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人字齿形减速器窜轴原因分析

2016/3/14 13:52:00      点击:
    从减速器结构分析可知,主动轴(Ⅰ轴)与中间轴(Ⅱ轴)的轴向定位均由输出轴(Ⅲ轴)的人字齿轮所保证。也就是说三轴人字齿轮中性面决定了二轴人字齿轮中性面。而二轴被动齿轮中性面又决定了一轴(输入轴)人字齿轮中性面。也就是说一轴人字齿轮中性面是二轴、三轴中性面来决定的,它的误差是累积产生的。现分析如下:
    减速器主动轴窜轴一般在减速器运行早期便发生。因为在抽油机整个运行循环中,减速器负扭矩不可避免地出现,就造成了减速器同一齿的两个齿面交替承载。当两侧的齿轮副齿侧间隙不同时,齿轮就会在交换承载面的瞬间发生轴向窜动,以调整人字齿轮中心面的位置。由于啮合齿面之间轴向窜动为滑动摩擦,随着交换次数增多,其两侧齿侧间隙差会逐渐增大,轴向窜动量亦增大。同时,若齿形误差较大或齿面硬度降低,也会加速齿面磨损。当窜动量超过1mm,齿形改变会急剧增大,使齿轮副的啮合由滚动摩擦变成滑动摩擦。齿面会在短时间内急剧磨损。窜动量也随之迅速增大,伴随着噪声的增大,而迫使减速器停止运行。

    从上述分析可见一轴窜动:一是同一齿轮轴两侧齿面硬度差较大,造成同一齿的不同齿面磨损速度不一致;二是由齿形误差造成的同一齿的两齿面相对其本身的中心面不对称。导致同一轴上人字齿的两侧间隙不同;三是由于齿面硬度不足加速齿面磨损;四是二轴盘齿轮与轴装配过盈量不足,使其在正、负扭矩的作用下轴、孔装配性质改变而失稳;五是加工精度不足,众所周知国内目前减速器齿轮的加工多是按斜齿轮加工工艺执行。即同一旋向在同一工序完成,另一旋向的轮齿要在另一工序或另一台设备上完成。怎样才能保证同一轴上两旋向不同的两斜齿轮的正反转时齿侧间隙受控呢?齿形精度受控呢?现国内一般采用划线对刀的方法。为此就引出了划线精度和对刀精度两项课题。而齿形误差多是由刀具和设备及设备调整决定的,为此质量保证体系健全的企业使刀具刃磨、刀具检验处在受控状态。设备也是做到定期调整,即定工序定设备。六是减速器的转向和换向冲击对窜轴也有一定的影响。综上所述,减速器一轴人字齿轮的中性面是在承载运行中寻找的。而在运行中,由于减速器不可避免地出现负扭矩,故同一齿的两侧齿面,就变成了交替承载面。故中性面也在循环中不断寻找,也就产生了一轴的窜动。所以说一轴的窜动是必然的,但控制也是必须的。


控制措施

    a. 提高制造精度,提高划线、对刀及滚齿机刀架所搬角度的精度。严格控制齿轮齿廓精度;

    b.严格控制齿侧间隙,可在装配时选配,做到优化组合;

    c.严格控制同一轴上左右两侧轮齿的硬度差,使同一级传动中两侧齿轮副齿面磨损速度接近,一般不超过HB10;

    d.严格进行出厂前均匀加载试验和正、反转加载试验(后面向大家推荐一种加载试验装置)。确保接触迹线达到长度方向90?、高度方向75?以上;

    e.确保二轴上盘齿轮的孔与轴的最小过盈,能保证无论减速器输出轴旋向如何,在出现最大负扭矩时孔轴配合不致失稳。