封闭式差动齿轮箱的研制及应用

封闭式差动齿轮箱的研制及应用

孙恒

身份证号码：23230119910301XXXX江苏南京210000

摘要：本文主要针对封闭式差动齿轮箱的研制展开分析，思考了封闭式差动齿轮箱的研制的具体的要求，以及研制的具体的措施，希望可以为今后的封闭式差动齿轮箱的研制工作提供参考。

关键词：封闭式差动齿轮箱，研制，应用

前言

当前，封闭式差动齿轮箱的研制的一些要点一定要更加清晰，才能够保证封闭式差动齿轮箱的研制的效果，对于应用的要求以及如何进行应用，要更加清晰的掌握，提高研制水平和应用效果。

1、齿轮箱在加工时常见的技术性难点

齿轮箱的主要用途如下：首先，它可以通过齿轮组来改变传递的速度，在工业上常常把它叫做“变速齿轮箱”。其次，齿轮箱能变换转动力矩，也就是说，在功率一样的前提下，转速越大的齿轮，齿轮轴所受到的力矩反而越小，反过来则越大；再次，齿轮箱用于动力的分配，在工业上，工作人员可用一台发动机，经由齿轮箱的主轴牵动若干个从轴，进而只要一台发动机就会牵引好几个负载；第四，齿轮箱有离合功能，刹车离合器就是利用的齿轮箱离合功能，人们能自由地将两个相互啮合的齿轮分隔开来，进而把负载和发动机分裂开；第五，变换传动方向，不妨采用两个扇形形态的齿轮把其中的力以垂直的方向有序地传导至另一侧的转动轴。

在机床设计机械小零部件的时候，齿轮箱采用的大多是小体积的零件，并且从形态上多样化比较复杂，另外其尺寸也很难测定，加工的部分相对也比较多，所以会出现几何公差，并且要有更准确的几何公差值来进行，这些问题都是齿轮箱加工时需要考虑的，所以非常有必要探讨研究齿轮箱的加工和设计。

用齿轮箱加工烟草来举例说明，齿轮箱卷接机组后部非常关键的零件是ZJ19B，我们分析该齿轮的特点后可以分析出齿轮箱在工作中出现很大的难度，有如下几个方面：齿轮箱的尺寸和空间比较小，不能进行测量，尤其在加工时不容易进行监控，不能用测量来满足保证；齿轮箱本省需要很多的加工部位，几何公差相对也严格了很多；齿轮箱并没有准确的定位面不能准确进行装夹；齿轮箱所用的材料在经受压力的时候容易变形而不能承受。

2、研制中的几个问题

封闭式差动齿轮箱由于结构十分紧凑,传递功率大,因而设计开发中应审慎行事。重点解决下述问题:

2.1由于筒体径向尺寸受到严格限制,最大回转直径要求不超过60mm,因而设计时对齿轮的精度和材质提出了较高的要求。其太阳轮行星轮精度为6级，均采用优质CrNi钢，渗碳淬火及削处理，内齿轮直接成为输出筒体的部分，保证了径向尺寸。

2.2为充分保证行星齿轮传动功能的发挥。其无载设计十分重要.本次设计中采用太阳轮和行星架均浮动的方法，充分保证了均载效果第一级太阳轮是一根细长轴，与输入轴花键连接。进一步改善了太阳轮的均载性能。

2.3争由于结构尺寸的限制，为保证行星轮轴承的寿命，全部行星轮轴承均采用密排滚子轴承，不能满足了径向尺寸要求，而且也人人提高了使用寿命为满足该产品的要求，我们专门开发了专用轴承齿轮箱采用轮油飞溅润滑，为保证箱体内各轴承润滑充分、细部结构上也进行了特殊处理。

2.4齿轮强度设计中，充分考虑了工程机械产品的使用特点、如载荷波动较大，工作条件恶劣，温度变化范围大等。故应使齿轮有足够的弯曲强度，适宜的接触强度、保证安全可靠运行。

3、具体的解决方案和加工工步的分析

3.1齿轮箱加工方案设计验证过程分析。1.夹具的设计。根据齿轮箱铸件毛坯的具体情况，设计出了几种夹具，并从这些方案中选取了两种具有合理性和可行性的方案来对实物进行拼装，通过对机床上的实物加工结果分析可以了解到，选取的两种方案中都存在同样的问题，也就是在具体公差要求的部位的加工要素由于刀具和夹具没有发生干涉，所以不能在一次装夹的过程中顺利的完成加工工作，这就导致零件的精度不能满足基本的精度要求。这就表明，有具体公差要求的加工要素的位置，需要在一次装夹时结束加工工作，并且做好平面定位，但该平面不属于齿轮箱零件的中间位置。所以说，应该在加工过程中适当的增设一个辅助支撑面，也就是在R29圆柱面上增加并焊接一个矩形工艺搭子，这个搭子的尺寸应该为40mm×15mm×12mm；2.螺纹的加工。齿轮箱零件中主要包括3种内螺纹，分别为M30mm×1.5mm、M45mm×1.5mm和M33mm×1.5mm。在原有的方案中，主要使用的是钳工攻螺纹，这种螺纹的直径较大，并且采用的材料为ZL101A，材质较疏松，极容易出现“烂牙”的情况，从而造成零件报废。针对这一问题，在开发的过程中，主要运用了机床中的“循环262”功能，利用单刀铣螺纹的方式，有效的解决了“烂牙”问题；

3.2重要加工工步分析。（1）对定位面和定位孔的加工。在组合夹具设计中，首先应该对基准线进行核查和校准，加工出D平面并铣出工艺搭子面；之后将D平面上的螺孔加工为43.5H6，并将其作为定位孔来使用；为了使接下来需要加工的零件能够装夹压紧，就需要在工艺搭子的两侧增加两个压紧槽，并保证其对称；（2）齿轮箱斜面和孔的加工。在设计组合夹具时，应该对其进行校准，然后以102°的角度来翻转A轴，从而加工端面、外圆和内孔等主要部位；之后以180°的角度来翻转A轴，从而加工另一个端面、外圆、内孔和内螺纹，并保证同轴度为0.02mm；最后将A周翻转到原有的位置，然后分别翻转±21.5°；（3）A基准孔和B基准孔的加工，设计组合夹具。要想避免压板之间压在已经完成加工的Ra1.6对称斜面上，从而破坏齿轮箱零件的精度，就应该设计一个加工中需要使用的压紧块。这个压紧块的斜面角度应该和零件的斜面角度相同，在使用的过程中，压板应该直接按压在压紧块上，并让压紧块紧贴零件的斜面，这样不仅能够压紧零件，也能够保证零件的完整；（4）去除工艺搭子。通过对组合夹具设计的分析可以了解到，由于齿轮箱零件所使用的材料为ZL101A，并且零件具有较薄的孔壁，如果在加工的过程中过于压紧，就会使孔变形；如果压紧的力度太小，就会导致工件出现移动的情况，严重的可能造成工件报废。要想使齿轮箱零件在压力减小的情况下不发生移动，就需要增加辅助顶的压力，因此需要设计一个预紧压块。预紧压块斜面的角度应该和零件斜面的角度一致，在使用的过程中，应该将顶杆压紧在预紧压块上，并让预紧压块紧贴斜面，这样不仅能够有效的解决压紧问题，而且能够避免对已经完成加工面造成的伤害。

此外，除了制造和应用，后期的维修也很关键，齿轮箱除了在化工行业应用较广泛外，同样运用于其他领域。在发生失效故障后，不能急于采取过多的手段和措施予以矫正，而是先分析故障产生的根源，出现在哪一个环节，找准安全隐患，选取最恰当的策略方法着手处置和诊断，才能得到事半功倍的效果。

4、结束语

综上所述，封闭式差动齿轮箱的研制的过程中，如何进行研制是十分关键的，为此，本文对封闭式差动齿轮箱的研制的要求和具体的方法进行了总结，提出了相关的措施，可供参考。

参考文献

[1]孙振明，徐敏强，王日新.齿轮箱故障诊断中信号解调方法的研究[J].中国机械工程.2018（17）.56.

[2]赵章焰.齿轮故障诊断模糊判据的研究[J].振动与冲击.2018（02）.13.

[3]成琼，于德介，程军圣.基于高斯线调频小波变换能量谱的齿轮故障诊断[J].振动与冲击.2018（02）.47.

[4]陈刚.齿轮和滚动轴承故障的振动诊断[D].西北工业大学出版社,2018(13).69.

[5]王艳芳.齿轮箱故障特征提取技术研究[D].湖南机械出版社,2018(11).45.