齿隙测量工具设计

【摘要】齿轮传动具有功率范围大，传动效率高，圆周速度高、传动比准确、使用寿命长、结构尺寸小等一系列特点。其缺点是运转时有振动和噪声，会产生一定的动载荷。因此，在装配时需要根据配对齿轮的齿隙等参数进行选配，来达到降低振动和噪声、改善啮合状态、提高使用寿命。

【关键词】齿隙；齿轮；固定工具；弹性夹套

1、设计背景

作为传动副的齿轮1和齿轮2，分别通过两段轴颈与轴承配合，而轴承与基体上的衬套配合。由于轴承本身存在内外环同心误差，内外环自身圆度误差，衬套也存在自身圆度误差，内径与外径的同轴误差，与轴承接触面的垂直误差。基体两条中心距存在距离误差，孔存在自身的圆度误差，与基面的垂直误差。最终结果改变了到齿轮安装中心距，影响齿轮啮合条件，引起噪声振动，降低齿轮及轴承使用寿命。为改善这一状况，在进行装配时需要对齿轮及轴承进行选配，最大程度改善啮合状态。选配依据就是测量配对齿轮的齿隙。

2、设计原理及过程

2.1测量原理

由于齿隙是相对的量，因此进行齿隙测量时，只需固定一个齿轮，旋转另一个齿轮，另一个齿轮的游隙即是该组齿轮副的齿隙。

2.2设计思路

通常的齿轮为减重，设计时在满足强度的条件下，一般都设计为中空结构，因此，可采用弹性夹套的结构，对齿轮的内孔进行固定，测量时，齿轮箱基体不动，齿轮箱表面通常会有螺桩或者是螺纹孔与与其它的部件连接，测量时其余部件不安装，因此可以利用这些螺桩或者是螺纹孔对内孔的固定结构进行固定，至此，齿轮副的一个齿轮就被固定完成。

对齿隙的测量可采用百分表，由于测量位置距离齿轮中心越远，读数值越大，因此，需要固定某一位置，测出实际值，利用偏离齿轮中心值反算实际值。通常这一位置定在分度圆上。

2.3设计过程

2.3.1结构及工作原理

1.转接头 2.销 3.螺母 4.垫圈 5.弹性体 6.螺母 7.螺钉

8.拉杆 9.测量臂 10.导向销

弹性定心夹紧机构的特点是利用弹性元件受力后产生均匀的弹性变形来实现对工件的定心夹紧。件5是一个开有4条纵向槽并带锥面的薄壁套筒，将其放入齿轮内孔中，件7螺钉固定在齿轮箱体上，通过旋转件3螺母，拉动件8，件8在导向销的作用下，向上移动，件8下端的锥面将件5的锥面涨开，涨紧在齿轮的内孔上，达到了固定的目的。

有的齿轮测齿隙时要求对施加力要求，这一要求可通过力矩扳手来实现，件1上开有一个方孔，用来和力矩扳手的方榫输出头配合。

件9中心的圆与件5外径配合，件9上刻有一条细线，进行齿隙测量时，将百分表的触头放在细线位置上（位置通常为分度圆所在直径），即可得到齿轮副在分度圆上的齿隙值。

2.3.2关键件设计

件5弹性体，又可称为筒夹，它由三部分组成；一是卡爪A，二是包括卡爪在内的弹性部分B，称为簧瓣，三是导向部分C.当以外力Q筒夹向左移动时，由于夹具体内锥面的作用，迫使簧瓣产生弹性变形，沿径向均匀收缩，从而将工件定心并夹紧。当外力去除后，靠筒夹本身的弹性变形恢复即可松开工件。筒夹的圆锥角（2a）一般为30°，与其相配的夹具体（或外套）的内锥角应视具体情况决定。对于要求有一定通用性的夹头，由于与工件配合的间隙较大（一般为0.1～0.5mm），因此，在其夹紧过程中，内外两锥面将使主轴产生相对移动，这样在其各横截面上配合圆弧的曲率半径不等，造成筒夹与夹具体和工件接触不良，并产生不均匀磨损，从而影响定心精度及夹紧的可靠性。为改善其工作的不良状况，一般对正锥夹具体的锥角取为31°，倒锥夹具体的锥角为29°.这样可使其夹紧点处于距切削点较近的外端，从而可在夹紧后内外锥角趋于一致，以增大接触面积，提高夹头刚度，改善卡爪的受力状况。

2.3.3材料及热处理要求

弹簧筒夹应选用强度高、弹性和耐磨性好、热处理变形小的材料，一般用T7A～T10A或65Mn，薄壁的可用9SiCr，大型的可用15CrA，热处理要求，头部卡爪须淬硬至HRC55-60，中部与尾部硬度为HRC40～50。

2.3.4.机构特点及应用范围

筒夹定心夹紧机构具有结构简单，体积小，操作方便，不易磨损工件表面等优点，所以应用也较广泛。但因其卡爪的径向变形量（即夹紧行程）较小，约为0.1～0.5mm，故工件定位基准面的公差必须小于这一范围才能保证顺利进行夹紧。该机构的精度主要取决与两个元件的精度，一是夹具体上锥面与其导向孔之间的同轴度，一般要求为0.01mm左右，二是筒夹本身所能达到的精度，这取决与弹簧夹头的工作性能，一般定心精度在0.02～0.05mm之间，故可用于精加工和半精加工。

3、使用效果

1.结构简单紧凑，操作方便

2.定位精度高