浅谈机械设计中齿轮传动侧隙的解决方法

发表时间:2019/8/29   来源:《知识-力量》2019年10月40期   作者:金孝燮
[导读] 齿轮在世界各个国家的应用历史较早,其在众多机械设备中的应用非常广泛,并具有十分关键的作用。齿轮能够起到传递动力,对运动速度与方向做出改变的作用,随着制造技术水平的快速提升与发展,对齿轮生产制造提出更为严格的标准要求。基于此,本文对机械设计中齿轮传动侧隙的解决方法做出分析与探讨,旨在为相关设计人员提供帮助与参考。
(齐齐哈尔工程学院,161005)
摘要:齿轮在世界各个国家的应用历史较早,其在众多机械设备中的应用非常广泛,并具有十分关键的作用。齿轮能够起到传递动力,对运动速度与方向做出改变的作用,随着制造技术水平的快速提升与发展,对齿轮生产制造提出更为严格的标准要求。基于此,本文对机械设计中齿轮传动侧隙的解决方法做出分析与探讨,旨在为相关设计人员提供帮助与参考。
关键词:机械设计;齿轮传动侧隙;解决办法

 
            前言:
            齿轮最早在中国古代就被人们广泛应用,历经千百年来的发展,齿轮形势与作用均发生重大的变化与发展。有齿,且彼此啮合的机械零部件称之为齿轮。针对机械设计,尽管齿轮传动侧隙对齿轮稳定可靠工作状态具有关键作用,不过齿轮彼此侧隙并未越大或越小越好,需要对侧隙做出系统精准的计算以及补偿等,获取最适宜、精准的齿轮传动侧隙,为齿轮的稳定可靠工作状态提供可靠保障。
            一、齿轮传动侧隙优缺点
            齿轮侧隙主要是一对齿轮处于啮合状态下,其中一个齿轮单个齿同另一个齿轮单个齿齿面发生接触过程中,前一个齿的其他齿面同第二个齿轮彼此啮合的齿相邻的齿在分度圆上存在的间隙。基于理论层面分析,齿轮侧隙需等于零,不过齿轮具体运行阶段,齿形会由于温度的变化产生相应的变化。不过如处于常温环境条件下,若不存在侧隙则会发生咬死的情况,并且可以位于侧隙中空出储存的有效空间,因此,存在侧隙情况属于整张现象。然而,侧隙同样存在一定的缺点,比如当齿轮发生转向情况下,会造成回程误差与冲击情况。侧隙需按照具体情况存在的差异做出合理改变,比如仪表若想降低回程误差需保持较小的侧隙。不过若侧隙过小则会产生咬死情况,且由于储油问题只是润滑效果不明显。同样,侧隙过大也会造成一定的不利影响。因此,侧隙测量方法就显得至关重要,装配阶段通常运用铅丝法对侧隙进行有效测量,使用粗细程度较为均匀的铅丝,在齿轮啮合使对其进行有效夹紧,之后对铅丝实际厚度做出测量,从而获得侧隙的实际大小数值[1]。
            二、齿轮传动侧隙计算方法
            合理的侧隙对齿轮稳定可靠工作具有十分关键的作用与影响,还可以确保齿面保持足够的润滑程度,避免齿轮发生卡死情况,当齿轮传动出现热与弹性变形时,能够对其作出有效补偿,以及齿轮生产加工与安装误差对齿轮传动造成的影响的情况下,做出有效补偿。因此,务必对极限侧隙做出科学精准的明确规定,侧隙计算如下。在对齿轮最小侧隙进行科学计算过程中,需要对两方面因素做出重点分析考虑,第一,保证润滑效果的正常侧隙值(主要同润滑方式与齿轮速度有关),并将此因素称之为a,第二,齿轮传动过程中的温度,并将其称之为b,即因为材料与温度存在的区别与差异,会导致a产生相应的变化,因此,齿轮最小侧隙通常为a与b之间的总和。
            三、齿轮侧隙设计中存在的问题
            按照最小侧隙的具体计算方法,最大实效齿轮厚度的计算公式同按照测量前期有关的端面实效齿厚之间的偏差并未明显的差异,因此也表明,端面实效齿厚上存在的偏差度齿厚造成影响,不然即齿厚上存在的偏差对具体齿厚造成影响,不过实际恶言,以上情况均无法作为对齿厚是否满足标准进行分析判断的理论基础依据,因此,对齿厚是否满足标准进行分析判断的主要因素为最大检测半径。基于此,齿轮侧隙设计阶段,需对齿厚判断标准加以足够重视,并作出全面充分的仔细分析考虑[2]。


            四、齿轮侧隙的解决方法
            (一)弹力补偿消隙法
            针对齿轮传动系统而言,因为通常会出现自动变相情况,处于该状态下,当其为反向,若齿轮齿轮传动中产生明显间隙,则会导致该种传统存在滞后性,从而对传动精度造成不利影响,基于此,务必对齿轮传动传动阶段产生的明显间隙做出合理消除,从而增强传动精度。针对橡胶弹簧,其弹性模量相对较小,施加荷载过后其能够产生相对足够的弹性变形空间,可以对冲击与振动情况做出有效吸收。与此同时,橡胶弹簧具有十分优秀的减震作用与效果。因此,可以通过使用橡胶弹簧替代弹性元件,如此便能够有效减小结构,橡胶弹簧受到荷载作用,出现压缩变形情况下,弹力会超过齿轮最大传递力矩的轴向分力,在此阶段,薄片齿轮就能够具备自动补偿的效果与作用。
            (二)使用斜齿轮
            针对斜齿轮而言,主要是通过垫片错齿以及轴向压簧错齿,对齿轮间隙采取合理调整以及有效消除。针对垫片错齿调整来讲,主要是同宽齿啮合的一对薄齿轮中间位置加设垫片,该种结构相对较为简单,两轮齿廓听过点接触形式最先做出有效接触,接触线变化主要为由短至长在至短,直至点接触过后,彼此脱离啮合,即慢慢发生啮合状态,之后慢慢脱离啮合状态,如此可以确保齿轮传动的可靠性与平稳性,减少产生的噪音情况。对于轴向压簧错齿法来讲,通过压簧的有效作用,使同宽齿轮彼此之间存在啮合状态的一对薄片齿轮彼此贴紧,使螺旋线能够错开做出合理分布,该种齿轮侧隙能够实现自动补偿,有效增强传动精度。
            (三)涡轮蜗杆传动
            针对蜗轮蜗杆传动而言,通常在两轴不发生相交与平行情况下较为适用,且呈现出垂直关系情况下,对两轴彼此之间存在的动力进行有效传递,主动件主要为涡轮,相反,被动件主要为蜗杆,该种传动方法机构相对较为紧凑,平稳性良好,不会产生噪音情况,且具备足够的承载能力,还能够实现自锁,即当啮合齿彼此之间存在的摩擦角,角度明显超过蜗杆角度的情况下,机械则可以具备自锁性,能够实现反向自锁,即仅可以通过蜗杆带动涡轮,反之则无法成立[3]。
            (四)齿轮无法放大补偿
            齿轮传动处于工作状态下,传动链彼此之间存在的间隙,同样会对齿轮传动工作差生一定的作用与影响,因此,针对传动链存在的间隙做出合理补偿,对齿轮传动的稳定可靠工作具有十分关键的影响。因此,务必对该种误差的产生做出精准仔细的测量,并对机械远点处于的具体位置做出明确,机械远点属于测量工作的十分关键的基础,之后则开始对误差做出科学精准测量。然后,针对测量所得的误差具体数值,开始采取无偿补偿操作。然而,再次过程中需要引起重视的则是,误差补偿与测量务必基于相同基准点为基础前提,如此方可切实有效的增强误差测量以及补偿的实际精度,方可将对齿轮传动彼此之间存在的不合理间隙做出彻底有效清除。
            结论:
            综上所述,为增加齿轮传动精度,务必对齿轮传动侧隙实际值做出精准控制。通过对零部件以及齿轮种类做出改变等方式,对侧隙做出严格控制。齿轮设计阶段,齿轮传动侧隙的作用较为重要,不过缝隙的实际值需要进行合理控制,因此,侧隙并非越大或越小越好。需要经过科学精准的计算明确侧隙的实际值。此外,侧隙还需按照齿轮模式以及中距精度和工作温度等采取合理计算,方可有效解决机械中车轮传动侧隙问题。
参考文献
[1]杨学华.机械设计中齿轮传动侧隙的解决方法[J].昆明理工大学学报(自然科学版),2015,32(05):9-13.
[2]马博.浅析机械设计中齿轮传动侧隙的解决方法[J].农家科技旬刊,2017,22(02)123-125.
[3]黄宝山.浅析机械设计中齿轮传动侧隙的解决方法[J].科学技术创新,2016,12(20):55-55.
 
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