重型磨损齿轮的修复方法技术

本发明专利技术涉及一种磨损齿轮的修复技术，具体地说是对报废重型大齿轮修复的方法。先将大齿轮齿顶圆车去一层再行切齿，然后配制小齿轮与修复后大齿轮相匹配的方法进行。其特征是该方法的齿廓修复变位系数是通过单齿测量大齿轮齿厚减薄量，在渐开线齿轮任意处齿厚计算求得的变位系数。本发明专利技术使修复齿廓用变位系数的求取变得十分简单、实用，经修复的大齿轮其所用费用仅为新制齿轮的１／２，所用工时仅为１／４。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种磨损齿轮的修复技术，具体地说是对报废重型大齿轮修复的方法。重型机械中使用的传动齿轮磨损后，通常需要及时调换。由于更换大齿轮消耗的材料和工时多，制造周期长，成本高，因此对重型大齿轮的修复利用有很大的现实意义。修复实践中，对于已磨损报废的大齿轮修复方法是，将大齿轮齿顶圆车去一层再行切齿，然后配制新的小齿轮与之匹配。该方法中的齿廓修复变位系数是通过计算与检测齿轮公法线长度来确定的，而齿轮公法线的计算相当繁琐，检测也很困难，而且按公法线确定的齿厚减薄量△L2又是个估计值，有时会出现传动干涉现象。在重型机械中使用的传动齿轮大多为渐开线直齿圆柱齿轮，当传动齿轮模数m≥16，齿数Z≥100的大齿数大传动比直齿圆柱齿轮磨损报废利用前述方法修复时，常因齿轮直径过大，公法线难于检测而无法进行。本专利技术的目的是针对上述存在的缺点，提供一种用于重型机械中使用的渐开线圆柱传动齿轮修复，变位系数计算简便，易于检测，修复效率高，效果好的修复方法。本专利技术的目的是这样实现的先将大齿轮齿顶车去一层再行切齿，然后配制小齿轮与修复后大齿轮相匹配的方法进行。其特征是该方法的齿廓修复变位系数是通过在距齿顶圆距离数值上等于模数M位值处，进行的单齿测量大齿轮齿厚减薄量，按渐开线圆柱齿轮任意处齿厚去计算求得变位系数的，所用变位系数X2新＝X2原-KMZ2/0.728(da2-2M);式中X2新为修复大齿轮用的变位系数，X2原为原设计大齿轮变位系数，KM为减薄量，Z2为原大齿轮齿数，da2为原大齿轮齿顶圆直径，M为齿轮模数。经对重型报废齿轮的大量检测中发现，齿轮齿廓破坏最严重的部位是分布在距齿顶距离为与齿轮模数M数值相接近一条线的上、下两侧。为使齿面重新形成渐开线的齿廓，其齿厚减薄量是按实际测得的齿廓磨损量加上一个光整加工余量来确定的。这里的加工余量可按齿轮加工工艺规程或经验给出，而齿面磨损量是距大齿轮齿顶距离为模数M数值处，在齿厚方向上的实际检测磨损深度最大值。用此处确定的齿厚减薄量去求取变位系数，可使修复工作取得最经济的效果。实际的修复工作证明，齿厚减薄量与齿轮模数M之间有一定的关系，这里将齿厚减薄量与模数M的比值定为减薄系数K，则齿厚减薄量在数值上等于KM的积。在尽可能的保持原齿轮传动参数不变的情况下，修复大齿轮是最理想的。据此，在距大齿轮齿顶距离为M数值处的原齿厚Sm，修复后的新齿厚S以及齿厚减薄量KM之间有下列关系成立Sm-KM＝S上式中Sm为原大齿轮距齿顶为M数值位置处的齿厚;S为经减薄修复后的轮齿在与上述同一位置处的新齿厚。KM为上述同一位置处的齿厚减薄量。将上式中的齿厚S按渐开线圆柱齿轮任意处齿厚计算公式代入则有dm-KM＝d′m(π/2Z2+(2X2新·tanαo)/Z2+invαo-invα′)上式中X2原为原设计大齿轮的变位系数，X2新为修复大齿轮用待确定的变位系数，dm为大齿轮距齿顶距离为M数值处的直径，d′m为经减薄修复后的大齿轮在与上述同一位置处的直径。对上式中的各项需要说明的是因为是同一大齿轮上的同一位置处的直径值，所以dm＝d′m＝da2-2M。又因为修复大齿轮是在保证原设计齿轮传动副传动参数不变的前提下进行的，所以修复前、后齿轮传动啮合角α′角不变，标准压力角αo不变。这里还应说明的一点是，公式中的齿厚S值指的是轮齿的弧齿厚，因本专利技术主要用在直径较大齿轮的修复，将修复前、后的齿厚都用弦齿厚代替弧齿厚则其计算相对误差非常小，可以忽略不计，以此化简上式并代入标准压力角αo＝20°数值得X2新＝X2原-(KMZ2)/0.728(da2-2M)为保证修复前、后齿轮传动参数不变，与修复后大齿轮相匹配的小齿轮的变位系数X1新值可由下式求出X1新＝X∑原-X2新式中X∑原为待修复齿轮付原设计变位系数和。一般情况下，重型齿轮磨损到1/3M时，就已不能正常传递动力而报废了，实际修复工作中按磨损程度的不同所计算出的K值取值范围如在0.8≥K＞0的范围之中时，即可进行齿轮的正常修复工作。修复用新的变位系数求出后，同时利用原齿轮其他参数很容易求出修复后齿轮的齿顶圆直径值，这样，只要将待修复的大齿轮齿顶圆车去一层，达到上述新计算出的齿顶圆直径值后，用常规的方法即可加工出新的渐开线齿廓完成大齿轮的修复工作。利用已求出的与修复后大齿轮相匹配的小齿轮新变位系数值，同样可以计算出匹配小齿轮齿顶圆直径值，同时利用原设计小齿轮其他参数值很容易制出一小齿轮与修复后大齿轮相匹配，且保持原传动中心距不变。本专利技术所给定的修复方法，适用于渐开线圆柱齿轮(直齿或斜齿)，按非变位齿轮传动、高变位齿轮传动、角变位齿轮传动设计的齿轮付的修复，尤其是对模数M≥16，齿数Z≥100的重型大齿轮修复利用上。本专利技术使修复齿廓用变位系数的求取变得十分简单、实用，经修复的大齿轮其所用费用仅为新制齿轮的1/2，所用工时仅为1/4。 附图说明图1为按非变位齿轮传动设计的渐开线直齿圆柱大齿轮修复齿廓示意图。图2为与图1修复后大齿轮相匹配新设计的小齿轮齿廓示意图。图3为按高变位齿轮传动设计的渐开线直齿圆柱大齿轮修复齿廓示意图。图4为与图3修复后大齿轮相匹配新设计的小齿轮齿廓示意图。图5为按正角变位齿轮传动设计的渐开线直齿圆柱大齿轮修复齿廓示意图。图6为与图5修复后大齿轮相匹配新设计的小齿轮齿廓示意图。下面结合实施例进一步说明本专利技术修复磨损重型齿轮的方法。实施例1对原按非变位齿轮传动设计的齿轮付的修复。已知原按非变位齿轮传动副设计的Φ1.83M×6.4M球磨机用渐开线直齿圆柱齿轮副的修复。修复前经检测认定传动齿轮轮齿齿廓磨损严重破坏而报废(见图1阴影部位)。现用本专利技术提供的方法进行修复，原设计的传动齿轮模数M＝22，大齿轮齿数Z2＝144，小齿轮齿数Z1＝21，大齿轮齿顶圆直径da2＝3212mm，大齿轮变位系数X2原＝0，小齿轮变位系数X1原＝0。原设计中心距a＝1815mm，检测齿厚Sm＝34.56mm。1.首先用单齿检测方法在原大齿轮一轮齿齿廓(1)上，距齿顶园距离数值等于模数M位值处，沿齿厚方向测出一侧齿廓磨损深度最大值(2)(见图1)，本实施例中用上述位置处原设计齿轮齿厚的一半1/2Sm＝17.82mm，减去在上述位置实测到的磨损后齿厚的最小值的一半，本实施例中经检测为14mm，即可求得一侧齿厚磨损深度最大值(2)为3.28mm。2.计算K值，确定齿厚减薄量测出上述的一侧齿廓磨损深度最大值后，还应将这一磨损深度最大值(2)加上一个为实现修复齿廓能加工出新的光整渐开线齿廓(4)，而必须预留光整加工余量(3)，该光整加工余量(3)本实施例中一侧取0.5mm，则减薄系数K值为K＝/M＝3.78×2/22＝0.34 本实施例中求出的K值在0.8≥K＞0范围之内，说明修复后的齿轮副可实现正常传动，由此得修复大齿轮所需的齿厚减薄量Km＝3.78×2＝7.56mm。3.计算新的变位系数值①修复大齿轮用变位系数值，按X2新＝X2原- (K·M·Z2)/(0.728(da2-2M)) 代入数字计算得X2新＝0- (0.34×22×144)/(0.728(3212-2×22)) ＝-0.47②与修复后大齿轮相匹配小齿轮变位系数值，按X1新＝X∑原-X2新＝0-(-0.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种重型磨损齿轮的修复方法，先将大齿轮齿顶车去一层再行切齿，然后配制小齿轮与修复后大齿轮相匹配的方法进行。其特征是该方法的齿廓修复变位系数是通过距齿顶圆距离数值上等于模数Ｍ位值处，进行的单齿测量大齿轮齿厚减薄量，按渐开线齿轮任意处齿厚去计算求得变位系数的，所用变位系数Ｘ↓［２新］＝Ｘ↓［２原］－ＫｍＺ↓［２］／０. ７２８（ｄａ↓［２］－２Ｍ）；式中Ｘ↓［２新］为修复大齿轮用的变位系数，Ｘ↓［２原］为原设计大齿轮变位系数，Ｋｍ为减薄量，Ｚ↓［２］为大齿轮齿数，ｄａ↓［２］为原大齿轮齿顶圆直径，Ｍ为齿轮模数。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：刘玉玺，
申请(专利权)人：刘玉玺，
类型：发明
国别省市：21[中国|辽宁]