朱峰 赵士善 尹永伟
（山东临工工程机械有限公司）
根据市场反馈，装载机主传动系统的主、从动螺旋伞齿轮易出现早期磨损问题，我们对其原因进行了系统分析，并采取措施予以解决。
1 原因分析
1.1 主、从动螺旋伞齿轮啮合间隙不准确
装配时主、从动螺旋伞齿轮齿侧啮合间隙调整不当，正常的啮合间隙应为0.2～0.4mm。在实际装配时，技术工人凭手感来确定间隙，易产生装配误差。
1.2 从动螺旋伞齿轮与差速器联接结构不合理
由于从动螺旋伞齿轮与差速器联接采用开槽螺母加开口销锁紧（见图1），而螺栓的拧紧力矩往往达不到要求，开口销又只能防脱落但不能防松动，使用一段时间后，由于振动等原因易使开槽螺母产生松动，引起从动螺旋伞齿轮与差速器联接螺栓松动，导致从动螺旋伞齿轮窜动，引起齿面磨损和螺栓损坏。
另外，固定差速器总成轴承座的8.8级螺栓用铁丝防松（见图2），也存在松动的隐患，一旦松动，也会导致从动螺旋伞齿轮窜动，引起齿面磨损。
1.3 齿面硬度不均匀、轮齿淬火变形
齿面硬度不均匀、轮齿淬火变形也是造成齿面磨损的原因之一，从动螺旋伞齿轮直径（410mm）较大，厚度尺寸（49mm）较小，属盘类零件，在淬火时易产生变形，齿面硬度不均匀。
1.4 轴承预紧力的影响
按原设计要求，差速器两端圆锥滚子轴承在装配时没有施加预紧力，使用一段时间后，配合间隙增大，差速器总成与从动螺旋伞齿轮会产生轴向窜动，传递动力时产生碰撞，从而引起齿面磨损。
1.5 螺旋角的影响
原主、从动螺旋伞齿轮的螺旋角为15°，螺旋角较小，重叠系数小，从而使接触面积小，在传递动力时接触点受力增大，易引起疲劳磨损。
2 改进措施
2.1 加强装配控制
（1） 在装配时加强齿侧啮合间隙控制，通过改变调整垫片的厚度及调整螺母的位置，调整螺旋伞齿轮齿侧啮合间隙在0.2～0.4mm之间，并用塞尺检验。
（2） 调整螺旋伞齿轮啮合印痕，用涂红丹粉的方法检验。从动螺旋伞齿轮的啮合印痕应该为：齿面接触斑点沿齿高方向长度为全齿高的37％～60％，沿齿长方向为齿长的35％～65％，工作齿面（凸面）的接触斑点控制在齿的中部偏向小端，距小端为齿长的7％～15％，非工作齿面（凹面）的接触斑点控制在齿的中部（见图3）。
2.2 结构改进
2.2.1 改进螺栓防松方式，引进高强度螺栓防松
（1） 改变从动螺旋伞齿轮与差速器联接螺栓的结构，取消开口销锁紧的结构（见图4），同时取消轴承座固定螺栓串联铁丝防松的结构（见图5），全部采用高强度螺栓，螺栓性能等级由8.8级提高到10.9级。
（2） 采用高强度垫圈，垫圈性能等级300HV。
（3） 装配时涂高强度的螺纹锁固剂。螺纹锁固剂可用于承受强烈振动和冲击的螺纹件的锁固。通过改进，有效地防止了螺纹的松动现象，提高了联接强度，避免了因螺母松动而引起的从动螺旋伞齿轮窜动。
2.2.2 改变主、从动螺旋伞齿轮的螺旋角
主、从动螺旋伞齿轮的螺旋角由15°改为35°，加大了重叠系数，在传递动力时使接触点增多，受力面积增大，不容易引起疲劳磨损。
2.3 工艺改进
（1） 加强螺旋伞齿轮渗碳层深度控制，改进淬火工艺，采用压淬法，即淬火时采用压淬设备，将各齿同时压紧。这种方法可有效地防止齿面变形，提高齿轮淬火精度。
（2） 主、从动螺旋伞齿轮加工为成品后，用专用机床进行选配研磨，配对包装，可有效地保证齿轮的配合尺寸，使齿面重叠系数较大。
2.4 增加轴承预紧力
适当增加主传动（主螺旋伞齿轮和差速器）圆锥滚子轴承预紧力，不仅能提高旋转精度和支承刚度，以及轴承的使用寿命，还能防止因轴承间隙过大而引起的从动螺旋伞齿轮窜动。
3 结束语
通过以上改进，解决了主、从动螺旋伞齿轮磨损问题，提高了产品质量，配以合理润滑，定期维护，有效地延长了传动系统的使用寿命。通过在ZL50F 型装载机主传动上实际应用，效果良好。
来源：《工程机械》第40卷 2009年7月
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