对齿轮齿条传动补偿磨损和修复间隙

对齿轮齿条传动 补偿磨损和修复间隙
在修理车床、铣床、刨床等设备时，常碰到齿轮齿条因磨损，或因导轨面的修理显现间隙等情形，磨损和间隙都要阻碍设备的精度，这就需要进行修复和排除间隙。

将小齿轮进行正变位以补偿（如车床、铣床等）或将大齿轮进行负变位以修复间隙（如龙门刨等）是修理工作中常常采纳的方式之一。

一. 当导轨面不修理，仅补偿 二. 齿轮与齿条的啮合间隙
在设备维修中，常有齿轮齿条因磨损而显现啮合间隙，但整个设备还不需要安排大修或中修。

也即只需要解决齿轮和齿条的间隙问题。

碰到这种情形时，需依照设备的齿轮和齿条的结构情形来。

即：
1、关于车床和铣床等设备
应先制作改换件，然后利用少量时刻来改换，以避免过量地阻碍生产。

采纳此法时，须先求出小齿轮的各项参数，才能预先制作。

其方式是：
1）测出磨损间隙。

在齿条上塞上铅片或铝片，摇动手轮，使齿轮紧压铅片或铝片与齿条，掏出并测量被压处的厚度。

此厚度即为齿轮与齿条啮合间隙所超出的数值。

修理的目的确实是排除这一间隙。

设其为B 。

2）求小齿轮的变位系数。

小齿轮变位系数由以下公式计算：
直齿圆柱齿轮
1sin 22α⋅+-'=
m B
L L x
斜齿圆柱齿轮
1sin 22α⋅+-'=
m B L L x n
n
式中：)(n
L L ''为原设计的公法线长度，可由小齿轮的原设计资料中查出，或通过计算得出。

L 为齿轮磨损后的实际公法线长度，能够测出。

3）确信小齿轮的其他参数。

小齿轮的变位系数确信以后，齿顶圆直径、公法线长度都可算出，但应注意的是：小齿轮的变位系数过大时，需校核齿顶宽。

关于直齿圆柱齿轮
齿顶园直径 ()100112x c f m d D f e -+-=
跨测齿数 0101tan 25.0180απ
α⋅-+⋅=
x
Z n 公法线长 ()[]0101101tan 25.0cos ααπαx Inv Z n m L +⋅+-=
齿顶宽
⎪⎪⎭
⎫
⎝⎛-+⋅+=e e e Inv Inv Z x D S αααπ0101112tan 4 关于斜齿圆柱齿轮
齿顶园直径 ()100112x c f m d D n f e -++=
跨测齿数 01
3
01tan 25.0cos 180απ
β
α⋅-
+⋅⋅=
x Z n
公法线长 ()⎥⎦
⎤⎢⎣⎡+⋅+-=0130110tan 2cos 5.0cos αβα
παx Inv Z n m L n
齿顶宽
⎪⎪⎭
⎫
⎝⎛-+⋅+=se s n n e e Inv Inv Z x D S αααπ0101112tan 4 式中：()e e D m Z 01cos cos αα⋅⋅=-
()e s s es D m Z 01cos cos αα⋅⋅=- 2、关于龙门刨等设备 有些龙门刨（专门是轻型龙门刨）得主传动是由齿轮和齿条组成。

由于磨损显现尺侧间隙，阻碍传动精度。

排除其间隙的方式有二：
1）移动齿条
移动齿条确实是将齿条加垫铜皮，使齿条与齿轮的啮合中心距减小。

其具体方式是：
a 、测出磨损间隙。

b 、计算移动量
sin 22αB L L m x +-'=⋅
(直齿轮与齿条) n
n n
n n B L L m x 0sin 22α+-'=
⋅ (斜齿轮与齿条)
c 、修理方式
将齿条取下，在反面加铜片（或钢片）的厚度等于m x ⋅，然后从头装好齿条。

如此做等于将齿条进行了正变位，补偿了因磨损而显现的差值。

2）修复大齿轮
这种修复方式，较之移动齿条的修复要复杂得多。

因之，只有在大齿轮的齿廓曲线有磨损，而且不能等待到该设备估量的大修或中修时的情形下，才采取这种修复大齿轮的方式。

其具体方式是：
a 、确信大齿轮的变位系数
大齿轮齿廓曲线的修复，应采纳负变位来进行修复。

其计算方式是用齿厚卡尺测量齿厚为（+）出的高度H ，那么恢复齿廓渐开线表面所需的变位系数2x 为：
m H
x 22
=' （直齿圆柱齿轮） n
n
m H x 22='
（斜齿圆柱齿轮）
齿顶圆直径应车去的量：
m x D e ⋅=222
（直齿圆柱齿轮） n e m x D ⋅=222
（斜齿圆柱齿轮） b 、移动齿条
由于有的磨损间隙（设用上述加铝片或铅片的方式计算出补偿该
磨损间隙的变位系数为1
x '或1n x '）和修复大齿轮采纳的负变位系数，使得修复后的啮合中心距应减少()m x x A ⋅+=∆21。

也确实是说，要在齿条的反面加铜片或钢片的厚度等于A ∆。

若是齿条是重做，那么齿条原轮齿参数维持原设计数据时，齿条的厚度要加上A ∆。

三. 当导轨面进行修理， 四. 对齿条与齿轮啮合间隙的补偿
当导轨面进行修理时，不管是采纳刨、铣、磨或刮研，原啮合中心距都要发生转变，同时齿轮与齿条的制作或修复，其参数也必然要发生转变。

在这些情形下的修复和计算方式如下：
1）关于车床和铣床等设备
以车床为例：车床溜板箱的齿轮和穿过床身上的齿条传动，由于每次大、中修理时，都须对床身及溜板箱的导轨面进行刮研，或刨、铣、磨削。

这就必然会使溜板箱中的走刀齿轮与床身上的齿条的啮合中心距要发生转变，以至阻碍齿轮与齿条的传动性能，及光杠丝杠的
三点同心度。

解决那个问题的方式有多种。

向下移动走刀箱及支架，并将小齿轮作正变位，这也是普遍采纳的方式之一。

这时，对小齿轮变位系数的求法有两种：一种是将小齿轮装上，照上面用铅片或铝片塞入齿条的方式，求出小齿轮的变位系数。

但这种方式对中心距转变比较小时，比较适用。

假设中心距转变较大，最好采纳另一种方式。

这种方式的计算步骤是：
a 、计算前的数据测量
如图,1h 可直接用划线法测出（也可将齿轮轴插入d 空，量出1
h '，然后加上2d ，
d 为轴的直径）。

2h 是先测出2
h '后，减去m f ⋅0。

由图中所示关系，那么得：
h h A -=
b 、计算小齿轮变位系数。

依照A 值及齿数1Z ，用下式计算：
2
1
Z m A x -=
在求得小齿轮的变位系数以后，修理方式有两种。

一是当小齿轮磨损不大，而且齿廓曲线磨损均匀，能够不改换的情形，就只需采纳移动齿条的方式进行补偿间隙，以保证正常的啮合中心距。

另一种方式是小齿轮磨损严峻或磨损虽小，但等不到下次修理时就会丧失精度，从头制作小齿轮，以改换原先齿轮的修理方式。

移动齿条的方式与制造新的小齿轮的各项参数的求法，和上面所介绍的相同。

2）关于龙门刨床等设备
和车床一样，当导轨面进行修理后，齿轮与齿条的中心距也要发生转变，但啮合中心距不是增大而是减小，解决的方法是：
a 、当大齿轮和齿条磨损均匀，齿轮齿廓曲线维持正常，不需修复是：
当大齿轮和齿条磨损均匀，齿轮齿廓曲线维持正常；或尽管有磨损，但在下次大修前仍能保证正常利用的情形下，只需将齿条厚度减少m x A ⋅=∆0。

其中0x 的求法是：将大齿轮的轴装上，量出从齿轮轴表面到齿条基准面的距离1h '，那么：
()()m f h h A d ⋅-'-+'=022
1
式中：1h '为从齿轮轴上表面到齿条基准面的距离。

d 为齿轮轴测量处的直径。

2
h '为齿条厚度。

0f 和m 别离为齿条的齿顶高系数及模数。

由此可得0x 的计算公式：
2
2
0Z m A x -=
式中：2Z 为大齿轮齿数。

求得m x A ⋅=∆0后，将齿条厚度减少A ∆，确实是将齿条的基准面加工掉A ∆值。

b 、当大齿轮有磨损，需修复或改换时。

若是大齿轮齿面的渐开线磨损不均匀，或尽管磨损较小，但不能保证用到下次修理的时候。

这时为了确保传动精度，就应付大齿轮进行修复或改换。

当进行修复时的计算：
原设计的分度圆弦齿厚的计算：
⎪⎭⎫ ⎝⎛+⋅⋅⋅=Z x Z
Z m s x 2tan 2sin 0
πα
（直齿圆柱齿轮） ⎪⎭
⎫ ⎝⎛+⋅⋅⋅=Z x Z Z m s n
l n xn 2tan 2sin 0πα
（斜齿圆柱齿轮）
计算磨损量Δ
2x
x s s '-=
∆ （直齿圆柱齿轮） 2xn
xn n s s '-=∆
（斜齿圆柱齿轮） 计算能保证修复齿面渐开线的最小系数
min sin 2α⋅∆
=
m x
（直齿圆柱齿轮）
n
n n m x 0min sin 2α⋅∆
=
（斜齿圆柱齿轮）
式中：x 为原设计的变位系数
()xn x s s ''为需修复齿轮的实测的分度圆
弦齿厚。

在求得变位系数后，就按前面介绍的方式，确信原大齿轮齿顶圆的车去的量及其他参数。

这时，关于齿条的修复，有三种情形： 2x x =时，齿条可不作任何修复；
2x x >时，齿条厚度减少()20x x m -⋅值； 20x x <时，齿条厚度增加()20x x m -⋅值。