大过盈量联接的装配和拆卸.pdf

1、 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http:/文 章 编 号 :100320794 (2001) 1020041203大 过 盈 量 联 接 的 装 配 和 拆 卸姜 志 明 1 , 王 玉 梅 2(11 淮 南 煤 矿 机 械 厂 , 安 徽 淮 南 232058 ; 21 兖 矿 集 团 公 司 , 山 东 邹 城 273500)摘 要 : 结 合 实 践 经 验 ,介 绍 了 大 过 盈 量 联 接 的 装 配 和 拆 卸 方 法 及 注 意 的 问 题

2、。关 键 词 : 过 盈 联 接 ; 装 配 ; 拆 卸中 图 号 : TH161+ 17 文 献 标 识 码 : B1 概 述作 为 以 传 递 载 荷 为 主 的 过 盈 联 接 与 键 、 销 等 联接 相 比 具 有 结 构 简 单 ,加 工 方 便 ,对 中 性 好 ,联 接 零件 无 键 槽 削 弱 ,联 接 强 度 高 ,传 动 时 不 受 正 、 反 转 的影 响 ,在 冲 击 、 振 动 载 荷 下 也 能 较 可 靠 地 工 作 等 优点 。过 盈 联 接 按 配 合 表 面 形 状 可 分 为 圆 柱 面 和 圆 锥面 过 盈 联 接 。 我 厂 大 过 盈 量 的 联

3、接 首 先 在 引 进 国 外技 术 制 造 的 产 品 上 使 用 ,如 减 速 器 中 齿 轮 与 轴 的 联接 ,成 熟 后 又 应 用 于 大 型 联 轴 器 与 轴 的 联 接 等 。 本 文主 要 介 绍 我 厂 在 圆 柱 面 大 过 盈 量 联 接 装 配 和 拆 卸 方面 的 体 会 。2 大 过 盈 量 联 接 的 装 配当 过 盈 量 及 配 合 尺 寸 较 大 时 ,常 用 温 差 法 装 配 ,即 加 热 包 容 件 (热 胀 法 ) 或 冷 却 被 包 容 件 (冷 缩 法 )或 同 时 冷 却 被 包 容 件 和 加 热 包 容 件 。211 装 配 温 度 的

4、选 择包 容 件 的 加 热 温 度 tr 和 被 包 容 件 的 冷 却 温 度 tl的 计 算 公 式 如 下tr = ts + eat/ ( aa df) (1)tl = ts + eit/ ( ai df) (2)eat + eit = max + (3)式 中 eat 包 容 件 内 径 的 热 胀 量 ,mm ;eit 被 包 容 件 外 径 的 冷 缩 量 ,mm ;aa、 ai 包 容 件 与 被 包 容 件 材 料 的 线 膨 胀 系 数(见 表 1) , 10- 6/ ;df 结 合 面 的 基 本 直 径 ,mm ;ts 室 温 , ; max 配 合 公 差 确 定 的

5、 极 限 过 盈 量 ,mm ; 热 装 或 冷 装 的 最 小 间 隙 (见 表 2) ,mm。(2) 将 十 字 轴 的 对 称 两 轴 颈 分 别 装 入 固 定 轴 叉子 (一 般 为 焊 接 叉 头 ) 的 两 轴 承 孔 内 。(3) 将 另 一 轴 叉 子 (一 般 为 法 兰 叉 头 ) 的 两 轴 承孔 装 入 十 字 轴 另 一 对 称 的 两 轴 颈 ,此 时 ,十 字 轴 位 于两 轴 叉 子 中 部 ,但 轴 颈 中 心 线 不 与 两 轴 叉 孔 同 心 (处于 自 由 状 态 ) 。(4) 装 入 调 整 垫 圈 。(5) 将 辅 助 工 装 套 入 待 装 配

6、位 置 (工 装 各 零 件就 位 ) 。(6) 用 合 适 的 尼 龙 绳 系 住 十 字 轴 水 平 位 的 两 轴颈 根 部 ,然 后 通 过 外 框 架 (上 架 ) 的 内 孔 上 提 十 字 轴于 合 适 位 置 处 。(7) 调 整 三 处 压 头 ,并 使 十 字 轴 分 别 位 于 两 轴叉 子 中 部 ,按 设 计 要 求 ,此 时 的 十 字 轴 中 心 线 应 分 别与 两 轴 叉 孔 中 心 线 重 合 。(8) 取 出 尼 龙 绳 。(9) 将 上 轴 承 杯 及 其 内 的 圆 柱 滚 子 和 骨 架 油 封等 附 件 一 同 装 入 轴 叉 孔 及 其 十 字

7、轴 的 一 轴 颈 处 ,随后 将 孔 用 弹 性 挡 圈 置 于 轴 叉 孔 的 定 位 槽 以 使 轴 承 杯轴 向 定 位 。(10) 顺 时 针 旋 转 联 轴 器 90 并 将 其 固 定 ,松 开辅 板 处 压 头 ,取 下 该 处 辅 板 、 压 块 和 弧 形 定 位 导 套 。(11) 按 (9) 的 方 法 进 行 第 2 个 轴 承 杯 及 其 附 件与 轴 叉 孔 及 其 十 字 轴 轴 颈 的 装 配 。(12) 松 开 其 余 2 个 压 头 ,取 出 辅 助 工 装 。(13) 按 (9) 的 方 法 进 行 第 3、 第 4 个 轴 承 杯 及 其附 件 与 轴

8、 叉 孔 及 其 十 字 轴 轴 颈 的 装 配 (此 时 需 将 轴叉 子 在 垂 直 方 向 垫 支 ) 。5 结 语我 厂 设 计 的 辅 助 工 装 ,彻 底 解 决 了 SWC 型 整 体叉 头 十 字 轴 式 万 向 联 轴 器 装 配 难 的 问 题 。 这 对 提 高我 厂 的 生 产 效 率 ,保 证 产 品 的 装 配 精 度 以 及 质 量 ,起到 了 很 好 的 作 用 。作 者 简 介 : 刘 体 龙 ,1959 年 生 ,主 要 从 事 机 械 电 子 工 程 专 业 的 实验 教 学 工 作 ,发 表 论 文 10 多 篇 。收 稿 日 期 :2001205216

9、Assembly of SWC type unitary socket universal-joint cross coupingLIU Ti-long1 ,JI Yin- shan2 ,YANG Fu- gui1 , ZHAO Bao- ping1(Hebei Institute of Architectural Science and Technology ,Handan 056038 ,China ;21Huangsha Coal Mine of Fengfeng Coal Mine Bureau , Handan 056200 ,China)Abstract :On the basis

10、 of constructure character of universal-joint cross couping ,This paper analyses assemblymethod of universal-joint and axial socket hole ,designs a kind of assist technological equipment to improve assemblymethod and raise assembly precision.Key words :universal-joint ;axial socket hole ;assembly me

11、thod ;assembly precision14 2001 年 第 10 期 煤 矿 机 械 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http:/表 1 材 料 的 线 膨 胀 系 数 aa、 aiTab. 1 Linear expansion coefficient aa、 ai of material材 料 碳 钢 、 合 金 钢 铸 铁 青 铜 黄 铜 铝 合 金 镁 合 金aa 10- 6/ 11 10 17 18 21 2515ai 10- 6/ - 81

12、5 - 8 - 15 - 16 - 21 - 25为 简 化 工 艺 ,一 般 尽 量 采 用 单 一 的 热 胀 法 或 冷缩 法 ,但 过 盈 量 很 大 时 往 往 需 同 时 采 用 。 图 1 为 我 厂一 减 速 器 中 采 用 过 盈 联 接 的 齿 轮 和 轴 齿 轮 的 简 图 ,其 配 合 为 10 18 18 30 30 50 50 80 80 120最 小 间 隙 01010 01018 01030 01055 01059 01069结 合 直 径 df 120 180 180 250 250 315 315 400 400 500 -最 小 间 隙 01079 010

13、90 01101 01111 01123 -图 1 过 盈 联 接 的 齿 轮 和 轴 齿 轮Fig. 1 Gear and gear-axle of large shrink range conjunction11 轴 齿 轮 21 齿 轮212 装 配 时 注 意 的 问 题热 胀 法 装 配 被 广 泛 采 用 。 冷 缩 法 装 配 由 于 受 设备 等 条 件 的 限 制 ,应 用 相 对 较 少 。 冷 缩 法 装 配 获 得 低温 的 方 法 主 要 有 电 低 温 箱 ( - 80 以 下 ) 、 干 冰 酒 精混 合 液 体 ( - 75 ) 、 液 态 氮 ( - 183

14、) 、 液 氮 ( -19518 ) 。 由 于 我 厂 制 氧 设 备 附 有 收 集 液 氮 的 装置 ,且 液 氮 性 质 比 较 稳 定 ,储 存 、 运 输 、 使 用 又 方 便 ,因 此 我 厂 采 用 液 氮 作 为 冷 缩 装 配 的 冷 缩 剂 。 冷 缩 装配 操 作 时 应 注 意 的 问 题 如 下 :(1) 冷 却 时 材 料 的 线 膨 胀 系 数 随 温 度 下 降 而 迅速 减 小 ,表 1所 给 aa、 ai 值 为 从 室 温 冷 却 至 低 温 液 氮温 度 时 的 平 均 线 膨 胀 系 数 值 ,用 此 值 计 算 材 料 的 冷缩 量 虽 不 很

15、准 确 ,但 可 满 足 操 作 的 需 要 。(2) 工 件 浸 入 液 氮 初 期 有 强 烈 的 沸 腾 蒸 发 现象 ,而 后 渐 渐 减 弱 直 至 消 失 ,此 时 说 明 工 件 已 冷 却 至与 液 氮 接 近 的 温 度 。(3) 工 件 取 出 后 应 立 即 装 入 包 容 件 的 孔 中 ,要动 作 迅 速 ,工 件 夹 持 可 靠 ,注 意 同 心 ,否 则 温 度 迅 速回 升 ,并 在 工 件 表 面 产 生 厚 霜 而 影 响 装 配 。(4) 液 氮 温 度 极 低 ,操 作 时 注 意 佩 戴 防 护 用 品 ,以 免 冻 伤 。3 大 过 盈 量 联 接

16、的 拆 卸(1) 工 作 原 理对 于 大 过 盈 量 联 接 一 般 需 用 液 压 法 拆 卸 。 如 图1 所 示 的 联 接 ,拆 卸 时 先 用 高 压 油 泵 将 油 由 轴 齿 轮(被 包 容 件 ) 上 的 油 孔 经 油 沟 压 入 结 合 面 间 ,使 齿 轮(包 容 件 ) 内 径 胀 大 ,轴 齿 轮 外 径 缩 小 后 ,施 加 一 定的 轴 向 力 ,将 齿 轮 与 轴 齿 轮 分 离 。液 压 拆 卸 的 主 要 设 备 为 高 压 油 泵 ,一 般 为 手 动 ,油 压 应 达 250 MPa 以 上 ,所 需 的 轴 向 推 力 不 大 ,一 般用 一 个 短

17、 行 程 (圆 柱 面 过 盈 联 接 需 超 过 结 合 长 度 )的 油 缸 来 实 现 ,较 为 灵 活 方 便 。(2) 油 沟 、 油 孔 的 设 计 和 加 工油 沟 通 常 为 环 状 并 与 油 孔 相 通 ,油 沟 的 棱 边 必须 倒 圆 ,以 利 于 高 压 油 的 排 出 和 避 免 擦 伤 内 孔 表 面 。油 沟 距 拆 出 端 的 距 离 (见 图 1) ,我 厂 一 般 按 圆 柱 面过 盈 联 接 , l = (0. 33 0. 5) B ;圆 锥 面 过 盈 联 接 , l= 015B 确 定 ,配 合 长 度 不 太 长 时 ,开 一 道 油 沟 即 可

18、。油 孔 端 部 的 螺 纹 应 与 所 采 用 的 高 压 油 泵 的 接 头 相 匹配 。图 2 为 我 厂 使 用 的 手 动 高 压 油 泵 与 工 件 连 接 方式 的 示 意 图 ,压 紧 螺 母 将 油 管 前 端 的 球 头 压 紧 在 工件 上 ,在 A 处 形 成 密 封 面 。 最 初 按 一 般 方 法 加 工 后 ,当 压 力 达 到 100 MPa 以 上 时 就 开 始 渗 漏 ,不 能 满 足要 求 。 后 在 对 密 封 结 构 进 行 分 析 的 基 础 上 ,经 多 次 试验 ,用 普 通 钻 头 加 工 即 可 满 足 要 求 ,方 法 如 下 :钻 8

19、孔 后 ,接 着 换 钻 头 (该 钻 头 前 端 的 2 个 主 刀 刃 应 对称 ,最 好 在 钻 头 磨 床 上 刃 磨 ) ,钻 G1/ 4 螺 纹 底 孔 ,钻到 深 度 尺 寸 后 停 止 轴 向 进 给 并 略 停 留 一 会 ,以 保 证孔 口 A 处 圆 整 光 滑 无 棱 痕 ,使 之 与 油 管 前 端 的 球 头接 触 时 ,形 成 完 整 的 圆 形 线 接 触 。 钻 好 螺 纹 底 孔 后 ,随 即 换 丝 锥 攻 G1/ 4 螺 孔 ,保 证 其 与 上 述 孔 的 同 轴度 ,使 压 紧 螺 母 在 B 处 压 紧 时 能 沿 圆 周 均 匀 施 力 压紧 球

20、 头 。 油 孔 若 在 摇 臂 钻 床 上 加 工 ,摇 臂 应 锁 紧 。 上述 方 法 简 单 实 用 , 加 工 的 油 孔 试 验 压 力 可 达 250MPa 以 上 ,可 满 足 拆 卸 要 求 。图 2 油 泵 与 工 件 连 接 方 式 示 意 图Fig. 2 Diagram of oil pump and part conected way11 工 件 21 油 管 31 压 紧 螺 母4 拆 卸 油 压 的 计 算拆 卸 前 应 根 据 极 限 过 盈 量 计 算 所 需 的 油 压24 煤 矿 机 械 2001 年 第 10 期 1994-2010 China Acad

21、emic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http:/文 章 编 号 :100320794 (2001) 1020043203齿 轮 滚 刀 齿 形 检 测 方 法 分 析任 凤 国 1 , 杨 春 生 2(11 北 京 工 业 职 业 技 术 学 院 , 北 京 100042 ; 21 平 庄 煤 业 有 限 责 任 公 司 古 山 矿 , 内 蒙 古 平 庄 024086)摘 要 : 在 分 析 了 设 计 理 论 误 差 的 基 础 上 ,对 如 何 方 便 、 快 捷 的 检 测 各 种 齿 轮 滚 刀

22、 的 齿 形 误 差原 理 进 行 了 分 析 和 探 讨 。关 键 词 : 滚 刀 ; 齿 形 ; 检 测中 图 号 : TG61+ 2 文 献 标 识 码 : A1 齿 轮 滚 刀 设 计 理 论 上 的 误 差齿 轮 滚 刀 是 按 展 成 法 加 工 齿 轮 的 刀 具 ,滚 齿 啮合 过 程 ,实 质 上 是 交 错 轴 螺 旋 齿 轮 啮 合 。 根 据 螺 旋 齿轮 啮 合 的 性 质 ,啮 合 的 一 对 齿 轮 ,端 面 均 为 渐 开 线 齿形 。 因 而 齿 轮 滚 刀 基 本 蜗 杆 应 该 是 渐 开 线 蜗 杆 。齿 轮 滚 刀 理 论 上 正 确 的 基 本 蜗

23、杆 是 渐 开 线 蜗杆 ,但 渐 开 线 齿 轮 滚 刀 无 论 做 成 直 槽 还 是 螺 旋 槽 ,其轴 向 齿 形 和 法 向 齿 形 均 不 是 直 线 ,这 使 制 造 和 检 查齿 轮 滚 刀 齿 形 十 分 困 难 。 齿 轮 滚 刀 的 齿 形 设 计 方 法与 检 验 条 件 又 是 密 切 相 关 ,在 某 种 意 义 上 说 ,齿 轮 滚刀 的 齿 形 误 差 ,就 是 其 测 量 方 法 的 误 差 ,因 此 生 产 中采 用 的 有 阿 基 米 德 蜗 杆 和 法 向 直 廓 基 本 蜗 杆 。 由 于法 向 直 廓 齿 轮 滚 刀 侧 后 刀 面 形 状 复 杂

24、,难 以 保 证 制造 精 度 ,造 形 误 差 亦 较 阿 基 米 德 齿 轮 滚 刀 稍 大 ,目 前生 产 中 用 得 较 少 ,而 阿 基 米 德 齿 轮 滚 刀 齿 形 简 单 ,检查 齿 形 容 易 ,轴 截 面 内 为 直 线 齿 形 ,能 采 用 径 向 铲 齿法 ,因 而 生 产 中 主 要 采 用 阿 基 米 德 齿 轮 滚 刀 。 在 这 里着 重 分 析 阿 基 米 德 齿 轮 滚 刀 的 齿 形 误 差 。2 造 形 误 差 分 析造 形 误 差 是 在 齿 轮 滚 刀 的 渐 开 线 基 本 蜗 杆 基 圆柱 的 切 平 面 中 度 量 的 。 在 此 平 面 中

25、,理 论 渐 开 线 基 本蜗 杆 的 截 形 是 直 线 (见 图 1 所 示 的 直 线 ) ,而 阿 基米 德 基 本 蜗 杆 的 截 形 是 曲 线 (见 图 1 所 示 的 曲 线 ) 。 渐 开 线 滚 刀 与 被 切 齿 轮 的 啮 合 传 动 ,啮 合 线 始终 在 渐 开 线 蜗 杆 基 圆 柱 的 切 平 面 中 。 在 此 切 平 面 中 ,滚 刀 齿 形 在 垂 直 于 齿 形 方 向 的 误 差 f 将 直 接 传 递给 被 切 齿 轮 。齿 轮 滚 刀 在 设 计 原 理 理 论 中 就 存 在 误 差 , 因 此在 铲 制 齿 轮 滚 刀 以 及 重 磨 滚 刀

26、的 过 程 中 ,更 应 严 格控 制 滚 刀 的 切 削 刃 上 的 任 意 点 接 近 于 该 点 所 在 平 面的 阿 基 米 德 螺 旋 面 ,以 免 使 该 刀 产 生 更 大 的 随 机 误差 ,严 重 影 响 所 加 工 齿 轮 的 精 度 。pfmax = max df ( Ca/ Ea + Ci/ Ei)(4)其 中 Ca = (1 + q2a) / (1 - q2a) + vaCi = (1 + q2i ) / (1 - q2i ) - vi式 中 qa 包 容 件 的 直 径 比 , qa = df/ da ;qi 被 包 容 件 的 直 径 比 , qi = di/ d

27、f ;da 包 容 件 的 外 径 ,mm ;di 被 包 容 件 的 孔 径 ,mm ,对 于 实 心 轴di = 0 ;va、 vi 包 容 件 、 被 包 容 件 材 料 的 泊 松 比 ;Ea、 Ei 包 容 件 、 被 包 容 件 材 料 的 弹 性 模 量 ,MPa。本 例 中 , Ea = Ei = 206 GPa , Ca = 1. 727 , Ci =017 , df = 122 mm代 入 式 (4) 得 pfmax 183 MPa。 因 该值 是 根 据 所 选 配 合 的 极 限 最 大 过 盈 量 计 算 所 得 ,拆 卸时 的 油 压 略 高 于 此 值 即 可 。

28、 本 例 取 pfmax = 200 MPa。拆 卸 时 的 油 压 pfmax 应 小 于 包 容 件 和 被 包 容 件不 产 生 塑 性 变 形 所 允 许 的 最 大 结 合 压 强 ,即 pfmax pfamax 和 pfmax pfimax ,计 算 公 式 为 :塑 性 材 料 pfamax = a sa , pfimax = c si脆 性 材 料 pfamax = a ba/ (2 3) ,pfimax = c bi/ (2 3)其 中 a = (1 - q2a) / 3 + q4ac = (1 - q2i ) / 2 ,对 于 实 心 轴 qi = 0时 , c = 015

29、式 中 sa、 si 包 容 件 、 被 包 容 件 材 料 的 屈 服 强度 ,MPa ; ba、 bi 包 容 件 、 被 包 容 件 材 料 的 抗 拉 强度 ,MPa ;5 结 语圆 柱 面 过 盈 联 接 加 工 方 便 ,拆 装 设 备 并 不 复 杂 ,拆 装 的 方 法 也 不 难 掌 握 ,对 于 不 需 多 次 拆 装 的 场 合 ,圆 柱 面 过 盈 联 接 仍 不 失 为 一 种 简 单 可 靠 的 联 接 方 法 。参 考 文 献 :1 徐 灏 ,等 1 机 械 设 计 手 册 (第 3 卷 ) M1 北 京 :机 械 工 业 出 版 社 ,19911作 者 简 介

30、: 姜 志 明 ,高 级 工 程 师 ,1982 年 大 学 本 科 机 械 制 造 专 业毕 业 ,一 直 从 事 机 械 加 工 工 艺 技 术 和 管 理 工 作 ,现 任 淮 南 煤 矿 机 械 厂技 术 开 发 部 副 部 长 ,发 表 论 文 6 篇 。收 稿 日 期 :2001205206Equipping and taking down large shrink range conjunctionJIANG Zhi- ming1 , WANG Yu- mei2(11Huainan Coal Mine Machinery Factory ,Huainan 232058 ,Chin

31、a ;21Yanzhou Mine Industry Group Company ,Zoucheng 273500 ,China)Abstract :Combining practical experience ,this paper introduces the method of equipping and taking down largeshrink range conjunction and attention question.Key words :shrink range conjunction ;equip ;take down34 2001 年 第 10 期 煤 矿 机 械