刘浪
贵州群建精密机械有限公司 遵义市563000
摘要：针对直锥齿轮接触斑点影响因素进行了研究，统计分析了多种接触斑点的的移动、偏移情况。并对造成接触斑点移动偏移的原因进行分析，得到关键影响因素。通过对直齿锥齿轮接触斑点的有效控制，达到锥齿轮副更理想的使用工况。
关键字：直齿锥齿轮 接触斑点 判定 调整 刨齿
引言 锥齿轮的接触区是检测锥齿轮传动质量的综合指标的主要方法之一。接触区不良的锥齿轮在使用时大多会出现不同异常现象，如：噪音异常、磨损异常、振动、甚至断齿、打齿等。只有对锥齿轮接触区移动偏置进行充足的分析，找出影响因素。并通过适当调整以解决由这些因素引起的状况，才能获得更理想的啮合特性。
1影响接触斑点的因素
锥齿轮在加工过程中会存在制造误差，装配过程中也会存在间隙，所以在实际装配使用时的状况与理想状态下并不一致，为了满足锥齿轮副在额定工况下达到最佳性能要求，此先对影响锥齿轮副接触斑点的因素进行分析。
1.1锥齿轮副负载
锥齿轮副可进行空间扭矩传递。用于低转速高负载（或高转速低负载）的工况下。但在锥齿轮的接触斑点的检测时，一般均使用的是无负载或低负载的方式进行检测，所以在负载时的齿面受力与空载（或低负载）时齿面受力不一致，导致两者接触区域有一定差异。为了分析得到两者接触斑点的差异，必须对锥齿轮副实际负载传动的受力情况有所了解，如下图1.1所示。
.png)
当锥齿轮负载运行时，齿面受到垂直于齿面的法向力PN，可将法向力PN分解为圆周力Pu和垂直于节锥圆的作用力Pt。而作用于节圆的作用力又可以分解为Pr径向力和Pa轴向力。所以齿面法向力是可以分解为Pu，Pa，Pr。
Pu圆周力是实际对锥齿轮起到传动作用的力，在该力的作用下锥齿轮与轴承配合处将因为间隙的存在发生倾斜，得到的结果为锥齿轮在负载下运行时，锥齿轮轴颈倾斜，实际运行的轴交角发生变化。锥齿轮接触位置将由小端向大端延伸，直至齿宽全长或者大端接触。
Pa轴向力始终将锥齿轮推向远离安装距的方向，当存在轴向窜动时，安装距变大，其结果也是使得齿面接触位置向大端移动。
为了得到更好的啮合特性，在加工和无负载检测时刻意将大端接触斑点往小端调整。在使用中便可得到良好的接触斑点。
1.2基节偏差
由于主动轮与被动轮在加工时一定存在基节偏差，在一对锥齿轮幅啮合时，锥齿轮齿顶过渡时必定会产生碰撞，这种碰撞虽然在啮合时较先磨损，但在磨损时将产生噪音及铁屑，对之后的齿轮啮合造成不良影响。因基节误差的必然存在，为了避免基节偏差导致齿顶撞击产生的噪音异常及磨损异常，这就对齿顶的接触斑点有了一定要求，在检测接触斑点时，应认定齿顶部分不接触，或者齿顶部位接触斑点存在断缺较好。这样对齿轮幅的润滑也有一定好处，特别是对于被动齿轮（大轮）而言，当齿顶充分接触时，被动轮（大轮）转动频率较主动齿轮低，当从齿顶接触到齿根时，齿顶充分接触，过度时间较慢，在一定程度上会破坏油膜，对润滑造成不利。
对齿顶适当修缘有利于避免因基节偏差引起的接触不良。
1.3热处理
锥齿轮的热处理存在太多不稳定因素，但是经过加工多次得到的结果，部分锥齿轮在进行热处理时锥面由小端到大端齿面不断变宽，齿厚不断增厚，大端齿面产生变形的可能大于小端，这导致齿面的接触斑点由热处理前的区域，向靠大端方向延伸或者移动。并通过多次加工和检测得到的结论为，部分由热处理造成的齿面接触斑点变化都具有这个特征。
为了得到更好的啮合特性，在终热处理前因避免齿轮副仅大端部分接触。
2 小结
虽然目前锥齿轮检测和加工方式越来越多，但直齿锥齿轮的刨齿加工依然是较主流的加工方式，接触斑点也依然是一种最直观和简便的锥齿轮综合质量的评判的方法，然而有多种因素都影响着齿轮夫接触斑点，这也就需要从各个方向不断的摸索和试验，演算。本人也希望在后续的工作中能更多的接触到相关知识，并能更加深入进行研究。
参考文献
[1] 国营渭阳柴油厂.直齿锥齿轮.国防工业出版社
[2] 长春第一汽车制造厂工艺处机械加工实验室.圆弧齿伞齿轮加工手册.吉林人名出版社
[3] 齿轮委员会.齿轮手册.机械工业出版社