发动机平衡轴从动齿轮与曲轴驱动齿轮啮合间隙调整方法与流程

本发明属于汽车发动机零部件的安装方法，具体涉及一种发动机平衡轴从动齿轮与曲轴驱动齿轮啮合齿侧间隙调整方法。

背景技术：

汽车发动机处在工作状态时，活塞在气缸内具有较大的惯性力，该惯性力不平衡，容易使发动机产生振动。为了消除或减小这种振动，通常在汽车发动机上安装双平衡轴，利用双平衡轴自身的不平衡性来抵消发动机运行过程中产生的二阶往复惯性力，具体结构如图7和图8所示，在发动机箱体22内的曲轴23上安装有驱动齿轮26，第一平衡轴24和第二平衡轴25通过平衡轴固定罩30安装在发动机箱体22的顶面上，在第一平衡轴24上安装有第一从动齿轮27，第二平衡轴25上安装有第二从动齿轮28，所述驱动齿轮26与第二从动齿轮28啮合，第二从动齿轮28与第一从动齿轮27啮合。上述结构中，由于在齿轮啮合传动时，为了在啮合齿廓之间形成润滑油膜，避免因轮齿摩檫发热膨胀而卡死，齿廓之间必须留有间隙，此间隙称为齿侧间隙，由于齿轮传动对齿轮啮合处的齿侧间隙要求很高，当双平衡轴装配不准确或一致性不好时，发动机运行过程中会产生啸叫、抱轴等事故。因此在双平衡轴装配过程中，需要对齿轮啮合处的齿侧间隙进行反复检测和调整以达到装配要求，装配效率极低，且装配效果不佳。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种发动机平衡轴从动齿轮与曲轴驱动齿轮啮合间隙调整方法，以快速精确地调整平衡轴上的从动齿轮与曲轴上的驱动齿轮啮合处的齿侧间隙值。

本发明所述的发动机平衡轴从动齿轮与曲轴驱动齿轮啮合间隙调整方法，包括以下步骤：

步骤一、制备曲轴转动装置、曲轴转动角度控制装置、平衡轴间隙测量装置及平衡轴正时定位装置，所述曲轴转动装置包括叠装在一起的固定盘和刻度盘，在固定盘的内侧面上设置有定位销，在刻度盘外缘标示有角度刻线；曲轴转动角度控制装置包括指针及指针固定座，指针水平固定在指针固定座上；平衡轴间隙测量装置包括支撑座、固定架及千分表，固定架安装在支撑座上，千分表安装在固定架上；平衡轴正时定位装置包括连接头、套环及锁紧螺母，连接头的一端面一体联接有圆柱台，圆柱台外端面一体联接有螺杆，连接头的另一端面开设有套接孔，圆柱台、螺杆及套接孔同轴线，在连接头侧面开设有与套接孔连通的螺纹孔，其内旋接有锁紧螺钉；套环外圆柱面上垂直固定有基准杆，套环套装在所述圆柱台上与圆柱台间隙配合，锁紧螺母旋接在所述螺杆上将套环抵压在连接头端面。

步骤二、将工艺垫片垫装在平衡轴固定罩与发动机箱体的连接部位之间，然后将平衡轴固定罩固定在发动机箱体上，此时，第二平衡轴上的第二从动齿轮与曲轴上的驱动齿轮的中心距为最大。

步骤三、将曲轴转动装置的固定盘安装固定在曲轴端部，调整曲轴转动角度控制装置的指针与曲轴轴线位于同一竖直面上，并将指针固定座固定在发动机的箱体顶面，转动曲轴，使曲轴转动装置的刻度盘上角度刻线的零位线与指针对齐；将平衡轴正时定位装置的连接头套装在第二平衡轴端部，拧紧锁紧螺钉，将平衡轴间隙测量装置的支撑座固定在发动机的箱体顶面。

步骤四、转动曲轴转动装置，使曲轴沿顺时针方向转动10°，转动套环使基准杆竖直向上，再拧紧锁紧螺母，调节千分表的测量端与基准杆的基准面垂直接触，并将千分表上显示的数值清零，然后来回转动平衡轴正时定位装置，使第二平衡轴上的第二从动齿轮在与曲轴上的驱动齿轮的啮合处产生齿间转动，读取并记录千分表上显示的最大数值和最小数值的差值。

步骤五、转动曲轴转动装置，使曲轴沿顺时针方向依次转动至30°、100°、190°、210°、280°位置，重复步骤四。

步骤六、计算上述六组差值的平均值，依据平行轴圆柱齿轮的啮合方程：

计算驱动齿轮和第二从动齿轮的实际中心距aw与其无侧隙中心距a的差值，根据该差值通过表格1确定垫装在平衡轴固定罩的底面与发动机箱体之间所需垫片的厚度。

其中，jwt为齿侧间隙、α为压力角、αwt为无侧隙啮合角、aw为实际中心距、a为无侧隙中心距、x为变位系数、m为模数、z为齿数、z1为驱动齿轮的齿数、z2为第二从动齿轮的齿数。

表格1

步骤七、将步骤一中的工艺垫片更换为步骤五中所计算出厚度的垫片。

进一步，所述支撑座呈l形，由横板和与横板竖直连接的竖板组成，在竖板上开设有固定架安装孔；所述固定架呈l形，由长杆和与长杆垂直连接的短杆组成，固定架的长杆位于固定架安装孔内，竖板的顶面旋接有锁紧螺钉将固定架的长杆固定在支撑座竖板上端；固定架的短杆端部开设有夹嘴，一横向支杆固定在夹嘴内，所述千分表安装在横向支杆端部。

进一步，所述曲轴转动装置上设置有把手固定座，该把手固定座和所述固定盘位于刻度盘两侧，三者用螺栓固定连接在一起，在把手安装座两端均设置有把手。

本发明所述发动机平衡轴啮合齿轮齿侧间隙调整方法，借助曲轴转动装置、曲轴转动角度控制装置、平衡轴间隙测量装置及平衡轴正时定位装置，采用千分表法测量啮合齿轮的齿侧间隙值，其中，曲轴转动装置和曲轴转动角度控制装置能够精确控制曲轴的转动角度，确保啮合齿轮转动一整圈时具有代表性的几处齿侧间隙值均得到测量，无重复测量或漏测。测量前，通过在平衡轴固定罩与发动机箱体的连接部位之间垫装工艺垫片，使两啮合齿轮之间的中心距最大，确保两啮合齿轮的齿廓之间具有间隙，不会因轮齿摩檫发热导致的膨胀而卡死。测量后，根据测量结果，通过平行轴圆柱齿轮的啮合方程精确计算出所需垫片的厚度，并用该厚度的垫片更换工艺垫片，一次性将平衡轴调整到最佳的安装状态，无需反复调试，降低了平衡轴间隙的调整时间，提高了工作效率。

附图说明

图1为本发明中曲轴转动装置的轴侧图；

图2为本发明中曲轴转动角度控制装置的轴侧图；

图3为本发明中平衡轴间隙测量装置的轴侧图；

图4为本发明中平衡轴正时定位装置的爆炸示意图；

图5为本发明中连接头的主视图；

图6为将曲轴转动装置、曲轴转动角度控制装置、平衡轴间隙测量装置及平衡轴正时定位装置安装在发动机箱体上的轴侧图；

图7为驱动齿轮、第一从动齿轮、第二从动齿轮的啮合关系示意图；

图8为双平衡轴通过平衡轴固定罩安装在发动机箱体上的轴侧图；

图中：1―固定盘、2―刻度盘、3―把手、4―把手固定座、5―定位销、6―指针固定座、7―指针、8―支撑座、9―锁紧螺钉、10―固定架安装孔、11―固定架、12―夹嘴、13―横向支杆、14―千分表、15―连接头、16―螺纹孔、17―螺杆、18―套环、19―锁紧螺母、20―基准杆、21―套接孔、22―箱体、23―曲轴、24―第一平衡轴、25―第二平衡轴、26―驱动齿轮、27―第一从动齿轮、28―第二从动齿轮、29―垫片、30―平衡轴固定罩。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的描述。

本发明所述的发动机平衡轴啮合齿轮齿侧间隙调整方法，包括以下步骤：

步骤一、制备曲轴转动装置、曲轴转动角度控制装置、平衡轴间隙测量装置及平衡轴正时定位装置。所述曲轴转动装置如图1所示，包括叠装在一起的固定盘1和刻度盘2，在固定盘1的内侧面上设置有定位销5，在刻度盘2外缘标示有角度刻线。所述曲轴转动角度控制装置如图2所示，包括指针7及指针固定座6，指针7水平固定在指针固定座6上。所述平衡轴间隙测量装置如图3所示，包括支撑座8、固定架11及千分表14，固定架11安装在支撑座8上，千分表14安装在固定架11上。所述平衡轴正时定位装置如图4和图5所示，包括连接头15、套环18及锁紧螺母19，连接头15的一端面一体联接有圆柱台，圆柱台外端面一体联接有螺杆17，连接头15的另一端面开设有套接孔21，圆柱台、螺杆17及套接孔21同轴线，在连接头15侧面开设有与套接孔21连通的螺纹孔16，其内旋接有锁紧螺钉9；套环18外圆柱面上垂直固定有基准杆20，套环18套装在所述圆柱台上与圆柱台间隙配合，锁紧螺母19旋接在所述螺杆17上将套环18抵压在连接头15端面。

步骤二、如图8所示，将厚度为1.64mm的将工艺垫片垫装在平衡轴固定罩30与发动机箱体22的连接部位之间，然后将平衡轴固定罩30固定在发动机箱体22上，此时，第二平衡轴25上的第二从动齿轮28与曲轴23上的驱动齿轮26的中心距为最大。

步骤三、如图6所示，将曲轴转动装置的固定盘1安装固定在曲轴23端部，调整曲轴转动角度控制装置的指针7与曲轴23轴线位于同一竖直面上，并将指针固定座6固定在发动机的箱体22顶面，转动曲轴23，使曲轴转动装置的刻度盘2上角度刻线的零位线与指针7对齐；将平衡轴正时定位装置的连接头15套装在第二平衡轴25端部，拧紧锁紧螺钉9，将平衡轴间隙测量装置的支撑座8固定在发动机的箱体22顶面。

步骤四、如图7所示，转动曲轴转动装置，使曲轴23沿顺时针方向转动10°，转动套环18使基准杆20竖直向上，再拧紧锁紧螺母19，调节千分表14的测量端与基准杆20的基准面垂直接触，并将千分表14上显示的数值清零，然后来回转动平衡轴正时定位装置，使第二平衡轴25上的第二从动齿轮28在与曲轴23上的驱动齿轮26的啮合处产生齿间转动，读取并记录千分表14上显示的最大数值和最小数值的差值。

步骤五、转动曲轴转动装置，使曲轴23沿顺时针方向依次转动至30°、100°、190°、210°、280°位置，重复步骤四。

步骤六、计算上述六组差值的平均值，依据平行轴圆柱齿轮的啮合方程：

计算驱动齿轮26和第二从动齿轮28的实际中心距aw与其无侧隙中心距a的差值，根据该差值通过表格1确定垫装在平衡轴固定罩30的底面与发动机箱体22之间所需垫片29的厚度。

其中，jwt为齿侧间隙、α为压力角、αwt为无侧隙啮合角、aw为实际中心距、a为无侧隙中心距、x为变位系数、m为模数、z为齿数、z1为驱动齿轮26的齿数、z2为第二从动齿轮28的齿数。

表格1

步骤七、将步骤一中的工艺垫片更换为步骤五中所计算出厚度的垫片29。

具体的，如图3所示，所述支撑座8呈l形，由横板和与横板竖直连接的竖板组成，在竖板上开设有固定架安装孔10；所述固定架11呈l形，由长杆和与长杆垂直连接的短杆组成，固定架11的长杆位于固定架安装孔10内，竖板的顶面旋接有锁紧螺钉9将固定架11的长杆固定在支撑座8竖板上端；固定架11的短杆端部开设有夹嘴12，一横向支杆13固定在夹嘴12内，所述千分表14安装在横向支杆13端部。

在本实施例中，为了便于操作曲轴转动装置，如图1所示，所述曲轴转动装置上设置有把手固定座4，该把手固定座4和所述固定盘1位于刻度盘2两侧，三者用螺栓固定连接在一起，在把手3安装座两端均设置有把手3。