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1、齿轮啮合间隙测量方法探讨计|与铡试技拳)2ott年第38卷第6期齿轮啮合间隙测量方法探讨OntheMeasuringMethodofGearBacklash常国强高勇(陕西省特种设备质量安全监督检测中心,陕西西安710048)摘要:齿轮啮合间隙是机械设计和机械传动中的关键,本文结合工作实际对标准规定的齿侧啮合间隙进行分析,指出了实际工作中存在的不足和对测量结果的影响,同时提出了一种比较结合实际的齿轮啮合间隙的塞规测量方法.关键词:齿轮啮合;间隙;测量机电类特种设备离不开机械传动,齿轮传动是机械传动中不可缺少的一种传动形式,而齿轮的啮合间隙不仅影响到机械传动的平稳性,而且还影响到电气控制系统的稳
2、定性,间隙过大时就会造成控制系统产生抖动现象,也就是说齿轮啮合间隙不仅影响到设备的性能,而且还影响到设备的寿命.因而,齿轮的啮合间隙在机械设计中显得十分重要.关于齿轮啮合问隙的测量,GB1(I)95中给出了咬铅法和打表法两种方法,而标准规定的这两种方法,咬铅法是日常使用中比较多的一种检验方法.笔者根据工作实际,对几种齿侧间隙的测量方法进行分析.1咬铅法测量分析咬铅法也称压铅丝法:是在齿宽-的齿面上,平行放置24条铅丝,铅丝直径不宜超过最小间隙的4倍,转动齿轮挤压铅丝,铅丝被挤压后最薄处的厚度尺寸即为齿侧隙值.从理论上讲,采用这种方法测量出的齿侧间隙是无可非议的,所测量的结果也是准确反映产品的实
3、际状态,但在操作过程中,由于存在以下两个问题,而使测量结果出现了很大的误差,以致严重影响到测量结果的准确性.1.1铅丝的直径和硬度对测量结果的影响用铅丝测量齿侧间隙时,特别是在测量小间隙时,由于使用的测量铅丝直径达齿侧间隙的几倍,有时甚至几十倍,加上铅丝也要一定的硬度,因此,铅丝在进行滚压时,使齿轮副产生一定的阻力.即使齿轮副采用的都是金属件,其本身也有一定的弹性,虽然其刚度很大,但是,在滚压铅丝的阻力下,会产生一定的弹性变形.即就是齿轮副的中心距变大.在其他因素不变的情况下,由于齿轮副中心距增大,就造成齿侧间隙的增大.因此,滚压后的铅丝就不是齿侧间隙的真实反映.测量的结果往往大于实际的齿侧间
4、隙,正常情况下测量出的结果是实际结果的1倍左右.1.2测量铅丝时对测量结果的影响在测量铅丝的厚度时一般都是采用百分尺或千分尺,无论采用那种尺,其测量断面的厚度都在2mm左右,而且也是平行的,而滚压后的铅丝的剖面是不规则的,即在铅丝上所表示的齿侧间隙的部位是两侧不平行的,一般中间呈凹形,两边呈凸形.因此,一段完整的铅丝往往被滚压成许多段,这样,百分尺或千分尺的测量端根本卡不到铅丝的最薄处,也就是测量不到齿侧间隙的真实结果,这一点是无容置疑的,单片铅丝的测量尚且如此,双片铅丝在叠加后的误差就更大.在实际的测量中,由于齿侧间隙本身很小,以上问题肉眼不易观察.1.3咬铅法测量的特点在用咬铅法测量齿侧间
5、隙时,不是直接得出结果,而是要通过间接测量铅丝的厚度得出.这种方法实施比较简单,对齿侧间隙本身比较大的齿轮副来讲,可以使铅丝在完整的情况下压制成形,尤其是在操作空间受到限制的条件下测量齿侧问隙,就更显出其方便性.这就是该测量方法一直沿用至今的原因所在.2打表法测量分析用打表法测量齿轮啮合间隙时,将一个齿轮固定,在另一个齿轮上装上夹紧杆,测量装有夹紧杆的齿轮的摆动角度,在千分表或百分表上得到读数差,齿侧间隙为:j式中:R一装夹齿轮的分度圆半径(nTrl1);己一百分表触头至齿轮轴线的距离(mm).也可以将表有直接顶在非固定齿轮的齿面上,迅速使轮齿从一侧啮合转向另一侧啮合,表上的读数差值即为侧隙值
6、(如图1所示).打表法测量的特点:用打表法进行齿侧间隙的测量时,可以直接读出数据进行计算后得出,这种测量方法的精度高,能准确地反映齿侧间隙的真实情况.但,必须有常国强等:齿轮啮合间隙溅量方法探讨一定的空间保证百分表的架设,否则将无法用此方法进行测量.这种测量方法一般使用的比较少.1一夹紧杆2-百分表图1用百分表检查侧隙3塞规法测量分析塞规法是用塞规测量齿侧间隙的一种方法.就是在一对相互啮合的齿轮中,转动其中任一齿轮,使其齿轮与另一贴紧(即工作面),用塞规测量轮齿零一侧的最小间隙(非工作面),也就是齿侧间隙.这种方法的特点就是可以直接得到测量结果.塞规法测量的特点:这种方法使用的塞规是一种普通的
7、测量工具,操作简单.测量精度高,从这种方法的实施过程看出,所测量的结果可以反映齿侧间隙的实际情况.但是,在实际的测量中,由于不能一次测量一个间隙的结果,需要试探多次才行,还需要使塞规在间隙内的松紧程度适当;另外,在一对齿轮从开始接触到相互离开的整个啮合期间,非工作面之间的间隙由于受到加工和安装的影响,并不一致,这就需要在这个啮合的范围内,连续测量,找出其中最小的间隙作为测量结果.因此,这种方法在实际的操作过程中,一方面,受到结构的限制;另一方面,耗时比较长.4咬铅法与塞规法测量结果比较笔者就多次用咬铅法和塞规法对齿轮啮合的间隙进行测量对比,其中对一组齿轮4个点的啮合问隙的测量结果如表1:表1咬
8、铅法与塞规法测量结果比较表从表1结果看出,咬铅法测量的结果远远大于塞规法测量的结果,若将齿轮的啮合间隙按照咬铅法的测量结果对产品进行调整后,产品出现严重的啃齿现象.由此断定咬铅法测量结果与实际相差很大,不适用于齿轮间隙的准确测量.5结束语齿侧间隙的测量是机电类特种设备检验中常用的一种方法,而其方法的科学性反映了测量数据的真实性和可信性.从以上分析可以看出,在实际的工作中使用塞规法测量齿侧间隙较为方便,合理,使用的仪器也简单.用咬铅法测量时的误差最大,不能反应齿侧间隙的真实情况,因此,建议在实际工作中不宜采用.参考文献f1GB100952001渐开线圆柱齿轮精度.国家标准化委员会.2001.作者
9、简介:常国强,男,高工.工作单位:陕西省特种设备质量安全监督雄测中心.通讯地址:710048西安市成宁西路3O号.高勇,陕西省特种设备质量安全监督检测中心(西安710048).收稿时间:20110l一11(上接第37页)N7=1量lo,I=2999.1AA类标准不确定度:u:=1.479AA类标准不确定度(百分数表示):u=0.05%相对合成标准不确定度:uc=;+u;+M;+ui+u;=2.31%扩展不确定度:取k=2,则:U=2UC=4.6%3结束语工程中大电流测量,一直以来是个难点,根据测量需求,合理选择测量仪器,解决了大电流测量问题,通过实验验证了测量方法的可行性和可操作性,对工程测试人员测量大电流具有重要指导意义.参考文献1GB/T17626.51999电磁兼容试验和测量技术浪涌(冲击)抗扰度试验S.国家质量技术监督局发布.2无线电电子学计量.国防科工委科技与质量司组织编写.3电磁学计量.国防科工委科技与质量司组织编写.4电工学技术.高等教育出版社.作者简介:刘红煜,男,工程师.工作单位:中国电子科技集团公司第二十研究所校准/检测实验室.通讯地址:710068西安市92信箱39分箱计量仪器中心.收稿时间:20100914瓢,
