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锥齿轮的调整

齿轮传动在农业工程机械及其它机械中有着广泛的应用。啮合印痕是检验齿轮啮合质量的一个重要综合指标，切齿、热处理、装配之后和加载时都必须进行啮合印痕试验。

目前，切齿及热处理方面对印痕变动规律的研究较多，而对装配后和加载时印痕变化情况则缺乏系统研究，这方面的资料较少，维修生产中，有的拖拉机说明调整示意图不正确，有些则没有资料，造成混乱，使齿轮传动啮合不正常。实践证明，齿轮啮合不正常是造成齿轮传动噪声、磨损加剧甚至断齿的重要原因。故有必要加深这方面的研究，为此笔者总结教学研究结果和生产实践经验，对啮合印痕变动规律加以分析研究，提出便于理解掌握的调整程序以供参考。

1齿轮传动调整要求

齿轮传动要达到运转时速度均匀，没有冲击和振动，且传动噪声小，装配则要精确地保持正常啮合。所谓正常啮合，对圆柱齿轮而言，即应保证啮合间隙和啮合印痕的要求；对圆锥齿轮则是保证两个锥齿轮节锥顶和节锥母线重合，即要求两锥齿轮轴心线必须垂直相交。由于制造误差、热处理变形和承载后齿轮与支撑系统的弹性变形等原因，这些要求很难实现。所以，在生产实践中，锥齿轮通常是通过啮合印痕、啮合间隙和齿背不齐差、轴承预紧度和噪声大小来检验判断齿轮的工作情况。啮合印痕、啮合间隙和齿背不齐差三者是相互关联的，通常若啮合印痕正确，齿隙和齿背不齐差也正确。旧齿轮由于齿面磨损，齿厚变薄，引起间隙增加，这是正常现象。因此，在调整啮合印痕时，不应该强行恢复配对时的啮合间隙，而应首先保证正常的啮合印痕，然后留出间隙。即遵循“啮合印痕为主，啮合间隙为辅”的原则。

对锥轴承施加适当的预紧力是提高支撑刚度的措施之一。实践表明锥齿轮两支撑刚度对齿轮寿命影响极大。大小锥齿轮在水平和垂直平面内的最大变形量应不超过±0.075mm。除在结构上采取一定措施外，通常在安装锥轴承时带有一定的预紧力。调整预紧力时应在大、小锥齿轮不受力的情况下进行。预紧力的大小，以相当于转动齿轮时有2.06～2.45N*M的阻力矩为宜。对从动锥齿轮的锥轴承，由于其支承结构不同，受热后轴承的紧度可能增加。故从动锥齿轮的锥轴承不宜有预紧度，甚至可留有适当间隙。即便预紧，其预紧程度也不宜超过支承主动锥齿轮轴承的预紧度。在进行啮合印痕调整时，应保证轴承的预紧力或间隙不发生变化。

啮合间隙是装配时产生的。其大小应根据齿轮的工作条件、精度等级来确定，通常以制造公差来保证。其主要作用是贮存润滑油，补偿制造和装配误差，补偿工作时热变形和弹性变形。新换齿轮在保证正常啮合的情况下，应有0.25～0.5mm的啮合间隙［1］。

啮合印痕是指齿轮副在轻微制动下，分布在齿面上的接触斑迹。啮合印痕的检查通常采用在主动齿轮齿面上涂一层薄红丹油的方法，转动齿轮副后，在被动齿轮的齿面上便会出现啮合印痕。正常的啮合印痕是指在齿宽方向印痕的长度不得小于齿宽的50%～60%，沿齿高方向的印痕宽度不得小于齿高的40%～50%，而且必须分布在节锥上［1］。齿轮安装位置、支承刚度和载荷对啮合印痕的位置都有影响。

2齿轮相对位置改变时啮合印痕的变动规律

影响圆柱齿轮啮合印痕、啮合间隙变化的因素，除齿轮加工误差外，使用后主要是因为壳体轴心线不平行或轴心线间距变化、齿轮轴弯曲、相配零件不同心、齿轮变形等。虽然影响因素比较复杂，但相对较直观，便于观察检测。

2.1改变安装距时锥齿轮啮合印痕的变动规律

锥齿轮的轴向位置直接影响啮合状况，为掌握啮合印痕的变化规律，现以直齿锥齿轮为例，讨论安装距不同时，啮合印痕的变化。沿轴线移动大齿轮或小齿轮，其轴向位移量A1和A2，可分解成两个分量：平行节锥母线的分量B1和B2，以及垂直于节锥母线的分量C1和C2(见图1)。这两个分量对齿隙和印痕的影响是不同的。

图1圆锥直齿啮合简图

2.1.1垂直分量对印痕的影响

正确啮合的圆锥齿轮(即处在标准位置)轮齿从大端到小端，理论上其节锥线上各啮合点都相当于一对等模数的圆柱齿轮的接触点。各点所对应的齿隙是相等的。因此，运转时两轮齿的接触区域是正确的。

由渐开线圆柱齿轮的啮合原理知，一对齿轮其齿隙和啮合角大小与中心距的大小有关。中心距增大其齿隙和啮合角也增大。在相同中心距的改变量下，分度圆直径越大的齿轮，其啮合角的改变量越小。

常见圆锥齿轮传动称为收缩顶隙圆锥齿轮传动。这种传动两齿轮齿顶圆锥、分度圆锥和齿根圆锥的锥顶部都重合于一点，轮齿由大端到小端逐渐缩小，整个轮齿各部位的齿廓曲率不同，小端齿廓曲率比大端齿廓曲率大。小端啮合角在相同位移量下比大端啮合角改变量大。

由渐开线圆柱齿轮啮合原理知，圆柱齿轮位移量、啮合角和齿隙间的关系是Sn=2Δsinα，式中，Sn齿隙，Δ：离开标准位置的位移量，α：啮合角。

对锥齿而言，从图2上