一种弧齿锥齿轮副的安装调整方法与流程

本发明涉及航空发动机传动系统，尤其涉及一种弧齿锥齿轮副的安装调整方法。

背景技术：

1、弧齿锥齿轮具有传动平稳、承载能力高等特点，在传动同等功率前提下，采用弧齿锥齿轮进行相交轴传动，可以减小齿轮结构尺寸和重量，因此弧齿锥齿轮在航空发动机相交轴传动中得到广泛应用。

2、弧齿锥齿轮工作时，其工作特点是随着载荷的增加，齿面接触区从小端到大端逐渐进入啮合，因此齿轮加工和装配中需要对齿面接触区的大小、接触区位置和啮合间隙进行规定，同时弧齿锥齿轮在工作中会产生轴向载荷和径向载荷，为了将轴向和径向载荷传递到支承壳体上，弧齿锥齿轮的支承方式通常选择角接触球轴承和不能承受轴向载荷的滚棒轴承进行组合支承，角接触球轴承承受齿轮工作时产生的轴向力和部分径向力，滚棒轴承只承受齿轮副工作时产生的径向力。

3、由于安装弧齿锥齿轮的轴承座、机匣壳体等零件加工中不可避免的存在加工误差，使得弧齿锥齿轮副在安装过程中，实际的齿面接触区很难与加工时的接触区一致，因此在进行弧齿锥齿轮副安装设计时，需要设计不同的调整结构来补偿安装零件的加工误差对齿面接触区的影响，确保齿轮副安装后齿面接触区与加工中的齿面接触区一致，同时保证角接触球轴承既承受齿轮副工作时产生的全部轴向载荷又承受部分径向载荷，而滚棒轴承只承受径向载荷，以满足弧齿锥齿轮副的工作可靠性和使用寿命。

4、如何设计弧齿锥齿轮副安装过程中轴向间隙、齿面着色区、齿轮副啮合间隙调整结构，是目前亟需解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的主要目的是提出弧齿锥齿轮副的安装调整方法，旨在解决上述技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提出一种弧齿锥齿轮副的安装调整方法，采用安装结构进行调整，所述安装结构包括主动锥齿轮和从动锥齿轮，二者轴线相垂直且相互啮合形成弧齿锥齿轮副，安装结构还包括安装壳体；在安装壳体上安装有第一轴承座和第二轴承座；在第一轴承座内安装有第一角接触球轴承，在第二轴承座内安装有第一滚棒轴承；所述主动锥齿轮大端的轴颈插设在第一角接触球轴承的内圈中；主动锥齿轮小端的轴颈插设在第一滚棒轴承的内圈中；在安装壳体上安装有第三轴承座和第四轴承座，在第三轴承座内安在有第二角接触球轴承，在第四轴承座内安装有第二滚棒轴承，所述从动锥齿轮大端的轴颈插设在第二角接触球轴承的内圈中，从动锥齿轮小端的轴颈插设在第二滚棒轴承的内圈中；在所述第一轴承座的安装边与安装壳体之间设置有第一调整垫圈；在所述第三轴承座的安装边与安装壳体之间设置有第二调整垫圈；第一调整垫圈与第二调整垫圈分别具备不同厚度系列，通过选用不同厚度的第一调整垫圈与第二调整垫圈进行组合用于调整弧齿锥齿轮副的齿面接触区和啮合间隙。

3、优选的，所述第一角接触球轴承、第二角接触球轴承分别为内、外圈可分离的角接触球轴承；所述第一滚棒轴承、第二滚棒轴承分别为内、外圈可分离的滚棒轴承。

4、优选的，在调整弧齿锥齿轮副的齿面接触区和啮合间隙时，包括如下步骤：首先将主动锥齿轮、第一角接触球轴承、第一轴承座装配成第一组件，以及将从动锥齿轮、第二角接触球轴承、第三轴承座装配成第二组件；之后将第一组件、第二组件分别装配在所述安装壳体上，通过更换不同厚度的第一调整垫圈以调整第一组件在垂向上的位置，通过更换不同厚度的第二调整垫圈以调整第二组件在水平方向上的位置。

5、优选的，在所述第一轴承座上设置有轴承压盖；在轴承压盖的下端面与所述第一角接触球轴承外圈的顶面之间设置有第三调整垫圈；第三调整垫圈具备不同厚度系列，选择适合厚度的第三调整垫圈，装配后使得第三调整垫圈的下端面抵靠在所述第一角接触球轴承外圈的顶面上时，轴承压盖的下端面与第三调整垫圈的顶面之间形成的装配间隙为0～0.05mm。

6、优选的，在所述主动锥齿轮大端的轴颈的外周面靠近根部位置处设置有第一环形凸起，在主动锥齿轮大端的轴颈外周面上部旋合有第一螺母；所述第一角接触球轴承内圈的下端面抵靠在第一环形凸起上，第一角接触球轴承内圈的上端面抵靠在第一螺母上。

7、优选的，所述第二角接触球轴承安装在第三轴承座的阶梯通孔中，在第三轴承座的阶梯通孔口部内壁上镶嵌有第一挡圈；第一挡圈抵靠在所述第二角接触球轴承外圈的左端面上；在第三轴承座的阶梯通孔的台阶面与所述第二角接触球轴承外圈的右端面之间设置有第四调整垫圈；第四调整垫圈具备不同厚度系列，选用适合厚度的第四调整垫圈，装配后使得第四调整垫圈抵靠在所述第二角接触球轴承外圈的右端面上时，第四调整垫圈的右端面与第三轴承座的阶梯通孔的台阶面之间形成的装配间隙为0～0.05mm。

8、优选的，所述第一滚棒轴承安装在第二轴承座的阶梯通孔中，第一滚棒轴承外圈的下端面抵靠在第二轴承座的阶梯通孔的台阶面上，在所述第二轴承座的阶梯通孔的口部设置有第二挡圈，第二挡圈抵靠在第一滚棒轴承外圈的顶面上；主动锥齿轮小端的轴颈的外周面设置第二环形凸起，在主动锥齿轮小端的轴颈的内螺纹中旋合有限位环，且限位环具备限位缘板；所述第一滚棒轴承内圈的下端面抵靠在限位缘板上；在第二环形凸起与第一滚棒轴承内圈的上端面之间设置有第五调整垫圈；第五调整垫圈具备不同厚度系列，选用适合厚度第五调整垫圈，以及调整限位环的轴向旋合长度，使得第一滚棒轴承内圈挡环与滚子上端面之间的装配间隙为0.3～0.5mm。

9、优选的，在所述从动锥齿轮大端的轴颈上设置有轴向限位台，所述第二角接触球轴承内圈的左端面抵靠在轴向限位台上；在从动锥齿轮大端的轴颈上旋合有第二螺母，且第二螺母抵靠在所述第二角接触球轴承内圈的右端面上。

10、优选的，所述第二滚棒轴承安装在第四轴承座的阶梯通孔中，第二滚棒轴承外圈的左端面抵靠在第四轴承座的阶梯通孔的台阶面上，在所述第四轴承座的阶梯通孔的口部设置有第三挡圈，第三挡圈抵靠在第二滚棒轴承外圈的右端面上；从动锥齿轮小端的轴颈的外周面设置第三环形凸起，在从动锥齿轮小端的轴颈的外螺纹上旋合有第三螺母；所述第二滚棒轴承内圈的左端面抵靠在第三螺母上；在第三环形凸起与第二滚棒轴承内圈的右端面之间设置有第六调整垫圈；第六调整垫圈具备不同厚度系列，选用适合厚度第六调整垫圈，以及调整第三螺母的轴向位置，使得第二滚棒轴承内圈挡环与滚子右端面之间的装配间隙为0.3～0.5mm。

11、优选的，在所述轴承压盖与所述第一轴承座之间设置有第一密封圈；在所述第一轴承座与所述安装壳体之间设置有第二密封圈；在所述第三轴承座与所述安装壳体之间设置有第三密封圈。

12、由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果如下：

13、(1)在本发明中，通过将第一调整垫圈、第二调整垫圈分别设置为具备不同厚度系列的垫圈，通过选用不同厚度的第一调整垫圈、第二调整垫圈进行组合使用，可以调节主、从动锥齿轮能够的轴向位置，进而可以实现弧齿锥齿轮副齿面接触区和啮合间隙的调整。

14、(2)在本发明中，弧齿锥齿轮副的主、从动锥齿轮的支承轴承选用内、外圈可分离的角接触球轴承和滚棒轴承，将滚棒轴承分别安装到主、从动锥齿轮的小端，用来承受径向力，角接触球轴承分别安装到主、从动锥齿轮的大端，用来承受全部轴向力和部分径向力。结构设计合理，轴承选用恰当。

15、(3)在本本发明中，由于轴承压盖的下端面与第三调整垫圈的顶面之间形成的装配间隙b为0～0.05mm，第四调整垫圈的右端面与第三轴承座的阶梯通孔的台阶面之间形成的装配间隙m为0～0.05mm，而第一滚棒轴承内圈挡环与滚子上端面之间的装配间隙a为0.3～0.5mm，第二滚棒轴承内圈挡环与滚子右端面之间的装配间隙n为0.3～0.5mm。从而保证弧齿锥齿轮副在工作时，因轴向力导致从动锥齿轮、或者主动锥齿轮轴向移动消除轴向装配间隙b和m时，两个滚棒轴承内圈挡边与滚子端面的间隙a和n仍然存在，避免两个滚棒轴承滚子与内圈挡边接触而承受轴向力。即保证支承主、从动锥齿轮的角接触球轴承承担齿轮工作时产生的全部轴向力和部分径向力，而滚棒轴承只承担径向力，从而提高支承轴承的使用可靠性，延长轴承使用寿命。

16、(4)通过采用本发明所提供的安装调整方法，保证安装后的弧齿锥齿轮副的齿面接触区与齿轮加工时的接触区一致，以提高齿轮副的工作可靠性和使用寿命；

技术特征：

1.一种弧齿锥齿轮副的安装调整方法，其特征在于：采用安装结构进行调整，所述安装结构包括主动锥齿轮(1)和从动锥齿轮(2)，二者轴线相垂直且相互啮合形成弧齿锥齿轮副，安装结构还包括安装壳体(3)；

2.如权利要求1所述的一种弧齿锥齿轮副的安装调整方法，其特征在于：所述第一角接触球轴承(8)、第二角接触球轴承(10)分别为内、外圈可分离的角接触球轴承；所述第一滚棒轴承(9)、第二滚棒轴承(11)分别为内、外圈可分离的滚棒轴承。

3.如权利要求1所述的一种弧齿锥齿轮副的安装调整方法，其特征在于：在调整弧齿锥齿轮副的齿面接触区和啮合间隙时，包括如下步骤：

4.如权利要求1所述的一种弧齿锥齿轮副的安装调整方法，其特征在于：在所述第一轴承座(4)上设置有轴承压盖(12)；在轴承压盖(12)的下端面与所述第一角接触球轴承(8)外圈的顶面之间设置有第三调整垫圈(15)；第三调整垫圈(15)具备不同厚度系列，选择适合厚度的第三调整垫圈(15)，装配后使得第三调整垫圈(15)的下端面抵靠在所述第一角接触球轴承(8)外圈的顶面上时，轴承压盖(12)的下端面与第三调整垫圈(15)的顶面之间形成的装配间隙为0～0.05mm。

5.如权利要求1所述的一种弧齿锥齿轮副的安装调整方法，其特征在于：在所述主动锥齿轮(1)大端的轴颈的外周面靠近根部位置处设置有第一环形凸起(19)，在主动锥齿轮(1)大端的轴颈外周面上部旋合有第一螺母(20)；所述第一角接触球轴承(8)内圈的下端面抵靠在第一环形凸起(19)上，第一角接触球轴承(8)内圈的上端面抵靠在第一螺母(20)上。

6.如权利要求1所述的一种弧齿锥齿轮副的安装调整方法，其特征在于：所述第二角接触球轴承(10)安装在第三轴承座(6)的阶梯通孔中，在第三轴承座(6)的阶梯通孔口部内壁上镶嵌有第一挡圈(16)；第一挡圈(16)抵靠在所述第二角接触球轴承(10)外圈的左端面上；在第三轴承座(6)的阶梯通孔的台阶面与所述第二角接触球轴承(10)外圈的右端面之间设置有第四调整垫圈(17)；第四调整垫圈(17)具备不同厚度系列，选用适合厚度的第四调整垫圈(17)，装配后使得第四调整垫圈(17)抵靠在所述第二角接触球轴承(10)外圈的右端面上时，第四调整垫圈(17)的右端面与第三轴承座(6)的阶梯通孔的台阶面之间形成的装配间隙为0～0.05mm。

7.如权利要求1所述的一种弧齿锥齿轮副的安装调整方法，其特征在于：所述第一滚棒轴承(9)安装在第二轴承座(5)的阶梯通孔中，第一滚棒轴承(9)外圈的下端面抵靠在第二轴承座(5)的阶梯通孔的台阶面上，在所述第二轴承座(5)的阶梯通孔的口部设置有第二挡圈(18)，第二挡圈(18)抵靠在第一滚棒轴承(9)外圈的顶面上；主动锥齿轮(1)小端的轴颈的外周面设置第二环形凸起(21)，在主动锥齿轮(1)小端的轴颈的内螺纹中旋合有限位环，且限位环具备限位缘板(22)；所述第一滚棒轴承(9)内圈的下端面抵靠在限位缘板(22)上；在第二环形凸起(21)与第一滚棒轴承(9)内圈的上端面之间设置有第五调整垫圈(23)；第五调整垫圈(23)具备不同厚度系列，选用适合厚度第五调整垫圈(23)，以及调整限位环的轴向旋合长度，使得第一滚棒轴承(9)内圈挡环与滚子上端面之间的装配间隙为0.3～0.5mm。

8.如权利要求1所述的一种弧齿锥齿轮副的安装调整方法，其特征在于：在所述从动锥齿轮(2)大端的轴颈上设置有轴向限位台(24)，所述第二角接触球轴承(10)内圈的左端面抵靠在轴向限位台(24)上；在从动锥齿轮(2)大端的轴颈上旋合有第二螺母(25)，且第二螺母(25)抵靠在所述第二角接触球轴承(10)内圈的右端面上。

9.如权利要求1所述的一种弧齿锥齿轮副的安装调整方法，其特征在于：所述第二滚棒轴承(11)安装在第四轴承座(7)的阶梯通孔中，第二滚棒轴承(11)外圈的左端面抵靠在第四轴承座(7)的阶梯通孔的台阶面上，在所述第四轴承座(7)的阶梯通孔的口部设置有第三挡圈(26)，第三挡圈(26)抵靠在第二滚棒轴承(11)外圈的右端面上；从动锥齿轮(2)小端的轴颈的外周面设置第三环形凸起(27)，在从动锥齿轮(2)小端的轴颈的外螺纹上旋合有第三螺母(28)；所述第二滚棒轴承(11)内圈的左端面抵靠在第三螺母(28)上；在第三环形凸起(27)与第二滚棒轴承(11)内圈的右端面之间设置有第六调整垫圈(29)；第六调整垫圈(29)具备不同厚度系列，选用适合厚度第六调整垫圈(29)，以及调整第三螺母(28)的轴向位置，使得第二滚棒轴承(11)内圈挡环与滚子右端面之间的装配间隙为0.3～0.5mm。

10.如权利要求4所述的一种弧齿锥齿轮副的安装调整方法，其特征在于：在所述轴承压盖(12)与所述第一轴承座(4)之间设置有第一密封圈(30)；在所述第一轴承座(4)与所述安装壳体(3)之间设置有第二密封圈(31)；在所述第三轴承座(6)与所述安装壳体(3)之间设置有第三密封圈(32)。

技术总结
本发明涉及航空发动机传动系统技术领域，尤其涉及一种弧齿锥齿轮副的安装调整方法。通过将第一调整垫圈、第二调整垫圈分别设置为具备不同厚度系列的垫圈，通过选用不同厚度的第一调整垫圈、第二调整垫圈进行组合使用，可以调节主、从动锥齿轮能够的轴向位置，进而可以实现弧齿锥齿轮副齿面接触区和啮合间隙的调整。弧齿锥齿轮副的主、从动锥齿轮的支承轴承选用角接触球轴承和滚棒轴承，将滚棒轴承分别安装到主、从动锥齿轮的小端，用来承受径向力，角接触球轴承分别安装到主、从动锥齿轮的大端，用来承受全部轴向力和部分径向力。从而提高支承轴承的使用可靠性，延长轴承使用寿命。

技术研发人员：孙莉,杨光荣,马绍兴,李春强
受保护的技术使用者：中国航发贵阳发动机设计研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5