一種斜齒輪嚙合時軸間相位角的調(diào)整方法
【專利摘要】一種斜齒輪嚙合時軸間相位角的調(diào)整方法，用于調(diào)整第一軸和第二軸之間的相位角，第一斜齒輪和第二斜齒輪嚙合的螺旋角為β，第二斜齒輪的分度圓直徑為d，d=（mn×Z）/cosβ，其特征在于：設需要將第一軸和第二軸之間的相位角調(diào)整為α，所述調(diào)整方法包括以下步驟：將第一軸在其軸向及周向上固定；嚙合第一斜齒輪和第二斜齒輪；測量第一軸與第二軸之間的相位角γ；若γ=α，則完成調(diào)整；若γ≠α，在保持第一斜齒輪和第二斜齒輪嚙合的狀態(tài)下，將第二軸相對第一軸沿其軸向移動位移L，以此使得第二斜齒輪同時沿第一斜齒輪的齒面螺旋線轉(zhuǎn)動，設第二斜齒輪在其分度圓上轉(zhuǎn)過的弧長為S，S=（d/2）×{[|α-γ|×2π]/360}，L=S/tanβ。
【專利說明】一種斜齒輪嚙合時軸間相位角的調(diào)整方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及軸間相位的調(diào)整，尤其涉及帶鍵槽的斜齒輪嚙合時軸間相位角的調(diào)整方法。
【背景技術(shù)】
[0002]一些既傳遞動力又傳遞運動的機械傳動設備對所用漸開線斜齒輪的輪齒中心線和鍵槽中心線間的夾角(相位角)有嚴格要求(重合或相互間的夾角)，例如:碎邊剪、軋機輸出軸、雙邊剪等。由于通用的數(shù)控機械加工設備(
【發(fā)明內(nèi)容】
如鏜銑床、線切割機等)不具備檢測漸開線齒廓的功能，在加工及在線檢測時，無法用千分表檢測的辦法找到輪齒的中心線，從而使加工中如何保證相位角達到設計要求以及加工后如何檢測都變得十分困難。
[0003]針對上述相位要求，目前主要的加工方法有:1、齒形加工好后，按照零件圖中齒寬中心或齒槽中心對鍵槽中心的相位要求，劃鍵槽加工線，根據(jù)劃線加工鍵槽，此法精度相對低些。可以采用增加鍵槽及齒寬工藝基準的方法提高精度；2、齒形加工好后，在鍵槽加工設備上按嚙合狀態(tài)，裝夾、找正齒輪中心連線與機床導軌平行，在配對的兩齒輪內(nèi)孔加工鍵槽。對于第一種方法，由于斜齒輪端面與左右兩側(cè)齒面的交角為一側(cè)鈍角、一側(cè)銳角。受鈍角側(cè)條件的限制，漸開線上某一直徑的點對齒寬中心的測量精度是受限制的。
[0004]對于第二種方法，由于是齒輪在相嚙狀態(tài)下，直接加工零件鍵槽，巧妙回避了鍵槽中心對齒寬中心的位置要求，也就避免了相嚙齒輪相位間的測量要求。但在更換齒輪備件時，只能一對一起更換，增加了后期運營成本。
[0005]采用上述兩種方法，若嚙合齒輪裝配時相對端面位置與加工時不同，則鍵槽中心相對齒寬中心或齒槽中心就會發(fā)生相對轉(zhuǎn)動，軸間的相位關系就會改變，這一現(xiàn)象是由斜齒輪的性質(zhì)決定的。在設計生產(chǎn)實踐中，由于齒輪的輪齒端面通常是滲碳淬火狀態(tài)，是非軸向定位面，軸向尺寸不會作精確要求；同時軸類零件及箱體的軸向加工誤差，時常會引起軸間相位誤差超標的現(xiàn)象，而且零件加工很難返工。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種準確快速的斜齒輪嚙合時軸間相位角的調(diào)整方法。
[0007]為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種斜齒輪嚙合時軸間相位角的調(diào)整方法，用于調(diào)整第一軸和第二軸之間的相位角，第一軸上開設有第一鍵槽并固定有第一斜齒輪，第二軸上開設有第二鍵槽并固定有第二斜齒輪，該第二斜齒輪的法向模數(shù)為mn，第二斜齒輪的齒數(shù)為Z,第一斜齒輪和第二斜齒輪嚙合的螺旋角為β ,第二斜齒輪的分度圓直徑為d，d= (mnXZ)/cos β，其創(chuàng)新在于:設需要將第一軸和第二軸之間的相位角調(diào)整為α，所述調(diào)整方法包括以下步驟:
第一步:在第一軸的端面上設置兩個第一定位點，兩第一定位點的中心連線與第一鍵槽中心線重合或垂直；
在第二軸的端面上設置兩個第二定位點，兩第二定位點的中心連線與第二鍵槽中心線重合或垂直；
第二步:將第一軸在其軸向及周向上固定；
第三步:嚙合第一斜齒輪和第二斜齒輪；
第四步:測量兩第一定位點中心連線與兩第二定位點中心連線之間的夾角Y;
若Y = Ct，則完成調(diào)整；
若Y古α，執(zhí)行第五步； 第五步:在保持第一斜齒輪和第二斜齒輪嚙合的狀態(tài)下，將第二軸相對第一軸沿其軸向移動位移L,以此使得第二斜齒輪同時沿第一斜齒輪的齒面螺旋線轉(zhuǎn)動,設第二斜齒輪在其分度圓上轉(zhuǎn)過的弧長為S，其中:
S= (d/2) X {[| a - y I X2 3? ]/360},
L= S/tanβ ；
返回執(zhí)行第四步。
[0008]上述技術(shù)方案中的有關內(nèi)容解釋如下:
1、上述方案中，所述分度圓指的是:在齒輪齒頂圓和齒根圓之間，規(guī)定一定直徑為d的圓，作為計算齒輪各部分尺寸的基準；標準齒輪中為槽寬和齒厚相等的那個圓(不考慮齒側(cè)間隙)就為分度圓。
[0009]2、上述方案中，所述螺旋角由導程和圓柱的分度圓直徑?jīng)Q定，螺旋角為分度圓螺旋角。
[0010]3、上述方案中，所述法向模數(shù)指的是垂直于螺旋線方向模數(shù)。
[0011]4、上述方案中，斜齒輪是以法向模數(shù)為標準的。
[0012]5、上述方案中，設置兩個第一定位點的連線與第一鍵槽中心線重合或垂直，兩個第二定位點的連線與第二鍵槽中心線重合或垂直的目的在于便于加工鍵槽時一起加工，以保證所要求的形位公差和軸的中心點，在后面的實際使用中主要考慮相對轉(zhuǎn)動量，所以無論是垂直還是重合，所述調(diào)整方法的第二步至第五步的操作方法均相同。
[0013]本發(fā)明工作原理及優(yōu)點:當?shù)谝恍饼X輪與第二斜齒輪嚙合時，第一軸和第二軸之間的相位關系主要受齒輪類零件加工鍵槽時對齒寬的位置精度和裝配時各軸的軸向定位精度兩個因素的影響。本發(fā)明在第一軸和第二軸的軸端設置輔助基準，以此建立起鍵槽與輔助基準之間的相位關系，以便在裝配后能夠?qū)Φ谝惠S和第二軸之間相位角的變化進行測量和調(diào)整；并利用斜齒輪漸開線螺旋面的特性，不同截面到定位端面距離不同，其齒形中心與鍵槽中心的相位關系也不同，通過調(diào)整第一軸和第二軸之間相對的軸向位移，以獲得所需的相位角。本發(fā)明的調(diào)整方法準確快速。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]附圖1為本發(fā)明實施例總成裝配示意圖；
附圖2為本發(fā)明實施例第一軸與第一斜齒輪裝配示意圖(第二軸與第二斜齒輪裝配圖與此相同)；
附圖3為本發(fā)明實施例螺旋角β與弧長S示意圖；
附圖4為本發(fā)明實施例兩第一定位點中心連線與第一鍵槽中心線重合的第一軸端面示意圖，圖中可見第一鍵槽、第一定位點以及兩第一定位點中心連線(第二軸端面與此相同)；
附圖5為本發(fā)明實施例兩第一定位點中心連線與第一鍵槽中心線垂直的第一軸端面示意圖，圖中可見第一鍵槽、第一定位點以及兩第一定位點中心連線(第二軸端面與此相同)；
附圖6為本發(fā)明實施例第一斜齒輪與第二斜齒輪哨合狀態(tài)下,兩第一定位點中心連線和兩第二定位點中心連線夾角Y示意圖。
[0015]上述附圖中:1、第一軸；2、第一斜齒輪；3、第二軸；4、第二斜齒輪；5、第一鍵槽；
6、第一定位點；7、輪齒；8、齒槽；9、兩第一定位點中心連線；10、第一鍵槽中心線；11、兩第二定位點中心連線；12、第二鍵槽；S、第二斜齒輪在其分度圓上轉(zhuǎn)過的弧長；β、第一斜齒輪和第二斜齒輪嚙合的螺旋角；Y、兩第一定位點中心連線與兩第二定位點中心連線之間的夾角。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步描述:
實施例:一種斜齒輪哨合時軸間相位角的調(diào)整方法
參見附圖1所示，附圖1為第一軸1、第一斜齒輪2、第二軸3、第二斜齒輪4和箱體的總成裝配示意圖。
[0017]參見附圖2所示，附圖2為本發(fā)明實施例第一軸I與第一斜齒輪2裝配示意圖，第二軸與第二斜齒輪裝配圖與此相同。
[0018]參見附圖3所示，附圖3為本發(fā)明實施例螺旋角β與弧長S示意圖，從附圖3中可見弧長S、螺旋角β以及斜齒輪輪齒7和齒槽8之間的關系。
[0019]參見附圖4所示，附圖4為本發(fā)明實施例兩第一定位點中心連線9與第一鍵槽中心線10重合的第一軸端面示意圖，圖中可見第一鍵槽5、第一定位點6以及兩第一定位點中心連線8，第二軸端面與此相同。
[0020]參見附圖5所示，附圖5為本發(fā)明實施例兩第一定位點中心連線9與第一鍵槽中心線9垂直的第一軸端面示意圖，圖中可見第一鍵槽5、第一定位點6以及兩第一定位點中心連線9，第二軸端面與此相同。
[0021]參見附圖6所示，附圖6為本發(fā)明實施例第一斜齒輪2與第二斜齒輪4嚙合狀態(tài)下，兩第一定位點中心連線9和兩第二定位點中心連線夾角Y示意圖。
[0022]用于調(diào)整第一軸I和第二軸2之間的相位角，第一軸I上開設有第一鍵槽5并固定有第一斜齒輪2，第二軸2上開設有第二鍵槽12并固定有第二斜齒輪4，該第二斜齒輪4的法向模數(shù)為mn,第二斜齒輪4的齒數(shù)為Z,第一斜齒輪2和第二斜齒輪4嚙合的螺旋角為β，第二斜齒輪4的分度圓直徑為d，d= (mnXZ)/cos β，設需要將第一軸I和第二軸3之間的相位角調(diào)整為α，所述調(diào)整方法包括以下步驟:
第一步:參見附圖4和附圖5所示，在第一軸I的端面上設置兩個第一定位點6，兩第一定位點中心連線9與第一鍵槽中心線10重合或垂直。
[0023]在第二軸3的端面上設置兩個第二定位點，兩第二定位點中心連線11與第二鍵槽中心線重合或垂直。
[0024]參見附圖1所示，第二步:將第一軸I在其軸向及周向上固定。[0025]第三步:嚙合第一斜齒輪2和第二斜齒輪4。
[0026]參見附圖6所示，第四步:測量兩第一定位點中心連線9與兩第二定位點中心連線
11之間的夾角Y，可采用激光跟蹤儀測量、用經(jīng)緯儀、上機床測量等，測量的關鍵是將對軸的轉(zhuǎn)動測量引到軸端進行。
[0027]若y = α，則完成調(diào)整；
若Y關α，執(zhí)行第五步。
[0028]第五步:在保持第一斜齒輪2和第二斜齒輪4嚙合的狀態(tài)下，將第二軸3相對第一軸I沿其軸向移動位移L,以此使得第二斜齒輪4同時沿第一斜齒輪2的齒面螺旋線轉(zhuǎn)動，設第二斜齒輪4在其分度圓上轉(zhuǎn)過的弧長為S，其中:
S= (d/2) X {[| a - y I X2 3? ]/360},
L= S/tanβ ；
返回執(zhí)行第四步。
[0029]所述分度圓指的是:在齒輪齒頂圓和齒根圓之間，規(guī)定一定直徑為d的圓,作為計算齒輪各部分尺寸的 基準；標準齒輪中為槽寬和齒厚相等的那個圓(不考慮齒側(cè)間隙)就為分度圓。
[0030]所述分度圓直徑指的是齒輪的基準直徑。
[0031 ] 所述法向模數(shù)指的是垂直于螺旋線方向模數(shù)。
[0032]斜齒輪是以法向模數(shù)為標準的。
[0033]下面舉例說明:
設第二斜齒輪4的法向模數(shù)mn=35，第一斜齒輪2和第二斜齒輪4的輪齒7數(shù)量均為22，第一斜齒輪2和第二斜齒輪4嚙合的螺旋角β=16°，齒寬580，經(jīng)測量得兩第一定位點中心連線9與兩第二定位點中心連線11之間的夾角Y為0.1°，而所需要的相位角α為0° 0
[0034]a -y I =0.1。。
[0035]S= (d/2) X {[| α - y | Χ2 π ]/360}= (35X22/2) X [(0.1X2 π ) /360] =0.672。
[0036]L= S/tan β =0.0672/tanl6。=2.344。
[0037]即|α-y|=0.1°時，所需的軸向調(diào)整量為2.344，將第二軸3相對第一軸I的軸向移動2.334，其單位與齒輪的直徑單位一致，在調(diào)整前可先將第二軸3相對第一軸I軸向的兩個方向分別移動一些距離，同時觀察兩個方向分別對應的兩第一定位點中心連線9與兩第二定位點中心連線11之間的夾角Y的變化(I α-y I的值變大或變小)，以便于調(diào)整時選擇軸向調(diào)整的方向，由于軸向調(diào)整量相對580的齒寬較小，對輪齒7接觸寬度的影響可以不考慮。
[0038]調(diào)整第一軸I和第二軸3之間的軸向相對位移，可以通過在軸向定位臺階處增加相應厚度的調(diào)整墊片實現(xiàn)。
[0039]當?shù)谝恍饼X輪2與第二斜齒輪4嚙合時，第一軸I和第二軸3之間的相位關系主要受齒輪類零件加工鍵槽時對輪齒的位置精度和裝配時各軸的軸向定位精度兩個因素的影響。本發(fā)明在第一軸I和第二軸3的軸端設置輔助基準，以此建立起鍵槽與輔助基準之間的相位關系，以便在裝配后能夠?qū)Φ谝惠SI和第二軸3之間相位角的變化進行測量和調(diào)整；并利用斜齒輪漸開線螺旋面的特性，不同截面到定位端面距離不同，其齒形中心與鍵槽中心的相位關系也不同，通過調(diào)整第一軸I和第二軸3之間相對的軸向位移，以獲得所需的相位角。本發(fā)明的調(diào)整方法準確快速。
[0040]上述實施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種斜齒輪嚙合時軸間相位角的調(diào)整方法，用于調(diào)整第一軸(I)和第二軸(2)之間的相位角，第一軸(I)上開設有第一鍵槽(5)并固定有第一斜齒輪(2)，第二軸(2)上開設有第二鍵槽(12)并固定有第二斜齒輪(4)，該第二斜齒輪(4)的法向模數(shù)為mn，第二斜齒輪(4)的齒數(shù)為Z,第一斜齒輪(2)和第二斜齒輪(4)嚙合的螺旋角為β，第二斜齒輪(4)的分度圓直徑為d，d= (mnXZ)/cosi3，其特征在于:設需要將第一軸(I)和第二軸(3)之間的相位角調(diào)整為α，所述調(diào)整方法包括以下步驟: 第一步:在第一軸(I)的端面上設置兩個第一定位點(6)，兩第一定位點中心連線(9)與第一鍵槽中心線(10)重合或垂直； 在第二軸(3)的端面上設置兩個第二定位點，兩第二定位點中心連線(11)與第二鍵槽中心線重合或垂直； 第二步:將第一軸(I)在其軸向及周向上固定； 第三步:嚙合第一斜齒輪(2)和第二斜齒輪(4)； 第四步:測量兩第一定位點中心連線(9)與兩第二定位點中心連線(11)之間的夾角Y ; 若gamma = Ct，則完成調(diào)整； 若gamma≠α，執(zhí)行第五步； 第五步:在保持第一斜齒輪(2)和第二斜齒輪(4)嚙合的狀態(tài)下，將第二軸(3)相對第一軸(I)沿其軸向移動位移L，以此使得第二斜齒輪(4)同時沿第一斜齒輪(2)的齒面螺旋線轉(zhuǎn)動，設第二斜齒輪(4)在其分度圓上轉(zhuǎn)過的弧長為S，其中:
S= (d/2) X {[| a - gamma | X2 3? ]/360},
L= S/tanβ ； 返回執(zhí)行第四步。
【文檔編號】F16H57/023GK103836159SQ201310596916
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年11月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月22日
【發(fā)明者】蔡宏宇 申請人:寶鋼蘇冶重工有限公司