一、齿轮传动机构概述
齿轮传动是最常用的传动方式之一，它依靠轮齿间的啮合传递运动和动力。其特点是：能保证准确的传动比，传递功率和速度范围大，传动效率高，结构紧凑，使用寿命长，但齿轮传动对制造和装配要求较高。齿轮传动的类型较多，有直齿、斜齿、人字齿轮传动；有圆柱齿轮、圆锥齿轮以及齿轮齿条传动等。要保证齿轮传动平稳、准确，冲击与振动小，噪声低，除了控制齿轮本身的精度要求以外，还必须严格控制轴、轴承及箱体等有关零件的制造精度和装配精度，才能实现齿轮传动的基本要求。
二、齿轮传动机构装配的基本要求
（1）保证齿轮与轴的同轴度，无偏心或歪斜等现象。
（2）严格控制齿轮的径向和端面圆跳动。
（3）保证准确的中心距和齿侧间隙值符合技术要求。
（4）相互啮合的两齿轮要有足够的接触面积和正确的接触部位，接触斑点分布均匀。
（5）对转速高的大齿轮，装配后要进行平衡试验。
（6）滑动齿轮不应有咬死和阻滞现象，变换机构应保证准确的定位，齿轮的错位量不超过规定值；空套齿轮在轴上不得有晃动现象。
（7）封闭箱体式齿轮传动机构，应密封严密，不得有漏油现象，箱体结合面的间隙不得大于0.1 mm或涂以密封胶密封。
（8）齿轮传动机构组装完毕后，应进行跑合试车。
三、齿轮传动机构的装配步骤
（1）装配前对零件进行清洗、去毛刺，检查装配零件的粗糙度、尺寸精度及形位误差等是否符合图纸要求，装配表面必要时应涂上润滑油。
（2）将齿轮装于轴上，并装配好轴承。
（3）齿轮—轴安装到箱体相应位置。
（4）检查、调整安装后齿轮接触质量。
四、圆柱齿轮传动的装调
1.齿轮与轴的装配
（1）在轴上空套或滑移的齿轮，直接将齿轮套装到轴上相应位置。装配后，齿轮在轴上不得有晃动现象。
（2）在轴上固定的齿轮，装配时，具有较小过盈量的，可用铜棒或锤子轻轻敲击装入；具有较大过盈量时，可在压力机上压装。压入前，配合面涂润滑油，压装时要尽量避免齿轮偏斜和端面不到位等装配误差。也可以将齿轮加热后，进行热套或热压。
（3）齿轮与轴为锥形面配合时，应用涂色法检查接触状况，对接触不良处进行刮削，使之达到要求。装配后，轴端与齿轮端面应留有一定的间隙Δ。如图3-2-3-1所示。
图3-2-3-1 齿轮与轴为锥面结合
（4）齿轮端面圆跳动与径向圆跳动的检查。
齿轮端面圆跳动误差的检测方法如图3-2-3-2所示，齿轮旋转一圈，百分表的最大读数与最小读数的差值为齿轮端面圆跳动误差。
图3-2-3-2 齿轮端面圆跳动误差的检测方法
齿轮径向圆跳动的检测方法如图3-2-3-3所示，用百分表测量圆柱规，齿轮每转动3～4个齿重复测量一次，测得百分表的最大与最小读数之差为径向圆跳动误差。
图3-2-3-3 齿轮径向圆跳动误差的检测方法
2.检查箱体的主要部件是否符合技术要求
1）检查孔和平面的尺寸、形状精度、表面粗糙度
2）检查孔的中心距及轴线平行度
在齿轮未装入箱体前，用游标卡尺或用专用检验心轴与内径的千分尺进行孔中心距的检查。如图3-2-3-4所示。
图3-2-3-4 啮合齿轮的中心距检查
孔轴线平行度的检查，如图3-2-3-4、图3-2-3-5所示。图3-2-3-4中，测出轴两端尺寸L1、L2，其差值为两孔轴线平行度误差；图3-2-3-5中，测出轴两端尺寸h1、 h2，其差值为两孔轴线与基面的平行度误差。
图3-2-3-5 孔轴线平行度
3）检查孔的同轴度
多孔的同轴度检查如图3-2-3-6所示。图3-2-3-6（a）中，若心轴能自由推入几个孔中，表明孔的同轴度符合要求；图3-2-3-6（b）中，心轴转动一圈，百分表的最大与最小读数的差值为同轴度误差。
图3-2-3-6 孔同轴度的检查方法
4）检查孔的垂直度
孔轴线与孔端面垂直度的检查方法如图3-2-3-7所示，图3-2-3-7（a）中用带有检验圆盘的心轴进行检查，用塞尺测量间隙Δ或在圆盘上涂色检查孔的垂直度；图3-2-3-7（b）中用心轴与百分表配合检查，心轴转一圈，百分表最大与最小读数的差值为孔垂直度误差。
图3-2-3-7 孔的垂直度检查方法
（a）用带有检验圆盘的心轴检查；（b）用百分表与心轴检查
5）检查孔系垂直度及孔对称度
两孔间垂直度的检查方法如图3-2-3-8所示。具体操作如下：
图3-2-3-8 两孔间垂直度的检查方法
（1）在心轴1上装上百分表，在垂直孔中装入专用套，并将心轴1装入。
（2）在水平孔中装入专用套，并将心轴2装入。
（3）调整好百分表的测量位置，并固定好心轴1的位置。
（4）旋转心轴1，百分表在心轴2上两点的读数差，即为两孔在L长度内的垂直度误差。
两孔间对称度检查方法如图3-2-3-9所示。心轴1的测量端加工成“U”形槽，心轴2的测量端按对称度公差做成阶梯形的通端和止端，检验时，若通端能通过“U”形槽而止端不能通过，则对称度合格，否则为超差。
图3-2-3-9 两孔间对称度的检查方法
3.齿轮—轴部件装入箱体
根据轴在箱体中的结构特点，选用合适的装配方法，将齿轮—轴部件装入箱体。箱体组装轴承部位如是开式的，只要打开上部，即可将齿轮轴部件放入下部箱体，比如一般减速器。组装轴承部位是一体的，轴上的零件（包括齿轮、轴承等）需在装入箱体过程中同时进行，轴上有过盈量的配合件，装配时可用铜棒或手锤将其装入。
4.装配质量的检验
1）侧隙的检验
装配时主要保证齿侧间隙，一般图样和技术文件都明确规定了侧隙的范围值。装配后，两啮合齿轮的侧隙必须在两个极限值之间，并最好接近最小的齿侧间隙值。常用的检测方法如下：
（1）压扁软金属丝检查法。
①取两根直径相同的铅丝（熔断丝）：直径不超过最小间隙的4倍，但也不能太粗；长度不得少于4个齿距。
②在沿齿宽齿方向两端的齿面上，平行放置此两条铅丝（熔断丝），宽齿轮应放3～4条，如图3-2-3-10所示。
图3-2-3-10 压铅丝法检测齿轮副侧隙
③转动齿轮，使齿轮副啮合滚压，将铅丝压扁。铅丝必须在一个方向上转动后压扁，齿轮不能来回转动。
④用千分尺测量被压铅丝最薄处的厚度尺寸，即为侧隙。
压铅丝检验法测量齿侧间隙时，必须在齿轮周向的四个不同位置测量齿侧间隙，每次测量后须将齿轮旋转90°再测。
（2）百分表检查法，如图3-2-3-11所示。测量时，将一个齿轮固定，在另一齿轮上装夹紧杆，转动装有夹紧杆的齿轮，百分表可得到一个读数C，则齿轮啮合的侧间隙为C n＝C（R／L）（R为装夹紧杆齿轮的分度圆半径；L为测量点到轴心的距离）。
图3-2-3-11 百分表测量侧隙
对于模数比较大的齿轮，也可用百分表或杠杆百分表直接抵在可动齿轮的齿面上，将接触百分表测头的齿轮从一侧啮合转到另一侧啮合，百分表上的读数差值就是侧隙数值。
（3）塞尺检查法。检测时，将小齿轮转向一侧，使两齿轮紧密接触，然后用塞尺在两齿未接触面间测量，测得值为侧隙。用塞尺检查啮合侧隙时，必须在齿轮周向的四个不同位置测量齿侧间隙，每次测量后须将齿轮旋转90°后再测。
侧隙与中心距偏差有关，如果齿侧间隙不合乎要求，则可通过微调中心距进行侧隙的调整。而由滑动轴承支承的齿轮，可通过精刮轴瓦调整侧隙。
2）接触精度的检验
齿轮传动装配后，用涂色法进行齿轮接触斑点及分布情况的检查。
（1）将红丹粉加少量机油调制成黏稠的膏状物。
（2）在主齿轮面上薄而均匀地涂上红丹粉。
（3）被动轮加载使其轻微制动，转动主动轮驱动从动齿轮转3～4圈，在从动齿轮上观察痕迹。轮齿上接触痕迹的面积，一般情况下，在齿轮的高度上接触斑点应不少于30%～60%，在齿轮宽度上应不少于40%～90%（具体随齿轮精度而定），分布的位置应在齿轮节圆处上下对称。
（4）如是双向工作齿轮，正反向都要检查。
从一对齿轮啮合时的接触斑点情况可以判断产生误差的原因，并采取相应的调整方法。具体参见表3-2-3-1。
表3-2-3-1 齿轮接触斑点及调整方法
五、圆锥齿轮传动的装调
圆锥齿轮传动机构的装调方法与圆柱齿轮传动机构的装配基本类似，但装配时还应做到如下几点。
（1）应保证两个节锥的顶点重合在一起，安装孔的交角一定要达到图样要求。
（2）装配时要适当调整轴向位置。以圆锥齿轮的背锥作为基准，装配时使背锥面平齐，沿轴线调节和移动齿轮的位置，以保证两齿轮的正确位置，并能得到正确的齿侧隙，如图3-2-3-12所示。轴向定位一般由轴承座与箱体间的垫片来调整。
图3-2-3-12 小齿轮的轴向定位
（a）小齿轮安装距离的测量；（b）小齿轮偏置时安装距离的测量
（3）圆锥齿轮接触斑点的检查。涂色后，在无载荷的情况下，轮齿的接触斑点位置应在齿宽的中部稍偏小端；齿轮表面的接触面积，一般情况下，在齿轮的高度上接触斑点应不小于30%～50%；在齿轮的宽度上应不小于40%～70%（具体随齿轮的精度而定）。如图3-2-3-13所示。如接触不正确时，可通过移动轴向的位置、轴向移动齿轮、修正齿形等办法进行调整。
图3-2-3-13 圆锥齿轮传动接触斑点
（a）正常啮合；（b）侧隙不足；（c）夹角过小；（d）夹角过大
六、齿轮传动机构装配后的跑合
因为跑合可以消除加工或热处理后的变形，能进一步提高齿轮的接触精度和减少噪声。对于高转速重载荷的齿轮传动副，跑合就显得更为重要。
（1）加载跑合。在齿轮副的输出轴上加一力矩，使齿轮接触表面相互磨合（需要时加磨料）。用这种方法跑合需要时间较长。
（2）电火花跑合。在接触区域内通过脉冲放电，把先接触的部分金属去掉，以后使接触面积扩大，达到要求的接触精度。
（3）跑合合格后，应将箱体进行彻底清洗，以防磨料、铁屑等杂质残留在轴承等处。对于个别齿轮传动副，若跑合时间太长，还需进一步重新调整间隙。
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