齒輪箱原理和維修

1、齒輪箱結構原理及維修齒輪箱結構原理及維修序 齒輪箱是一種動力傳達機構，它可將電動機的轉數(shù)轉換到所要的轉數(shù)，并能改變轉矩。在目前用于傳遞動力與運動的機構中，齒輪箱的應用范圍相當廣泛。幾乎在各式機械的傳動系統(tǒng)中都可以見到它的蹤跡，從交通工具的船舶、汽車、機車，建筑用的重型機械，機械工業(yè)所用的加工機器及自動化生產設備，到日常生活中常見的家電，鐘表等等.其應用從大動力的傳輸工作，到小負荷，精確的角度傳輸都可以見到齒輪箱的應用。因此廣泛應用在速度與扭矩的轉換設備。 內容1.定義：齒輪箱，又名變速箱，是一種動力傳達機構，通過不同齒數(shù)的齒輪嚙合，將馬達的轉數(shù)轉換到執(zhí)行設備需要的轉數(shù)，并能改變轉矩的機構。 2

2、.作用：a、加速減速,就是常說的變速齒輪箱。 b、改變傳動方向，例如我們用兩個扇形齒輪可以將力垂直傳遞到另一個轉動軸。 c、改變轉動力矩。同等功率條件下，速度轉的越快的齒輪,軸所受的力矩越小，反之越大。 d、離合功能：我們可以通過分開兩個原本嚙合的齒輪,達到把發(fā)動機與負載分開的目的。比如剎車離合器等。 e、分配動力。例如我們可以用一臺發(fā)動機，通過齒輪箱主軸帶動多個從軸，從而實現(xiàn)一臺發(fā)動機帶動多個負載的功能。 齒輪齒輪箱 蝸桿齒輪箱 行星齒輪箱圓柱齒輪齒輪箱圓錐齒輪齒輪箱圓錐圓柱齒輪齒輪箱圓柱蝸桿齒輪箱圓弧齒蝸桿齒輪箱錐蝸桿齒輪箱蝸桿齒輪齒輪箱漸開線行星齒輪齒輪箱擺線齒輪齒輪箱諧波齒輪齒輪箱3.

3、齒輪箱分類：a、按齒輪形狀分類b、按變速次數(shù)分類4.特點：b、實現(xiàn)平行軸、直交軸、立式、臥式通用箱體，零部件種類減少，規(guī)格型號增加。 c、采用吸音箱體結構、較大的箱體表面積和大風扇、圓柱齒輪和螺旋錐齒輪均采用先進的磨齒工藝，使整機的溫升、噪聲降低、運轉的可靠性得到提高，傳遞功率增大。 d、輸入方式：電機聯(lián)接法蘭、軸輸入。 e、輸出方式：帶平鍵的實心軸、帶平鍵的空心軸、脹緊盤聯(lián)結的空心軸、花鍵聯(lián)結的空心軸、花鍵聯(lián)結的實心軸和法蘭聯(lián)結的實心軸。 f、齒輪箱安裝方式：臥式、立式、擺動底座式、扭力臂式。 a、齒輪箱采用通用設計方案，可按客戶需求變型為行業(yè)專用的齒輪箱。 下圖齒輪系中Z1=20，Z2=4

4、0，Z3=20，Z4=60，傳動比i145.傳動比：齒輪箱的結構隨其類型和要求不同而異，其基本結構由箱體、軸系零件和附件三部分組成。1箱體結構v齒輪箱的箱體用來支承和固定軸系零件，應保證傳動件軸線相互位置的正確性，因而軸孔必須精確加工。箱體必須具有足夠的強度和剛度，以免引起沿齒輪齒寬上載荷分布不勻。為了增加箱體的剛度，通常在箱體上制出筋板。v為了便于軸系零件的安裝和拆卸，箱體通常制成削分式。剖分面一般取在軸線所在的水平面內（即水平剖分），以便于加工。箱蓋和箱座之間用螺栓聯(lián)接成一整體，為了使軸承座旁的聯(lián)接螺栓盡量靠近軸承座孔，并增加軸承支座的剛性，應在軸承座旁制出凸臺。設計螺栓孔位置時，應注意留

5、出扳手空間。水平剖分1.一級圓柱齒輪齒輪箱2.軸系零件v圖中高速級的小齒輪直徑和軸的直徑相差不大，將小齒輪與軸制成一體。大齒輪與軸分開制造，用普通平鍵作周向固定。軸上零件用軸肩，軸，封油環(huán)與軸承端蓋作軸向固定。兩軸均采用角接觸軸承作支承，承受徑向載荷和軸向載荷的聯(lián)合作用。軸承端蓋與箱體座孔外端面之間墊有調整墊片組，以調整軸承游隙，保證軸承正常工作。v該齒輪箱中的齒輪傳動采用油池浸油潤滑，大輪齒的輪齒浸入油池中，靠它把潤滑油帶到嚙合處進行潤滑。滾動軸承采用潤滑脂潤滑，為了防止箱體內的潤滑油進入軸承，應在軸承和齒輪之間設置封油環(huán)。軸伸出的軸承端蓋孔內裝有密封元件，對防止箱內潤滑油泄漏以及外界灰塵、

6、異物浸入箱體，具有良好的密封效果。3.齒輪箱附件（1）觀察孔蓋板： 為了檢查傳動零件的嚙合情況，并向箱體內加注潤滑油，在箱蓋的適當位置設置一觀察孔，觀察孔多為長方形，觀察孔蓋板平時用螺釘固定在箱蓋上，蓋板下墊有有紙質密封墊片以防漏油。（2）通氣器： 通氣器用來溝通箱體內、外的氣流，箱體內的氣壓不會因齒輪箱運轉時的油溫升高而增大，從而提高了箱體分箱面、軸伸端縫隙處的密封性能，通氣器多裝在箱蓋頂部或觀察孔蓋上，以便箱內的膨脹氣體自由溢出。（3）油面指示器 為了檢查箱體內的油面高度，及時補充潤滑油，應在油箱便于觀察和油面穩(wěn)定的部位，裝設油面指示器。油面指示器分油標和油尺兩類，圖中采用的是油尺。油標油

7、標放油螺塞放油螺塞吊鉤吊鉤（4）放油螺塞： 換油時，為了排放污油和清洗劑，應在箱體底部、油池最低位置開設放油孔，平時放油孔用油螺塞旋緊，放油螺塞和箱體結合面之間應加防漏墊圈。（5）起吊裝置： 為了便于搬運，需在箱體上設置起吊裝置。圖中箱蓋上鑄有兩個吊耳，用于起吊箱蓋。箱座上鑄有兩個吊鉤，用于吊運整臺齒輪箱。吊鉤吊鉤吊耳吊耳一、拆卸過程分解二、裝配過程分解組裝錄像損紙槽攪拌器齒輪箱復卷機械手齒輪箱卷取后，紙卷經(jīng)過行走臂傳送過來后，棍子再聯(lián)接齒輪箱進行工作。0M層涂料站齒輪馬達磨漿機齒輪箱送料機齒輪馬達限位開關送料機齒輪馬達漿容器攪拌器齒輪箱真空泵齒輪箱4.齒輪箱常見故障由于制造誤差、裝配不當或在

8、不適當?shù)臈l件（如載荷、潤滑等）下使用，常會發(fā)生損傷等故障，常見有四類：（1）齒的斷裂 有疲勞斷裂和過負荷斷裂兩種 疲勞斷裂：通常先從受力側齒根產生龜裂、逐漸向齒端發(fā)展而致折斷; 過負荷斷裂：由于轉速急劇變化、軸系共振、軸承破損、軸彎曲等原因，使齒輪產生不正常的一端接觸，載荷集中到齒面一端引起.（2）齒的磨損 由于金屬微粒、污物、塵埃和沙粒等進入齒輪而導致材料磨損、齒面局部熔焊隨之又撕裂的現(xiàn)象（3）齒面疲勞 由于齒面接觸應力超過材料允許的疲勞極限。表面層先產生細微裂紋，然后小塊剝落，直至整個齒斷裂（4）齒面塑性變形 如壓碎、趨皺齒輪箱失效原因及失效比重失效原因失效比重(%)齒輪箱缺陷設計1240

9、裝配9制造8材料7修理4運行缺陷維護2443操作19相鄰部件(電動機、聯(lián)軸器等)缺陷17齒輪箱的失效零件及失效比重失 效 零 件失 效 比 重（%）齒 輪60軸 承19軸10箱 體7緊 固 件3油 封1輪齒損傷形式類別項目形式原因齒面損傷齒面磨損正常磨損、磨粒磨損、干涉磨損、刮傷、槽痕嚙合初期、異物侵入、參數(shù)設計不合理、安裝誤差潤滑不良等粘著撕傷局部壓力過高、法向壓力較大、滑動速度過高等齒面疲勞早期點蝕、擴展性點蝕、剝落齒面局部凸起、接觸應力過高、內應力過大等齒面塑性變形壓痕、碾擊塑變、波紋、隆起異物混入、過載、嚙合不良、潤滑不充分等燒 傷局部溫度過高輪齒折斷輪齒裂紋屑料毛坯裂紋、硬化處理裂紋

10、、磨削型裂紋疲勞裂紋材料、毛坯和熱處理缺陷交變應力的作用等類別項目形式原因輪齒折斷過載折斷嚴重超載疲勞折斷各種因素產生的疲勞裂紋、變應力作用等組合損傷腐蝕磨損化學腐蝕磨損、激振腐蝕磨損潤滑油中含雜質、齒面間壓力過高、存在微振等輪齒塑性變形潤滑失常嚴重磨損斷齒存在磨損、點蝕、剝落等各種損傷氣 蝕瞬時沖擊力、局部高溫電 蝕存在漏電流輪齒損傷形式齒輪裝置故障檢測參數(shù)的有效性部位故障大類損傷名稱振動噪聲扭矩油液溫度光學齒輪輪齒斷裂超載斷裂疲勞斷裂沖擊斷裂磨損磨料磨損 刮痕腐蝕磨損 侵蝕 剝落 塑性變形波痕碾擊變形錘擊變形齒面疲勞凹痕凹孔壓傷5.齒輪箱的故障分析部位故障大類損傷名稱振動噪聲扭矩油液溫度光

11、學齒輪輪齒燒傷燒傷組合損傷咬人異物 氣蝕 電蝕 旋轉機構不平衡不對中松動潤滑系統(tǒng)溫度升高嚴重漏油油質劣化注：最有效 尚有效 有可能 不適用齒輪裝置故障檢測參數(shù)的有效性在生產條件下很難直接檢測某一個齒輪的故障信號，一般是在軸承箱體有關部位測量。當齒輪旋轉時，無論齒輪發(fā)生了異常與否，齒的嚙合都會發(fā)生沖擊嚙合振動，其振動波形表現(xiàn)出振幅受到調制的特點,甚至既調幅又調頻。各類故障在頻域中的表現(xiàn)如下：1）當齒輪均勻磨損時，嚙合頻率及其諧波分量保持不變，但幅值大小改變，高次諧波幅值增大較多；2）調幅現(xiàn)象。它是由于齒面載荷波動對幅值的影響造成的，調幅的一個原因是齒輪偏心，此時的調制頻率為齒輪的回轉頻率。當在齒

12、輪上有一個齒存在局部缺陷時，相當于齒輪的振動受到一個短脈沖的調制，脈沖的長度等于齒的嚙合周期 1.齒輪箱故障的特征頻率與邊頻帶3）調頻現(xiàn)象。在實際情況中，同樣的齒面壓力的波動，在產生調幅現(xiàn)象的同時，也會引起頻率調制現(xiàn)象，其結果是在譜上得到一個調幅與調頻綜合形成的邊頻帶。齒輪存在偏心時，由于齒面載荷變化引起調幅現(xiàn)象的同時，又由于齒輪轉速的不均勻而引起調頻現(xiàn)象。4）附加脈沖。實際測得的信號不一定對稱于零線，可將信號分解為兩部分：即調幅部分和附加脈沖部分。附加脈沖是回轉頻率的低次諧波。平衡不良、對中不良和機械松動等，均是回轉頻率的低次諧波振源，但不一定與齒輪缺陷直接有關。附加脈沖的影響一般不會超出低頻段，即在嚙合頻率以下；5）隱含譜線。是功率譜上的一個頻率分量，產生的原因為加工過程給一個齒輪所帶來的周期性缺陷。齒輪頻譜上邊頻帶的形成齒