探究賽教圓柱齒輪嚙合質(zhì)量的檢驗與調(diào)整教學(xué)設(shè)計

韋雨英

摘要：為了進(jìn)一步深化職業(yè)教育教學(xué)改革，國家非常重視職業(yè)技能競大賽。國家主席習(xí)近平致首屆全國職業(yè)技能大賽的賀信中提到：“職業(yè)技能競賽為廣大技能人才提供了展示精湛技能、相互切磋技藝的平臺，大力弘揚(yáng)勞模精神、勞動精神、工匠精神，激勵更多勞動者特別是青年一代走技能成才、技能報國之路，培養(yǎng)更多高技能人才和大國工匠，為全面建設(shè)社會主義現(xiàn)代化國家提供有力人才保障”。為了更好地將職業(yè)競賽和專業(yè)課程相互融合以賽促學(xué)，以賽先優(yōu)，以賽促教，賽教融合是提升中高職院校專業(yè)課程教學(xué)質(zhì)量的有效途徑，逐步成為師生成長成才的重要平臺和重要經(jīng)歷。

關(guān)鍵詞：圓柱齒輪;嚙合質(zhì)量;檢驗與調(diào)整

中圖分類號：TH123 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-957X（2021）07-0250-02

0 ?引言

本文展示了在機(jī)械裝配技術(shù)賽項中“圓柱齒輪嚙合質(zhì)量的檢驗與調(diào)整”教學(xué)設(shè)計。結(jié)合職業(yè)技能大賽要求，教學(xué)設(shè)計應(yīng)充分體現(xiàn)教學(xué)思想和教改模式融合一體，凸顯創(chuàng)新性、應(yīng)用性，突出專業(yè)實用性。賽教課程采用項目驅(qū)動式，分模塊分任務(wù)，以天煌教儀THMDZP-2型實訓(xùn)裝置綜合裝調(diào)設(shè)備為基礎(chǔ)，兼顧理論，突出實踐，各任務(wù)由淺入深，層層分析，確定教學(xué)重點和難點，每個任務(wù)包含有知識鏈接、任務(wù)實施、任務(wù)評價、任務(wù)拓展（可選）等，充分體現(xiàn)學(xué)生在“做中學(xué)，學(xué)中做”、“任務(wù)引領(lǐng)，結(jié)果驅(qū)動”的職業(yè)教育特色。教學(xué)中倡導(dǎo)以“實訓(xùn)項目”為核心重構(gòu)理論和實踐知識，讓學(xué)生在真實的情景中，在動手實踐的過程中去體會和領(lǐng)悟相關(guān)技能專業(yè)知識。增加學(xué)習(xí)樂趣與成就感，充分體現(xiàn)了“以學(xué)生為主體”的教學(xué)理念，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，滿足比賽選手的培訓(xùn)需求。

1 ?齒輪傳動的特點和裝配技術(shù)要求

1.1 齒輪傳動的特點

齒輪傳動是利用齒輪副來傳遞運(yùn)動和動力的一種機(jī)械運(yùn)動，它可以改變機(jī)構(gòu)的速比和運(yùn)動方向。它具有的優(yōu)點：①工作可靠性、效率高，能保證瞬時傳動比恒定不變;②結(jié)構(gòu)緊湊，可實現(xiàn)較大的傳動比，承載能力強(qiáng)，齒面具有高強(qiáng)度和高耐磨性，使用壽命長，維護(hù)保養(yǎng)簡單便捷。正是由于具備有這一優(yōu)點，它廣泛應(yīng)用在汽車、機(jī)械鐘表、金屬切削加工等行業(yè)領(lǐng)域。存在不足：齒輪副在運(yùn)行中容易產(chǎn)生沖擊、振動，當(dāng)潤滑欠佳時引起噪聲大;制造安裝精度要求高，因而成本較高;不宜用于中心距較大的場合等。

1.2 齒輪傳動的裝配技術(shù)要求

①嚴(yán)格控制齒輪孔與軸的同軸度精度在使用范圍內(nèi)。②確保齒輪有正確的安裝中心距和齒側(cè)間隙合理不超差。③要求有一定的齒輪嚙合接觸面積和正確接觸斑點位置占60%以上為合格。④保證齒輪定位，滑移齒輪在軸上滑移時應(yīng)有準(zhǔn)確的定位，其錯位量不得超過規(guī)定值。⑤一般對轉(zhuǎn)速高且直徑大的齒輪，裝配前應(yīng)進(jìn)行動平衡試驗。

2 ?任務(wù)實施

2.1 任務(wù)實施一：具體要求及檢測項目

①裝配前的準(zhǔn)備工作要充分，零部件應(yīng)進(jìn)行清理、清洗，去油污、毛刺等。②確保操作規(guī)范性，不得強(qiáng)拆硬拆或暴力野蠻拆裝等違規(guī)操作。③裝配工藝合理。一般按照先下后上、先難后易、先里后外等裝配原則進(jìn)行。④裝配前應(yīng)校對量具，根據(jù)裝配任務(wù)正確使用工具、量具，正確讀數(shù)和處理相關(guān)數(shù)據(jù)。⑤現(xiàn)場安全、文明生產(chǎn)。零部件、工具及量具按要求分類依次擺放整齊在指定位置，廢棄物的處理是否符合環(huán)保要求。⑥根據(jù)裝配任務(wù)、圖紙及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，按部件裝配圖裝配、調(diào)整與檢測，達(dá)到部件的預(yù)定要求和精度。⑦用壓鉛絲的方法完成箱外大齒輪和小齒輪嚙合齒側(cè)間隙（齒側(cè)間隙調(diào)整在0.03～0.08mm），兩嚙合齒輪的嚙合面寬度差的調(diào)整（兩嚙合齒輪的嚙合面寬度差調(diào)整為不大于兩嚙合齒輪厚度的5%為宜），保證齒輪副在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中平穩(wěn)。⑧各零部件安裝正確，無錯裝、漏裝、損壞等。⑨變速動力箱整體安裝后，保證相互之間轉(zhuǎn)動靈活，無卡阻現(xiàn)象，配合順暢。

通過變速動力箱整體安裝與調(diào)試后，進(jìn)入齒輪、傳動軸安裝調(diào)整的任務(wù)實施，可以讓學(xué)生分組進(jìn)行，具有條件的情況下可以2人為一組進(jìn)行考核，根據(jù)學(xué)生的裝配熟練程度設(shè)定限時考核時間，考核前先將變速動力箱體的部件完全分離拆成散件，并檢查所有零件是否完好，如有缺損，事先補(bǔ)齊，考核計時。

工量具清單：百分表及表座（1套/組）、塞尺（1把/組）、鋼直尺（1把/組）、帶表游標(biāo)卡尺（1把/組）、紫銅棒（1根/組）、螺旋壓入工具（1套/組）、內(nèi)六角扳手（1套/組）、鉛絲（若干）、黃油（若干）、紅丹粉（若干）、清潔布（若干）、潤滑油柴油（若干）、柴油（若干）等。

2.2 任務(wù)實施二：圓柱齒輪裝配質(zhì)量的檢驗與調(diào)整

裝配圓柱齒輪傳動機(jī)構(gòu)，將齒輪軸部件裝入箱體是一道重要的工序，齒輪軸組件裝入箱體后，必須檢查其裝配質(zhì)量。一般是先把齒輪裝在軸上，再把齒輪軸部件裝入箱體中。裝配質(zhì)量的檢驗包括齒側(cè)間隙的檢驗和接觸精度的檢驗兩項。除了齒輪本身的制造精度影響嚙合質(zhì)量外，齒輪箱體孔的尺寸精度、形狀、位置精度都影響嚙合質(zhì)量。因此，將齒輪軸部件裝入箱體前應(yīng)檢驗箱體的主要部位是否達(dá)到規(guī)定的技術(shù)要求。

2.2.1 齒側(cè)間隙的檢驗

常用檢查方法有兩種：

①壓鉛絲檢驗法。齒側(cè)間隙最直觀、最簡單的檢驗方法就是壓鉛絲法，在齒寬兩端的齒面上平行放置兩條（寬齒應(yīng)放置3～4條）直徑不超過最小間隙4倍的鉛絲。正確操作方法：根據(jù)裝配要求安裝齒輪嚙合后，在其中一個齒輪上均勻涂上少許的黃油，黃油主要作用是用來固定鉛絲的位置，以防轉(zhuǎn)動齒輪時鉛絲移位或掉落。把鉛絲擺在黃油上固定好后，轉(zhuǎn)動另一個齒輪從工作齒面接觸到非工作齒面接觸所轉(zhuǎn)過的齒寬中點節(jié)圓弧長，轉(zhuǎn)動齒輪擠壓鉛絲，鉛絲被擠壓后最薄處的厚度尺寸即為齒側(cè)間隙（此時用帶表游標(biāo)卡尺直接測量得到的數(shù)值就是兩齒輪嚙合的齒側(cè)間隙）。齒側(cè)間隙應(yīng)在0.03～0.08mm為合格，壓鉛絲法檢驗法也是最常用最快速最便捷的測量齒側(cè)間隙的方法之一。

②百分表檢驗法。用百分表測量齒側(cè)間隙的方法是，將一個齒輪固定不動，齒輪上需裝夾緊桿，測量時將百分表觸頭直接抵在一個齒輪的齒面上，開始微調(diào)鎖緊旋鈕使指針壓下半圈后，再轉(zhuǎn)動表盤使指針對零（方便讀數(shù)），然后從一側(cè)嚙合勻速轉(zhuǎn)到另一側(cè)齒合，百分表上的最大讀數(shù)與最小讀數(shù)之差就是它的齒側(cè)間隙。該測量方法相對而言比較耗時間。

由于齒側(cè)間隙的存在會產(chǎn)生齒間的沖擊，影響齒輪傳動的平穩(wěn)性，所以齒側(cè)間隙應(yīng)該很小。如果齒側(cè)間隙過小，齒輪傳動不靈活，熱脹時會卡齒，從而加劇齒面磨損;齒側(cè)間隙過大，換向時空行程大，易產(chǎn)生沖擊和振動。在競賽訓(xùn)練教學(xué)過程中允許學(xué)生任選以上其中一種方法進(jìn)行檢測，經(jīng)過調(diào)整齒側(cè)間隙測量得到的數(shù)值在0.03～0.08mm范圍內(nèi)為合格。

2.2.2 接觸精度的檢驗

接觸精度指接觸面積大小和接觸位置。嚙合齒輪的接觸面積一般采用涂色法進(jìn)行檢驗。檢驗時，在齒輪兩側(cè)面都涂上一層均勻的顯示劑（由紅丹粉+機(jī)油調(diào)和而得的半固體物狀），然后轉(zhuǎn)動主動輪，同時輕微制動從動輪（主要是增大摩擦力）。對于雙向工作的齒輪，正反兩個方向都應(yīng)該進(jìn)行檢查，以從動齒輪齒面上的接觸斑點印痕（黑點、亮點）形狀、位置和大小來判斷嚙合質(zhì)量。通過檢驗，可以判斷裝配時產(chǎn)生誤差的原因。齒輪上接觸斑點的面積大小，應(yīng)該隨齒輪精度而定。一般傳動齒輪（9～6級精度）在輪齒的高度上接觸斑點印痕應(yīng)該不少于30～50%，在輪齒的寬度上應(yīng)不少于40～70%，其分布的位置應(yīng)是自節(jié)圓處上下對稱分布。

通過接觸斑點印痕的位置與面積大小可以判斷裝配時產(chǎn)生誤差的原因及其調(diào)整方法。當(dāng)接觸斑點的位置正確面積太小時，可在齒面上加研磨劑使齒輪副轉(zhuǎn)動進(jìn)行對研，以達(dá)到足夠的接觸斑點百分比要求。齒形正確安裝有誤差造成接觸不良的原因及調(diào)整方法，見如表1所示。

3 ?任務(wù)評價

在任務(wù)評價的教學(xué)設(shè)置上，可以采用多元評價方式和通過作業(yè)形式考核，學(xué)生通過項目任務(wù)方式來實踐操作完成，圓柱齒輪傳動的安裝調(diào)試評分表如表2所示。

4 ?結(jié)語

筆者結(jié)合指導(dǎo)學(xué)生參加“機(jī)械裝配技術(shù)”賽項的教學(xué)設(shè)計及指導(dǎo)過程，總結(jié)學(xué)生參賽前的訓(xùn)練方法和要點，嚴(yán)管理，勤操練，訓(xùn)練有素，專業(yè)基礎(chǔ)知識要扎實，強(qiáng)化特殊技能的訓(xùn)練。使技能訓(xùn)練選手在動手實踐中練就過硬的本領(lǐng)，是縮短從學(xué)生到專業(yè)職業(yè)技能競賽選手的一個重要途徑。

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[3]浙江天煌科技實業(yè)有限公司.THMDZP-2型機(jī)械裝配技術(shù)綜合實訓(xùn)裝置說明書.