作者：伏宇璐等

（中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司）

设备，滚齿机主要由传动箱、工作台、刀架、尾座等重要部分组成。长期在高负载下加工齿轮，造成传动箱中传动轴急剧磨损，每隔一段时间就要重新修配轴与挂轮的连接键或直接更换传动轴。本文对Y31160滚齿机传动轴急剧磨损问题进行了详细的分析，包括原理解答、故障原因和分析。通过本文，维修人员能够按图索骥，同时也能够举一反三，在修理改进其他设备的传动轴时，作为参考。

01　设备简介

YA31160滚齿机是重庆机床厂生产的具有较高精度的大型滚齿加工机械，机床主要采用液压机构，通过蜗轮、蜗杆以及传动箱来传递运动，其传动精度要求较高。受长期高负载加工影响，其传动轴与挂轮的磨损需要维修经验丰富且有较高技能的维修钳工来解决。通过平时的工作积累和维修滚齿机积累的经验，我们就传动轴与挂轮的磨损主要进行了两个方面的研究分析工作：

♦对传动箱的传动原理进行分析，对YA31160滚齿机的传动箱II轴III轴故障进行分析，结合传动箱原理和故障分析，制定对传动轴改进的方法。

♦总结传动轴改进后的优点。

02　传动箱工作原理

滚齿机的传动可分为主运动、分度运动、进给运动和差动运动。主运动也称为切削运动，由电机以1730r/min的转速驱动，传至滚刀。在传动齿轮箱内有传动合成机构，需要差动时，搭上交换齿轮，由图1可以看出传动箱的原理是由电动机带动皮带轮，由皮带轮传给传动轴，通过传动轴间的齿轮啮合传给主花键轴，再由花键轴传给刀架带动滚刀完成滚削动作，而滚刀滚削的速度由两个传动轴上的挂轮来决定，因此传动轴与挂轮间的配合要准确。

图1 传动箱整体剖视图

03　故障分析

传动箱II轴、III轴传递的是机床的主运动，承受的载荷相对较大，因此传动箱传动轴对此要有较好的耐磨性，足够的硬度和强度。下面就对滚齿机传动箱传动II轴和III轴的故障进行总体分析。由II轴、III轴常引发的故障点主要有：机床刀架无法转动；工作时传动箱有异声，机床振动；挂轮与轴之间打滑；II轴、III轴的传动间隙过大。

机床刀架无法旋转是由于传到刀架的传动中断导致，主要中断点出现在传动箱，即II轴和III轴的挂轮是相互啮合传动的，挂轮打坏之后，传动随即中断，导致刀架无法正常转动工作，同时，电机带动的皮带轮脱落也导致刀架无法转动。

II轴、III轴的挂轮之间的配合至关重要，挂轮松动后就会导致配合间的间隙增大，Z后导致挂轮打坏报废。因为挂轮与II轴、III轴是靠单键来连接的（见图1），在长时间的大载荷之下，使轴和键出现磨损、松动，机床出现异声、振动，挂轮在轴上打滑等现象，从而影响机床的传动精度，如何消除这些不良现象呢？这就要求II轴、III轴与挂轮的配合要准确、恰当，所谓恰当就是把配合间隙控制在可控范围之内，允许的范围之内，这就要求当出现异声、振动或打滑时，及时查看键与轴的配合，及时修复键与轴存在的配合间隙，因此保证键与轴的完好配合是机床正常运行的根本所在。

04　传动轴的改进技术探索

♦改进前的存在的问题分析

图2 改进前的轴和齿轮

如图2所示，改进前两根主要传动轴采用的是光杆轴，挂轮和轴之间的配合是靠单键来定位的，滚齿机在加工时要分两次才能完成一个齿轮的滚削工作。刀滚削量在2～3mm之间，这也是传动轴急剧磨损的时间；第二刀滚削量在0.1～0.3mm之间，是慢性磨损时间。由于挂轮是靠键来与传动轴连接配合的，光轴与挂轮的定位性不是那么准确，因此挂轮与传动轴之间存在配合间隙，在长时间的大切削量下，传动轴与挂轮连接的键就会出现磨损、松动，传动轴也会出现磨损，Z后致使挂轮打坏报废，更严重会产生工件报废，滚刀打坏飞出伤害到操作人员的安全。

因为轴与挂轮的配合是单键连接配合，故挂轮在传动轴上的定位性在长期使用中受到了损害，受大切削力后易使挂轮打坏，因此一直要修复键和轴，使设备故障率增高。

♦实施改进办法及安装调整步骤

通过对传动II轴III轴的故障分析，结合传动原理制定实施改进方法。首先，考虑在不改变原来轴的情况下进行改进，方法是：在原来的轴上采用双键定位，初步实施；试验，通?试验分析发现即使使用双键定位，在长时间的高负荷下工作，键还是会出现磨损，只是采用双键定位相对于单键定位使用时间长，并没有从根本解决此问题。

从新分析讨论更好的改进方法，发现如果一直使用光杆轴，那么它的定位无非就是靠键或字头螺丝来定位，这些定位在长时间大载荷下并不能持久工作，