CN111468884A - 人字齿轮组装定位方法、装置、装配方法及大功率柴油机 - Google Patents

Abstract

本发明属于柴油机制造技术领域，公开了一种人字齿轮组装定位方法、装置、装配方法及大功率柴油机，用右旋齿轮齿圈和左旋齿轮齿圈的基准齿刻线对准进行目测粗调；利用定位装置的固定定位齿将左旋齿轮齿圈的基准齿作为基准固定，基于定位装置的移动定位齿与固定定位齿之间位置精度和两个定位齿的本体尺寸精度，利用移动定位齿的移动自动找正获取正右旋齿轮齿圈的基准齿的正确位置，进行右旋齿轮齿圈和左旋齿轮齿圈的基准齿之间的位置装配。本发明应用中速大功率柴油机组合式人字齿轮的装配，提高装配精度，保证装配工艺稳定性，节约了人字齿齿轮的经济成本，保证柴油机齿轮运行可靠性；具有较广泛的应用领域和较好的推广价值。

Description

人字齿轮组装定位方法、装置、装配方法及大功率柴油机

技术领域

本发明属于柴油机制造技术领域，尤其涉及一种人字齿轮组装定位方法、装置、装配方法及大功率柴油机。

背景技术

目前，中速大功率柴油机齿轮传动系统是柴油机曲轴驱动凸轮轴传动系统，高低温水泵、燃油泵、滑油泵传动系统，调速器传动系统的重要组成部分。柴油机各传动齿轮的制造精度直接影响柴油机运转的平稳性、负荷均匀性、噪音特性及运行可靠性等，一般柴油机齿轮传动系统采用直齿轮、斜齿轮、人字齿齿轮传动，其中人字齿齿轮相当于两个斜齿齿轮合并而成，不但具备斜齿轮的优点，还克服了斜齿轮会产生较大的轴向力的缺点，具有重合度高，轴向载荷小，承载能力高，工作平稳等优点，但人字齿齿轮的实际加工造价高，精度保证困难。人字齿齿轮制造方法分为两种，一种是分体制造左旋、右旋斜齿轮，然后组装在一起，参见简图3和图4；另一种为左旋齿和右旋齿做成一体，在两侧的有效齿面之间留下必要的越程槽，参见图2装配图中的件号1和件号2。

某型大功率中速柴油机齿轮传动系统采用不同齿数的人字齿齿轮进行传动，参见图1和图2，柴油机为引进专利方技术制造，其中人字齿轮采用两种类型，一种为分体制造左旋齿轮齿圈、右旋齿轮齿圈，组合装配成人字齿齿轮总成，称为组合式人字齿；另一种为整体式人字齿齿轮，精度高，目前国内没有的加工能力，依赖进口。组合式人字齿轮装配成为影响人字齿齿轮质量的关键因素之一，该型柴油机共采用5种规格人字齿，每台机数量12个分体制造斜齿轮，每组左旋齿轮齿圈和右旋齿轮齿圈通过铰制孔螺栓装配成一体，实际加工中，单体齿轮均在基准齿上做有刻线，装配时目测对中基准齿上的两条刻线，配作连接孔，用铰制孔螺栓过盈配合连接，开槽螺母紧固，开口销防松，消除运行过程的两个齿的相对位移和保证两个齿轮的连接强度，参见图3、图4。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

（1）现有技术组合式人字齿齿轮原有安装方案中，将人字齿齿轮的分体左旋齿轮齿圈水平放置于钻床工作台，通过定位止口安装右旋齿轮齿圈，装配过程目测对齐左旋齿轮齿圈与右旋齿轮齿圈的基准齿刻线，该刻线在齿轮加工过程已进行，用工艺螺栓紧固3个预钻孔，配钻铰其余9个螺栓孔，安装铰制孔螺栓、螺母，紧固螺母，安装开口销防松锁紧。拆卸3个工艺螺栓，配钻铰3个螺栓孔，安装铰制孔螺栓、螺母。紧固螺母，安装开口销放松锁紧，完成人字齿齿轮的装配。

（2）将组装好的不同齿数的人字齿轮安装至柴油机，进行啮合齿隙检查，用红丹色油检查两对啮合人字齿齿轮的齿啮合接触精度。

（3）柴油机传动齿轮中各种人字齿齿轮，基于左旋齿轮齿圈与右旋齿轮齿圈组装过程依靠目测对齐基准齿刻线，由于组合式人字齿齿轮存在零件误差、装配方法和装配累计误差，即左旋齿轮基准齿的刻线与基准齿的理论位置误差；右旋齿轮基准齿的刻线与基准齿的理论位置误差；装配过程的刻线宽度误差及目测误差。多重累计误差导致柴油机的各对人字齿齿轮啮合间隙均匀性差、齿隙测量值时有不满足规定要求、齿面接触精度低。按原方法装配，两副人字齿齿轮的啮合间隙一周相差较大；用红丹色油检查贴合面积，接触面积不均匀，仅有45%-65%；柴油机在运行过程中，噪音大，齿面容易损坏，柴油机装配过程经常出现齿隙超差，船上运行出现齿轮异常磨损等现象。故组合式人字齿齿轮原方案的装配技术已不能满足要求，已带来柴油机质量风险，并给公司造成一定的经济损失。

解决以上问题及缺陷的难度为：按左旋齿圈和右旋齿圈的基准刻线目测对中装配，装配精度差，在实际啮合和检查过程中，无法解决齿轮负荷不均问题，接触面积不均匀处于45% 的低水平状态；公司没有大型啮合台，使其在初期调整中自动找正，测量；加工设备也无法加工单个渐开线齿。如何实现左旋齿圈和右旋齿圈的精确位置关系，成为难点。

解决以上问题及缺陷的意义为：设计组合式人字齿的左旋齿圈和右旋齿圈定位方法、定位装置、装配方法是保证装配质量的关键因素，保证人字齿的相互位置精度，对提高柴油机的运行质量，尤其是减少齿轮磨损、碎裂和齿轮寿命具有重要的意义。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种人字齿轮组装定位方法、定位装置、装配方法及大功率柴油机。具体涉及一种柴油机人字齿齿轮的装配精度控制方法等。柴油机人字齿轮装配技术属于机械装配技术领域，可以应用于柴油机齿轮传动的人字齿齿轮装配，也可应用其他行业。

本发明是这样实现的，一种人字齿轮组装定位方法，包括：

步骤一，用右旋齿轮齿圈和左旋齿轮齿圈的基准齿刻线对准进行粗调，缩短精确调整时间；

步骤二，利用定位装置的固定定位齿将左旋齿轮齿圈的基准齿作为基准固定，基于定位装置的移动定位齿与固定定位齿之间位置精度和两个定位齿的本体尺寸精度，利用移动定位齿的移动获取正右旋齿轮齿圈的基准齿，进行右旋齿轮齿圈和左旋齿轮齿圈的基准齿之间的位置装配，获得左齿圈和右齿圈的相对位置精度

进一步，所述步骤二中，定位装置采用固定定位齿和移动定位齿相互配合，借用外力完成右旋齿轮相对于左旋齿轮的自动微调对中；采用移动齿涂红丹色油，根据齿面的接触情况分析右旋齿轮相对于左旋齿轮的对中精度。

进一步，所述步骤二定位装置中，依据左旋齿轮和右旋齿轮的相对位置关系和尺寸精度，进行齿轮定位装置中的底座上安装固定定位齿和移动定位齿的配合方案设计，为防止工装齿的装配过程微动旋转，采用矩形孔配合方式，为保证装配精度，设计矩形孔的位置尺寸和形位公差的计算；

左旋齿轮和右旋齿轮参数均为8级精度，图纸要求组装后达到9级精度，按刻线目测对齐方法装配，左右齿错位0.3-0.5mm,依据人字齿齿轮的左旋齿轮和右旋齿轮螺旋角参数，计算左右齿夹角；根据两个齿轮模数、齿数、法向圆周齿厚进行固定定位齿和移动定位齿的尺寸计算。尤其是齿轮不能设计为渐开线单齿，因为无法加工，需详细计算模拟齿的齿轮，利用计算机绘图软件进行模拟验证。

进一步，所述步骤二进一步包括：模拟与人字齿齿轮相啮合的左旋齿和右旋齿的理论齿，将设计的左旋齿和右旋齿集成在相对位置精度高的定位底座上，模拟静态啮合齿，同时将左旋齿和右旋齿中的一个设计为固定定位齿作为基准，另一个移动定位齿进行调整；

依据左旋齿轮和右旋齿轮参数，计算两个定位齿的设计参数；依据左旋齿轮和右旋齿轮的相对位置关系和尺寸精度，再设计底座定位齿的配合孔位置尺寸及配合精度。通过配研保证定位齿、固定齿与底座矩形孔高精度配合要求，同时齿的四周采用大倒角、矩形孔四周采用小圆角，提高配研精度。

本发明的另一目的在于提供一种人字齿轮组装定位装置包括：定位底座、移动定位齿、手柄销、盖板、固定螺栓及固定定位齿；

所述定位底座开有两个相对位置精度较高的固定定位齿和移动定位齿安装方孔；

所述固定定位齿安装在定位底座的下部，通过用盖板和螺栓固定，与定位底座成为一体，形成固定定位齿；

所述移动定位齿安装在定位底座的上部配合方孔，与定位底座配合孔对研，形成移动定位齿，通过安装在移动定位齿上的手柄销，在所述定位底座的方孔内移动。

进一步，所述齿轮组装定位装置为三副，两副对称布置，用于人字齿齿轮的定位安装，另一副用于人字齿齿轮的装配精度检测；

本发明的另一目的在于提供一种人字齿轮组装定位装置的装配方法包括：

将移动定位齿拉出，使齿面低于配合方孔，带固定定位齿的定位底座组件从垂直齿槽的方向插入，固定底座；

推入移动定位齿，调整右旋齿轮齿圈在圆周方向的微小移动，控制右旋齿轮齿圈与左旋齿轮齿圈的相对位置，两副人字齿轮位置找正后，紧固工艺螺母；

用第三副齿轮定位装置抽检其他齿的对正情况，满足要求后，配钻铰左旋、右旋齿轮的齿圈连接孔，安装铰制孔螺栓、开槽螺母、开口定位销；拆卸工艺螺栓，按相配钻铰其连接孔，安装铰制孔螺栓、开槽螺母、开口定位销，完成人字齿轮装配。

进一步，所述人字齿轮组装定位装置的装配方法进一步包括：

第一步、首先将左旋齿轮齿圈放置到钻床的工作平台上，通过右旋齿轮齿圈定位孔安装至左旋齿轮齿圈，使同心定位，使左旋、右旋两齿轮齿圈作标记刻线的基准齿对正，用工艺螺栓从左旋齿轮齿圈端面穿出，所述工艺螺母紧固右旋齿轮齿圈；

第二步，将齿轮定位装置放置在同一钻床的平台上，定位装置的定位底座与左旋齿轮齿圈端面为同一装配平面；通过手柄销拉出移动定位齿，将定位底座下部的固定定位齿从垂直对正齿的齿槽方向插入，插入前在其对应齿槽内涂一层薄红丹色油；固定定位齿插入后，固定定位底座；在该齿槽对称的另一侧放置另一副定位装置，用同样的方法调整好固定定位齿后并固定该定位装置；

第三步，以对正齿为基准，右旋齿轮齿圈相应齿槽内涂一层薄红丹色油，将定位装置上部的移动定位齿插入相应齿槽；拉出移动定位齿，轻敲击右旋齿齿圈，使相对于左旋齿圈旋转，再用移动定位齿检测，反复进行调整，直到齿的两侧贴合符合要求，消除基准齿刻线误差；

第四步，用齿轮定位装置抽检其余两处齿槽对正情况，拉出定位装置的移动定位齿，将固定定位齿从垂直齿槽的方向插入，对正该齿槽后，再将移动定位齿插入对应齿槽，检测齿侧贴合情况，若达不到要求，调节对正齿的齿槽位置，重新检测；

第五步，左旋齿轮齿圈，右旋齿轮齿圈相对位置调整后，紧固工艺螺母，用扩孔钻依次钻其余预钻孔，用铰刀依次配铰至图纸规定的配合尺寸，清理干净铰制孔；

第六步，铰制孔螺栓从右旋齿齿圈圈侧安装，左旋齿圈安装槽形螺母（1-4）并紧固，力矩紧固；

第七步，拆下工艺螺栓，工艺螺母，配钻铰连接孔，安装铰制孔螺栓，槽形螺母，连接右旋齿齿圈，左旋齿齿圈紧固力矩紧固；

第八步，用定位装置检查，找正基准对正人字齿槽将固定定位齿插入后，在对应齿槽啮合齿面涂一层薄色油，插入移动定位齿；检查移动定位齿的两侧贴合情况；装配检查合格后，确认槽形螺母紧固，插入所有开口销。

本发明的另一目的在于提供一种接收用户输入程序存储介质，所存储的计算机程序使电子设备执行所述人字齿轮组装定位方法。

本发明的另一目的在于提供一种利用所述人字齿轮组装定位方法组装的中速大功率柴油机。

结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：本发明为解决柴油机组合式人字齿齿轮原有方法装配人字齿齿轮精度差，导致柴油机齿轮传动系统各人字齿啮合间隙一周方向差值大，啮合间隙值时有超差规定要求；啮合齿轮接触精度低于65%，齿轮运转负荷不均匀，存在人字齿轮异常磨损现象，本发明设计了一套定位和检验装置，保证人字齿的左旋齿轮齿圈与右旋齿轮齿圈之间相对位置正确，该装置满足两个不同旋向齿轮装配过程的定位和找正功能，消除装配过程人工目测两条刻线对齐方法保证的装配精度误差。本发明的定位装置提高了柴油机不同齿数的人字齿齿轮装配精度，保证了装配质量及柴油机的可靠运行。

利用本装配方法和装置装配不同齿数的组合式人字齿轮，在柴油机上实际装机验证。本发明有效控制人字齿齿轮的左旋齿轮和右旋齿轮的齿面相对位置精度，提高组合式人字齿轮的本体齿轮精度，组合式人字齿轮装入柴油机，啮合齿隙测量值及圆周方向的均匀度满足要求，齿轮接触精度比原有方法提高20%。

通过柴油机累计运行统计，人字齿的异常磨损减少25%。为公司节约经济损失。已将本发明推广用于该系列机的其他人字齿轮装配，同时也用于类似结构其他柴油机。

本发明应用中速大功率柴油机组合式人字齿轮的装配，提高装配精度，保证装配工艺稳定性，替代已进口整体式人字齿，节约人字齿齿轮的经济成本，保证柴油机齿轮运行可靠性。该方法具有较广泛的应用领域和较好的推广价值。

通过本发明装配方法和定位装置装配组合式人字齿轮，一台柴油机包括种类不同的齿数（分别为168齿、105齿、40齿、35齿），与以往装配柴油机传动齿轮装配相比，齿轮啮合齿隙合格率提高50% ；一周齿隙啮合均匀性即齿隙差值提高0.05mm；齿轮贴合面积由45%提高75% ；使用偏心轴概率减少60% ，即如果人字齿轮齿隙不合格，采用偏心传动轴补偿。同时具有装配精度高，找正速度快的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，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这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的现有技术柴油机齿轮传动工作原理图。

图2是本发明实施例提供的现有技术中图1中的A-A剖视图。

图中的件号1为整体168齿人字齿齿轮，件号2为整体式105齿人字齿齿轮。

图3是本发明实施例提供的现有技术中105齿组合式人字齿齿轮图。

图4是本发明实施例提供的现有技术中168齿组合式人字齿齿轮图。

图5是本发明实施例提供的人字齿齿轮装配定位装置示意图。

图中：1、168齿人字齿齿轮（曲轴齿轮）；1-1、 168齿左旋齿轮齿圈；1-2、168齿右旋齿轮齿圈；1-3、 铰制孔螺栓；1-4、 开槽螺母；1-5、开口销；2、105齿人字齿齿轮（中间齿轮）；2-1、105齿左旋齿轮齿圈；2-2、105齿右旋齿轮齿圈；2-3、铰制孔螺栓；2-4、开槽螺母；2-5、开口销；3、30齿直齿轮（中间齿轮）； 4、直齿轮（凸轮轴齿轮）；5、36齿人字齿齿轮 （传动齿轮）；6、35齿人字齿齿轮(水泵传动齿轮）；7、40齿人字齿齿轮(油泵传动齿轮）；8、定位底座；9、移动定位齿；10、手柄销；11、盖板；12，螺栓；13、固定定位齿。

图6是发明实施例提供的人字齿轮组装方法流程图。

图7是发明实施例提供的一组人字齿组件安装示意图

图8是发明实施例提供的人字齿组件整机安装检查示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

柴油机组合式人字齿齿轮原有方法装配人字齿齿轮精度差，导致柴油机齿轮传动系统各人字齿啮合间隙一周方向差值大，啮合间隙值时有超差规定要求；啮合齿轮接触精度低于65%，齿轮运转负荷不均匀，存在人字齿轮异常磨损现象。

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种人字齿轮组装定位方法、装置、装配方法及大功率柴油机，下面结合附图对本发明作详细的描述。

本发明提供一种人字齿轮组装定位方法，包括：

步骤一，用右旋齿轮齿圈和左旋齿轮齿圈的基准齿刻线对准进行粗调。

步骤二，利用定位装置的固定定位齿将左旋齿轮齿圈的基准齿作为基准固定，基于定位装置的移动定位齿与固定定位齿之间位置精度和两个定位齿的本体尺寸精度，利用移动定位齿的移动获取正右旋齿轮齿圈的基准齿，进行右旋齿轮齿圈和左旋齿轮齿圈的基准齿之间的位置装配。

所述步骤二中，定位装置采用固定定位齿和移动定位齿相互配合，借用外力完成右旋齿轮相对于左旋齿轮的自动微调对中；采用移动齿涂红丹色油，根据齿面的接触情况分析右旋齿轮相对于左旋齿轮的对中精度。

所述步骤二定位装置中，依据左旋齿轮和右旋齿轮的相对位置关系和尺寸精度，进行齿轮定位装置中的底座上安装固定定位齿和移动定位齿的配合矩形孔的位置尺寸和形位公差的计算；

依据人字齿齿轮的左旋齿轮和右旋齿轮参数，进行固定定位齿和移动定位齿的尺寸计算。

所述步骤二进一步包括：

模拟与人字齿齿轮相啮合的左旋齿和右旋齿的理论齿，将设计的左旋齿和右旋齿集成在相对位置精度高的定位底座上，模拟静态啮合齿，同时将左旋齿和右旋齿中的一个设计为固定定位齿作为基准，另一个移动定位齿进行调整；

依据左旋齿轮和右旋齿轮参数，计算两个定位齿的设计参数；依据左旋齿轮和右旋齿轮的相对位置关系和尺寸精度，再设计底座定位齿的配合孔位置尺寸及配合精度。

下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步描述。

如图5所示，本发明实施例提供的人字齿齿轮装配定位装置由定位底座（8）、移动定位齿（9）、手柄销（10）、盖板（11）、固定螺栓（12）、固定定位齿（13）组成。定位底座（8）设计有两个相对位置精度较高的固定定位齿和移动定位齿安装方孔，固定定位齿（9）和移动定位齿（13）根据左旋齿轮和右旋齿轮的齿槽尺寸参数设计，精度高，其中固定定位齿（13）安装在定位底座的下部，用盖板（11）和螺栓（12）固定，与定位底座（8）成为一体，形成固定定位齿；移动定位齿（9）安装在定位底座（8）的上部配合方孔，与其定位底座（8）配合孔对研，保证小间隙精密配合，形成移动定位齿，通过安装在移动定位齿（9）上的手柄销（10），可以在定位底座(8)的方孔内移动。

人字齿齿轮装配过程应配置三副齿轮定位和检查装置，其中两副对称布置，用于人字齿齿轮的定位安装，一副用于人字齿齿轮的装配精度检测。齿轮定位装置在使用过程中，将移动定位齿（9）拉出，使其齿面低于配合方孔，带固定定位齿（13）的定位底座（8）组件从垂直齿槽的方向插入，固定底座。推入移动定位齿（9），调整右旋齿轮齿圈在圆周方向的微小移动，控制右旋齿轮齿圈（1-2）与左旋齿轮齿圈（1-1）的相对位置，两副人字齿轮位置找正后，紧固工艺螺母。用第三副齿轮定位装置抽检其他齿的对正情况，满足要求后，配钻铰左旋、右旋齿轮的齿圈连接孔，安装铰制孔螺栓、开槽螺母、开口定位销。拆卸工艺螺栓，按相配钻铰其连接孔，安装铰制孔螺栓、开槽螺母、开口定位销，完成人字齿轮装配。

如图6所示，本发明提供一种人字齿轮组装方法，以168齿人字齿装配为例，说明装配步骤，其他齿装配方法相同，参见图4、图5。具体包括：

S101、首先将左旋齿轮齿圈（1-1）放置到钻床的工作平台上，通过右旋齿轮齿圈（1-2）定位孔安装至左旋齿轮齿圈（1-1），保证同心定位，使左旋、右旋两齿轮齿圈作标记刻线的基准齿对正，用3个工艺螺栓从左旋齿轮齿圈（1-1）端面穿出，3个工艺螺母紧固右旋齿轮齿圈（1-2）。

、将齿轮定位装置放置在同一钻床的平台上，即定位装置的定位底座（8）与左旋齿轮齿圈（1-1）端面为同一装配平面。通过手柄销（10）拉出移动定位齿（9），将定位底座（8）下部的固定定位齿（13）从垂直对正齿的齿槽方向插入，插入前在其对应齿槽内涂一层薄红丹色油，观察贴合情况，要求：定位齿两侧斑点对称，均匀。否则微微移动定位装置，使贴合达到要求。固定定位齿（13）插入后，固定定位底座。在该齿槽对称的另一侧放置另一副定位装置，用同样的方法调整好固定定位齿后并固定该定位装置。

、以对正齿为基准，右旋齿轮齿圈（1-2）相应齿槽内涂一层薄红丹色油，将定位装置上部的移动定位齿（9）插入相应齿槽，观察移动齿贴合情况。要求：两侧对称，均匀。若贴合不上或贴合不良，拉出移动定位齿（9），用铜榔头轻敲击右旋齿齿圈（1-2），使其相对于左旋齿圈旋转，再用移动定位齿（9）检测，如此反复进行调整，直到齿的两侧贴合符合要求，消除基准齿刻线目测误差。

、用齿轮定位装置抽检其余两处齿槽对正情况。检测方法如下：拉出定位装置的移动定位齿（9），将固定定位齿（13））从垂直齿槽的方向插入，对正该齿槽后，再将移动定位齿（9））插入对应齿槽，检测齿侧贴合情况，若达不到要求，调节对正齿的齿槽位置，重新检测。

、左旋齿轮齿圈（1-1），右旋齿轮齿圈（1-2）相对位置调整好之后，紧固工艺螺母，用扩孔钻依次钻其余9个预钻孔（除工艺螺栓固定的连接孔），用铰刀依次配铰至图纸规定的配合尺寸，清理干净铰制孔。

、铰制孔螺栓（1-3）从右旋齿齿圈圈（1-2）侧安装，左旋齿圈（1-1）安装槽形螺母（1-4）并紧固，按规定力矩紧固。

、拆下3个工艺螺栓，工艺螺母。配钻铰连接孔，安装3个铰制孔螺栓，槽形螺母，用同样方法连接右旋齿齿圈（1-2），左旋齿齿圈（1-1），按规定紧固力矩紧固。

、用定位装置检查，找正基准对正人字齿槽将固定定位齿（13）插入后，在对应齿槽啮合齿面涂一层薄色油，插入移动定位齿（9）。检查移动定位齿的两侧贴合情况。要求：齿的两侧接触斑点对称，均匀。同样方法抽检任意两齿槽的贴合情况，应满足要求。装配检查合格后，确认槽形螺母紧固，插入所有开口销（1-5）。

本发明在实物上经过多次不同齿数的人字齿组合装配验证，同时通过柴油机整机装配、试验及服役验证，均达到进口整体人字齿的整机装配试验要求。图7为组装人字齿，图8为整机装配。

本发明用右旋齿轮齿圈和左旋齿轮齿圈的基准齿刻线目侧对准进行粗调之后，利用定位装置的固定定位齿将左旋齿轮齿圈的基准齿作为基准固定，基于定位装置的移动定位齿与固定定位齿之间具有较高的位置精度和两个定位齿的本体尺寸精度，利用移动定位齿的移动功能可以找正右旋齿轮齿圈的基准齿，保证右旋齿轮齿圈和左旋齿轮齿圈的基准齿之间的位置精度，实现提高组合式人字齿的装配精度。

具体的，本发明还涉及一种人字齿轮定位装置的设计方法，包括：

（1）装置的结构设计

采用固定定位齿和移动定位齿相互配合，借用外力完成右旋齿轮相对于左旋齿轮的自动微调对中；采用移动齿涂红丹色油，根据齿面的接触情况更精确的检查两个齿轮的对中精度，柴油机整机装配各人字齿齿轮时，可省略检查啮合齿面的接触精度的步骤，由齿轮的装配精度决定。

（2）定位底座和定位齿的设计参数计算

依据左旋齿轮和右旋齿轮的相对位置关系和尺寸精度，进行齿轮定位装置中的底座上安装固定定位齿和移动定位齿的配合矩形孔的位置尺寸和形位公差的计算。

依据人字齿齿轮的左旋齿轮和右旋齿轮参数，进行固定定位齿和移动定位齿的尺寸计算。

本发明设计的人字齿轮定位装置，提高组合式人字齿齿轮的装配精度，即左旋齿轮齿圈与右旋齿轮圈基准齿轮对正精度提高，保证与相同模数的配对人字齿齿轮啮合间隙均匀，满足啮合齿的接触精度。

本发明设计原理采用模拟静态啮合原理，模拟与人字齿齿轮相啮合的左旋齿和右旋齿的理论齿，将设计的两个定位齿集成在相对位置精度高的定位底座上，实现模拟静态啮合齿的功能，将两个定位齿结构设计为一个固定，一个可以移动，实现固定定位齿作为基准的功能，移动定位齿作为调整的功能。

依据人字齿齿轮的左旋齿轮和右旋齿轮参数，计算定位装置中两个定位齿的设计参数；依据左旋齿轮和右旋齿轮的相对位置关系和尺寸精度，设计底座定位齿的配合孔位置尺寸及配合精度。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种人字齿轮组装定位方法，其特征在于，所述人字齿轮组装定位方法包括：

步骤一，用右旋齿轮齿圈和左旋齿轮齿圈的基准齿刻线对准进行粗调；

步骤二，利用定位装置的固定定位齿将左旋齿轮齿圈的基准齿作为基准固定，基于定位装置的移动定位齿与固定定位齿之间位置精度和两个定位齿的本体尺寸精度，利用移动定位齿的移动获取正右旋齿轮齿圈的基准齿，进行右旋齿轮齿圈和左旋齿轮齿圈的基准齿之间的位置装配。

2.如权利要求1所述的人字齿轮组装定位方法，其特征在于，所述步骤二中，定位装置采用固定定位齿和移动定位齿相互配合，借用外力完成右旋齿轮相对于左旋齿轮的自动微调对中；采用移动齿涂红丹色油，根据齿面的接触情况分析右旋齿轮相对于左旋齿轮的对中精度。

3.如权利要求1所述的人字齿轮组装定位方法，其特征在于，所述步骤二定位装置中，依据左旋齿轮和右旋齿轮的相对位置关系和尺寸精度，进行齿轮定位装置中的底座上安装固定定位齿和移动定位齿的配合方案设计，为防止工装齿的装配过程微动旋转，采用矩形孔配合方式，为保证装配精度，设计矩形孔的位置尺寸和形位公差的计算；

左旋齿轮和右旋齿轮参数均为8级精度，图纸要求组装后达到9级精度，按基准齿刻线目测对齐方法装配，左右齿错位0.3-0.5mm，依据人字齿齿轮的左旋齿轮和右旋齿轮螺旋角参数，计算左右齿夹角；根据两个齿轮模数、齿数、法向圆周齿厚进行固定定位齿和移动定位齿的尺寸计算；齿轮不能设计为渐开线单齿，计算模拟齿的齿轮，利用计算机绘图软件进行模拟验证。

4.如权利要求1所述的人字齿轮组装定位方法，其特征在于，所述步骤二进一步包括：模拟与人字齿齿轮相啮合的左旋齿和右旋齿的理论齿，将设计的左旋齿和右旋齿集成在相对位置精度高的定位底座上，模拟静态啮合齿，同时将左旋齿和右旋齿中的一个设计为固定定位齿作为基准，另一个移动定位齿进行调整；

依据左旋齿轮和右旋齿轮参数，计算两个定位齿的设计参数；依据左旋齿轮和右旋齿轮的相对位置关系和尺寸精度，再设计底座定位齿的配合孔位置尺寸及配合精度；通过配研保证定位齿、固定齿与底座矩形孔高精度配合要求，同时齿的四周采用大倒角、矩形孔四周采用小圆角。

5.一种实施权利要求1~4任意一项所述人字齿轮组装定位方法的人字齿轮组装定位装置，其特征在于，所述人字齿轮组装定位装置包括：定位底座、移动定位齿、手柄销、盖板、固定螺栓及固定定位齿；

所述定位底座开有两个相对位置精度较高的固定定位齿和移动定位齿安装方孔；

所述固定定位齿安装在定位底座的下部，通过用盖板和螺栓固定，与定位底座成为一体，形成固定定位齿；

所述移动定位齿安装在定位底座的上部配合方孔，与定位底座配合孔对研，形成移动定位齿，通过安装在移动定位齿上的手柄销，在所述定位底座的方孔内移动。

6.如权利要求5所述人字齿轮组装定位装置，其特征在于，所述人字齿轮组装定位装置为三副，两副对称布置，用于人字齿齿轮的定位安装，另一副用于人字齿齿轮的装配精度检测。

7.一种如权利要求5~6任意一项所述人字齿轮组装定位装置的装配方法，其特征在于，所述人字齿轮组装定位装置的装配方法包括：

将移动定位齿拉出，使齿面低于配合方孔，带固定定位齿的定位底座组件从垂直齿槽的方向插入，固定底座；

推入移动定位齿，调整右旋齿轮齿圈在圆周方向的微小移动，控制右旋齿轮齿圈与左旋齿轮齿圈的相对位置，两副人字齿轮位置找正后，紧固工艺螺母；

用第三副齿轮定位装置抽检其他齿的对正情况，满足要求后，配钻铰左旋、右旋齿轮的齿圈连接孔，安装铰制孔螺栓、开槽螺母、开口定位销；拆卸工艺螺栓，按相配钻铰其连接孔，安装铰制孔螺栓、开槽螺母、开口定位销，完成人字齿轮装配。

8.如权利要求7所述的人字齿轮组装定位装置的装配方法，其特征在于，所述人字齿轮组装定位装置的装配方法进一步包括：

第一步、首先将左旋齿轮齿圈放置到钻床的工作平台上，通过右旋齿轮齿圈定位孔安装至左旋齿轮齿圈，使同心定位，使左旋、右旋两齿轮齿圈作标记刻线的基准齿对正，用工艺螺栓从左旋齿轮齿圈端面穿出，所述工艺螺母紧固右旋齿轮齿圈；

第二步，将齿轮定位装置放置在同一钻床的平台上，定位装置的定位底座与左旋齿轮齿圈端面为同一装配平面；通过手柄销拉出移动定位齿，将定位底座下部的固定定位齿从垂直对正齿的齿槽方向插入，插入前在其对应齿槽内涂一层薄红丹色油；固定定位齿插入后，固定定位底座；在该齿槽对称的另一侧放置另一副定位装置，用同样的方法调整好固定定位齿后并固定该定位装置；

第三步，以对正齿为基准，右旋齿轮齿圈相应齿槽内涂一层薄红丹色油，将定位装置上部的移动定位齿插入相应齿槽；拉出移动定位齿，轻敲击右旋齿齿圈，使相对于左旋齿圈旋转，再用移动定位齿检测，反复进行调整，直到齿的两侧贴合符合要求，消除基准齿刻线误差；

第四步，用齿轮定位装置抽检其余两处齿槽对正情况，拉出定位装置的移动定位齿，将固定定位齿从垂直齿槽的方向插入，对正该齿槽后，再将移动定位齿插入对应齿槽，检测齿侧贴合情况，若达不到要求，调节对正齿的齿槽位置，重新检测；

第五步，左旋齿轮齿圈，右旋齿轮齿圈相对位置调整后，紧固工艺螺母，用扩孔钻依次钻其余预钻孔，用铰刀依次配铰至图纸规定的配合尺寸，清理干净铰制孔；

第六步，铰制孔螺栓从右旋齿齿圈圈侧安装，左旋齿圈安装槽形螺母（1-4）并紧固，力矩紧固；

第七步，拆下工艺螺栓，工艺螺母，配钻铰连接孔，安装铰制孔螺栓，槽形螺母，连接右旋齿齿圈，左旋齿齿圈紧固力矩紧固；

第八步，用定位装置检查，找正基准对正人字齿槽将固定定位齿插入后，在对应齿槽啮合齿面涂一层薄色油，插入移动定位齿；检查移动定位齿的两侧贴合情况；装配检查合格后，确认槽形螺母紧固，插入所有开口销。

9.一种接收用户输入程序存储介质，所存储的计算机程序使电子设备执行权利要求1-4任意一项所述人字齿轮组装定位方法。

10.一种利用权利要求1~4任意一项所述人字齿轮组装定位方法组装的大功率柴油机。

Images