征在于，在步骤3)中，通过修锉或修磨的方式在平键(4)后端半圆柱面去掉设定的厚度。

10.根据权利要求1所述的调整圆锥齿轮啮合间隙的方法，其特征在于，在步骤1)中，在组装平键(4)、圆锥齿轮I(1)和圆锥齿轮II(2)时，先将平键(4)的后端紧靠轴键槽的后端，使二者配合间隙为零，然后向前推圆锥齿轮I(1)使其与圆锥齿轮II(2)相接触，使两者的啮合间隙为零。