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摘 要:在实际生产中,经常会遇到斜齿轮组件单个齿轮损坏的情况,如果成套测绘加工,则会造成不必要的浪费,本文介绍了多级斜齿轮减速机单个齿轮的测绘方法,以及各参数的正确计算方法,使多级减速机斜齿轮组件得以修复。
关键词:斜齿轮;测绘;参数;修复
【分类号】:TH132.4
1 前言
在实际生产中,经常会遇到斜齿轮组件单个齿轮损坏的情况,由于各参数难测,往往都成套测绘⑴,成套更换,这样会造成不必要的浪费。我厂动力装置辅锅空气预热器,是三菱重工生产的烟气式空气预热器,型号为211/2HRX-1350(室外形),其减速机是三级斜齿轮减速。检修时发现该减速机输入齿轮轴损坏严重,而其它齿轮完好,如果成套更换,会造成不必要的浪费。于是我们设想只测绘输入齿轮轴,但经几次测绘都没有成功。齿轮测绘看似简单,可是当你测绘的齿轮与原设计的齿轮相同就难了,甚至有人会走入误区,随意提高精度,认为高精度就能达到要求。其实不然,如AC-401减速机齿轮转速为460r/min,属于一般传动,本应选择6-7-7级就足够了,竟有厂家做成精度为4级,抬高备件价格,造成极大的浪费。现在结合减速机输入齿轮轴的实际测绘,介绍一下测绘斜齿轮时,应该测绘哪些参数及各参数的正确计算方法,仅供参考。
2 测绘参数及各参数的正确计算方法
2.1测绘数据
斜齿轮测绘必须准确掌握下列数据,
减速机输入齿轮轴图
括号内为现埸实测数据记录(如图所示)。
测绘齿轮齿数Z1(18)、齿顶圆直径da1(φ47.7)、齿全高(5)、螺旋方向(左旋);齿数Z2(92)、齿顶圆直径da2(219.2);齿轮安装中心距A(129.00)。除此之外还要用角度尺初测螺旋角β′(允许有误差)
(15.5°),现埸按Z′=Z/cos3β′求出当量齿数,按当量齿数,查出跨齿数K(3),量出公法线长度L(17.50)校核用,凭经验分析得知,其齿型属性(渐开线20°正常齿形)。其余为正常尺寸测量。除此之外,还要知道工作转速、扭矩、工作条件等。为了更有把握,有时被测配对齿轮也要测公法线长度L(85.90),进行校核对比,检验计算准确性。
3 参数计算
假设无移距修正(或χt1+χt2=0)
3.1定法面模数mn
端面模数mt=2A/(Z1+Z2)=2.34545
法面模数mn=mt×cosβ′=2.26
按标准模数取mn=2.25(此处有时是径节模数)
3.2效核螺旋角β=cos-1(mn/mt)=16°24′8″
3.3分度圆直径d1=mt×Z1=φ42.218
d2=mt×Z2=φ215.782
3.4端面移距系数χt
按实测分度圆(节圆)
直径d1′=47.7-2mn=43.2
d2′=219.3-2mn=214.8
断定是移距修正齿轮。
小齿轮χt1=(43.2-42.218)/2mt=+0.2093
大齿轮χt2=(214.8-215.782)/2mt=-0.2093
通过计算发现虽然大小齿轮都有移距,但属等移距修正齿轮,其总移距之和等于零,复合假设,故复合标准斜齿轮计算公式,计算可靠。
3.5校核公法线⑵长度L
3.5.1当量齿轮Z1′=Z1/cos3β=20.4
查表得跨齿数K1=3
3.5.2校核公法线长度
L1=mn(Kk+Zka)+Kx
式中Kk=π(K-0.5)×cosαn距齿数K1影响系数
查表Kk=7.38033
式中Ka=cosαn×invαt螺旋角影响系数
查表Ka=0.015766
式中Kx=2χt1×mn×sinαn移距影响系数
查表Kx=0.3221
代入式得L1=17.566
啮合齿轮Z′2=Z2/cos3β=104.2 k2=13
L=mn(Kk+Z2Ka)+Kx
=mn(36.90164+92×0.015766)-0.3221=85.97
与实测数据相符,误差在公差⑶带上。
3.5.3齿轮重要参数
基本齿型 渐开线
齿数 Z1=18
法向压力角 an=20°
法向模数 mn=2.25
螺旋角 β=16°24′8″
螺旋方向 左旋
移距系数 χt=+0.2093
齿顶高 ha1=2.25
齿根间隙 C=0.25mn
精度 6-6-7HK
3.5.4关于齿轮精度容易掌握,不介绍。
4 结束语
斜齿轮设计时,每个设计人员都可以在一个小范围内先定螺旋角β,也可以任选移距系数,再调整其它参数。端面移距修正系数χt1、χt2分别可正、可负,可大、可小,通过调整修正系数,保证中心距,遇χt1+χt2≠0时,要准确求出移距系数代入A′=A+(χt1+χt2-δ)m,再求出端面模数,利用已测公法线长度L进行反复校核计算,才能接近原始设计齿轮参数,测绘难度较大。齿顶圆直径一般没有精度要求,加工误差大,甚至有的设计者给很大负差,给测绘带来更大难度,遇到此情况,在参数无法协调时,就要考虑用齿轮检测专用仪器,此處不介绍。经过对损坏斜齿轮进行测绘加工,使预热器减速机斜齿轮组件得以修复。
参考文献:
1 哈工大机械设计基础教研室.机械设计基础.176页.北京:人民教育出版社,1975年
2 西北工大机械原理及机械零件教研组.机械设计手册.251页.北京:人民教育出版社,1979年
3 齿轮手册编委会.齿轮手册.2-87页.北京:机械工业出版社,1992年
关键词:斜齿轮;测绘;参数;修复
【分类号】:TH132.4
1 前言
在实际生产中,经常会遇到斜齿轮组件单个齿轮损坏的情况,由于各参数难测,往往都成套测绘⑴,成套更换,这样会造成不必要的浪费。我厂动力装置辅锅空气预热器,是三菱重工生产的烟气式空气预热器,型号为211/2HRX-1350(室外形),其减速机是三级斜齿轮减速。检修时发现该减速机输入齿轮轴损坏严重,而其它齿轮完好,如果成套更换,会造成不必要的浪费。于是我们设想只测绘输入齿轮轴,但经几次测绘都没有成功。齿轮测绘看似简单,可是当你测绘的齿轮与原设计的齿轮相同就难了,甚至有人会走入误区,随意提高精度,认为高精度就能达到要求。其实不然,如AC-401减速机齿轮转速为460r/min,属于一般传动,本应选择6-7-7级就足够了,竟有厂家做成精度为4级,抬高备件价格,造成极大的浪费。现在结合减速机输入齿轮轴的实际测绘,介绍一下测绘斜齿轮时,应该测绘哪些参数及各参数的正确计算方法,仅供参考。
2 测绘参数及各参数的正确计算方法
2.1测绘数据
斜齿轮测绘必须准确掌握下列数据,
减速机输入齿轮轴图
括号内为现埸实测数据记录(如图所示)。
测绘齿轮齿数Z1(18)、齿顶圆直径da1(φ47.7)、齿全高(5)、螺旋方向(左旋);齿数Z2(92)、齿顶圆直径da2(219.2);齿轮安装中心距A(129.00)。除此之外还要用角度尺初测螺旋角β′(允许有误差)
(15.5°),现埸按Z′=Z/cos3β′求出当量齿数,按当量齿数,查出跨齿数K(3),量出公法线长度L(17.50)校核用,凭经验分析得知,其齿型属性(渐开线20°正常齿形)。其余为正常尺寸测量。除此之外,还要知道工作转速、扭矩、工作条件等。为了更有把握,有时被测配对齿轮也要测公法线长度L(85.90),进行校核对比,检验计算准确性。
3 参数计算
假设无移距修正(或χt1+χt2=0)
3.1定法面模数mn
端面模数mt=2A/(Z1+Z2)=2.34545
法面模数mn=mt×cosβ′=2.26
按标准模数取mn=2.25(此处有时是径节模数)
3.2效核螺旋角β=cos-1(mn/mt)=16°24′8″
3.3分度圆直径d1=mt×Z1=φ42.218
d2=mt×Z2=φ215.782
3.4端面移距系数χt
按实测分度圆(节圆)
直径d1′=47.7-2mn=43.2
d2′=219.3-2mn=214.8
断定是移距修正齿轮。
小齿轮χt1=(43.2-42.218)/2mt=+0.2093
大齿轮χt2=(214.8-215.782)/2mt=-0.2093
通过计算发现虽然大小齿轮都有移距,但属等移距修正齿轮,其总移距之和等于零,复合假设,故复合标准斜齿轮计算公式,计算可靠。
3.5校核公法线⑵长度L
3.5.1当量齿轮Z1′=Z1/cos3β=20.4
查表得跨齿数K1=3
3.5.2校核公法线长度
L1=mn(Kk+Zka)+Kx
式中Kk=π(K-0.5)×cosαn距齿数K1影响系数
查表Kk=7.38033
式中Ka=cosαn×invαt螺旋角影响系数
查表Ka=0.015766
式中Kx=2χt1×mn×sinαn移距影响系数
查表Kx=0.3221
代入式得L1=17.566
啮合齿轮Z′2=Z2/cos3β=104.2 k2=13
L=mn(Kk+Z2Ka)+Kx
=mn(36.90164+92×0.015766)-0.3221=85.97
与实测数据相符,误差在公差⑶带上。
3.5.3齿轮重要参数
基本齿型 渐开线
齿数 Z1=18
法向压力角 an=20°
法向模数 mn=2.25
螺旋角 β=16°24′8″
螺旋方向 左旋
移距系数 χt=+0.2093
齿顶高 ha1=2.25
齿根间隙 C=0.25mn
精度 6-6-7HK
3.5.4关于齿轮精度容易掌握,不介绍。
4 结束语
斜齿轮设计时,每个设计人员都可以在一个小范围内先定螺旋角β,也可以任选移距系数,再调整其它参数。端面移距修正系数χt1、χt2分别可正、可负,可大、可小,通过调整修正系数,保证中心距,遇χt1+χt2≠0时,要准确求出移距系数代入A′=A+(χt1+χt2-δ)m,再求出端面模数,利用已测公法线长度L进行反复校核计算,才能接近原始设计齿轮参数,测绘难度较大。齿顶圆直径一般没有精度要求,加工误差大,甚至有的设计者给很大负差,给测绘带来更大难度,遇到此情况,在参数无法协调时,就要考虑用齿轮检测专用仪器,此處不介绍。经过对损坏斜齿轮进行测绘加工,使预热器减速机斜齿轮组件得以修复。
参考文献:
1 哈工大机械设计基础教研室.机械设计基础.176页.北京:人民教育出版社,1975年
2 西北工大机械原理及机械零件教研组.机械设计手册.251页.北京:人民教育出版社,1979年
3 齿轮手册编委会.齿轮手册.2-87页.北京:机械工业出版社,1992年