消除齿轮齿条传动间隙的理想解决方案
对齿轮齿条传动补偿磨损和修复间隙
对齿轮齿条传动 补偿磨损和修复间隙在修理车床、铣床、刨床等设备时，常遇到齿轮齿条因磨损，或因导轨面的修理出现间隙等情况，磨损和间隙都要影响设备的精度，这就需要进行修复和消除间隙。
将小齿轮进行正变位以补偿（如车床、铣床等）或将大齿轮进行负变位以修复间隙（如龙门刨等）是修理工作中经常采用的方法之一。
一. 当导轨面不修理，仅补偿齿轮与齿条的啮合间隙在设备维修中，常有齿轮齿条因磨损而出现啮合间隙，但整个设备还不需要安排大修或中修。
也即只需要解决齿轮和齿条的间隙问题。
遇到这种情况时，需根据设备的齿轮和齿条的结构情况来。
即：1、对于车床和铣床等设备应先制作更换件，然后利用少量时间来更换，以免过多地影响生产。
采用此法时，须先求出小齿轮的各项参数，才能预先制作。
其方法是：1）测出磨损间隙。
在齿条上塞上铅片或铝片，摇动手轮，使齿轮紧压铅片或铝片与齿条，取出并测量被压处的厚度。
此厚度即为齿轮与齿条啮合间隙所超出的数值。
修理的目的就是消除这一间隙。
设其为B 。
2）求小齿轮的变位系数。
小齿轮变位系数由下列公式计算：直齿圆柱齿轮 01sin 22α⋅+-'=m BL L x斜齿圆柱齿轮01sin 22α⋅+-'=m B L L x n n式中：)(nL L ''为原设计的公法线长度，可由小齿轮的原设计资料中查出，或通过计算得出。
L 为齿轮磨损后的实际公法线长度，可以测出。
3）确定小齿轮的其他参数。
小齿轮的变位系数确定之后，齿顶圆直径、公法线长度均可算出，但应注意的是：小齿轮的变位系数过大时，需校核齿顶宽。
对于直齿圆柱齿轮齿顶园直径 ()100112x c f m d D f e -+-=跨测齿数 0101tan 25.0180απα⋅-+⋅=xZ n 公法线长 ()[]0101101tan 25.0cos ααπαx Inv Z n m L +⋅+-=齿顶宽⎪⎪⎭⎫⎝⎛-+⋅+=e e e Inv Inv Z x D S αααπ0101112tan 4 对于斜齿圆柱齿轮齿顶园直径 ()100112x c f m d D n f e -++=跨测齿数 01301tan 25.0cos 180απβα⋅-+⋅⋅=x Z n公法线长 ()⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⋅+-=0130110tan 2cos 5.0cos αβαπαx Inv Z n m L n齿顶宽⎪⎪⎭⎫⎝⎛-+⋅+=se s n n e e Inv Inv Z x D S αααπ0101112tan 4 式中：()e e D m Z 01cos cos αα⋅⋅=-()e s s es D m Z 01cos cos αα⋅⋅=- 2、对于龙门刨等设备 有些龙门刨（特别是轻型龙门刨）得主传动是由齿轮和齿条组成。
双齿轮齿条消隙结构的改进设计
‘ａｏ Ｈ Ｐ Ｐ
决 了现场 间隙过 大 ， 能完 全消 隙的难题 ； 对末端 轴 不 针
变形 大 ， 过加 粗末 端齿 轮 轴 轴 径 ， 增加 刚度 ， 小 通 来 减
其 中 ： 小 齿轮 的分 度 圆直 径 ； ｍ 为端 面模 数及 ｄ为 ｍ， 法 向模 数 ； 。 Ｚ 为小 齿 轮 齿数 ； ， 为 齿 宽 系数 ； 。咖 ， 为齿数 比 ； 为 复 合 齿 形 系数 ；＇ 为 许 用 接 触 应力 ， Ｏｐ Ｈ Ｎ ｍ 近似 取 Ｏ ｐ ｉ ５ Ｏ ｍ 为试验 齿 轮 的接 ／ ｍ（ ｒ ： ｉ ＇ ｉ Ｈ ／ ；Ｈ 触疲 劳极 限应力 ； 为按 接触 强度 计 算 的最 小 安全 Ｊ ｓ 系数 ， 可取 ｓ １ １Ｏｐ ｉ ． ；＇ 为许 用弯 曲应 力 ，／ ｍ ， ＞ Ｉ Ｆ Ｎ ｒ 简 ａ 化 Ｏ ｐ 朋／ ｉ Ｏ Ｅ ＂ Ｈ Ｉ ｒ 为齿 轮 材料 的弯 曲疲 劳 强 度基 ｓ ；Ｆ
许 用挠 度 ［ ］ ｙ
般用途 的轴
［ … ］ ０ ００３～ ．０ ） ｙ ≤（ ．０ ０ ００５ Ｌ ［ ］ ．０ Ｌ Ｙ ≤Ｏ ０ ０２ ［ ］ ００ ０ ０ ） Ｙ ≤（ ． １— ． ３ ｍ 许用偏转角 ［ ］ ｒｄ ０ ／ａ
≤０ ０ １ ．０
度
ｙ
２ 原进给箱体 技术参数及使用情况
箱， 在装 配过程 中发 现 ， 端 轴 变 形 过 大 ， 动 链 中间 末 传
隙过大 ， 现有 的双 齿 轮齿 条 消 隙结 构 已不 能 完 全 消 除 传 动链 中 的间隙 ， 能 满 足 使 用 要 求 。为 了保 证 进 给 不
外， 轴承 和机 座 的刚度 、 合在 轴上 零件 的刚度 以及轴 配 的局 部 削弱等 ， 轴 的弯 曲变 形 都 有影 响 。一般 机 械 对 制造 业 中 ， 的许 用挠 度 ［ ］ 轴 Ｙ 和许 用偏 转 角 ［ ］ ０ 的计 算
齿轮齿条 间隙调整
齿轮齿条间隙调整齿轮和齿条是机械传动系统中常见的组件，它们通常用于将旋转运动转换为直线运动或者反之。
在齿轮和齿条的传动过程中，间隙的调整是非常重要的，它直接影响到传动系统的精度、稳定性和寿命。
下面我将从多个角度来回答你关于齿轮和齿条间隙调整的问题。
首先，让我们从齿轮和齿条的基本结构和工作原理来谈起。
齿轮是一种圆形的齿状零件，而齿条则是一种长条形的零件，齿轮的齿与齿条的齿咬合，通过齿轮的旋转来驱动齿条的直线运动，或者通过齿条的运动来驱动齿轮的旋转。
在这样的传动过程中，齿轮和齿条之间的间隙需要被精确调整，以确保它们的咬合和运动的顺畅性。
其次，间隙的调整对于齿轮和齿条传动系统的精度和稳定性有着重要的影响。
如果间隙过大，会导致齿轮和齿条之间的咬合不紧密，从而影响传动的精度和稳定性；而如果间隙过小，会增加齿轮和齿条之间的摩擦，容易造成零件的磨损和过热。
因此，合适的间隙调整是确保传动系统正常工作的关键。
接下来，让我们来谈一下如何进行齿轮和齿条的间隙调整。
一般来说，间隙的调整可以通过调整齿轮和齿条的安装位置或者通过调整齿轮的中心距来实现。
在实际操作中，通常需要使用专门的工具和测量仪器来进行间隙的调整，以确保调整的精度和准确性。
此外，间隙的调整还需要根据具体的传动系统和工作条件来进行合理的选择和调整。
最后，间隙的调整是齿轮和齿条传动系统维护和保养中的重要环节。
定期检查和调整齿轮和齿条的间隙，可以有效地延长传动系统的使用寿命，提高传动的精度和稳定性，减少故障和损坏的发生。
总的来说，齿轮和齿条的间隙调整是机械传动系统中非常重要的一环，它直接影响到传动系统的工作性能和使用寿命。
合适的间隙调整可以确保传动系统的正常工作，提高其精度和稳定性。
因此，在实际操作中，需要根据具体的情况和要求来进行合理的间隙调整，以确保传动系统的正常运行。
齿轮振动改善措施方案
齿轮振动改善措施方案
一、减少齿轮磨损：
1. 确保齿轮配对的精度，确保齿轮齿形准确匹配，以减少磨损。
2. 使用高质量的润滑油，确保齿轮在运行过程中充分润滑，减少摩擦和磨损。
二、改善齿轮配对：
1. 在制造过程中，确保齿轮的加工工艺和质量控制，以保证齿轮的精度和配对性能。
2. 注意齿轮装配时的对位和配对，避免安装不当导致齿轮错位和不平衡。
三、减少齿轮的冲击和振动：
1. 增加齿轮的刚度，减少齿轮的变形和振动。
可以通过增加齿轮的厚度或增加支撑结构的刚度来达到目的。
2. 在齿轮传动系统中安装减振器，通过吸收和减少冲击和振动能量，减少齿轮的振动。
四、改善齿轮的平衡性：
1. 在齿车的制造过程中，注重齿轮的平衡性，避免在高速旋转过程中产生不平衡振动。
2. 齿轮装配时，进行动平衡调试，确保齿轮组件的平衡性。
五、及时检修和维护：
1. 定期对齿轮进行检查和维护，及时发现和修复潜在问题。
2. 注意齿轮的清洁和润滑工作，确保齿轮的正常运行和延长使用寿命。
六、优化齿轮传动系统的设计：
1. 根据实际工况和需求，进行齿轮传动系统的合理设计，选择合适的齿轮参数和配对方式，以减少振动和冲击。
2. 根据传动系统的特点，采用合适的减振和减震措施，降低齿轮振动。
利用弹簧消除齿轮传动间隙一法
本文链接：/Periodical_sbglywx200403025.aspx
器安装示意图。
利用弹簧消除 齿轮传动间隙一法
!许世豪 徐 波 吕 丽
齿轮、 齿条脉冲编码器在数控机床中得到广泛的应用， 其目 的是精确地测量和保证机床直线运动的精度。在使用中， 齿轮 的磨损会直接影响 测量精度。采用弹 簧是消除齿轮传动 间隙最简便的方法 之一。 图 ! 所示是我 公司 自 行 设 计 的 "#" 四轴控制的数 控弯 管 机 ! 轴 弯 管测量系统增加弹 簧预 紧 拉 力 的 齿 轮、 齿条、 脉冲编码
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万方数据
作者通联： 武汉锅炉股份公司装备处 图! 号 %,&&a武珞路 -.* 王 其〕
利用弹簧消除齿轮传动间隙一法
作者： 作者单位： 刊名： 英文刊名： 年，卷(期)： 许世豪， 徐波， 吕丽 武汉锅炉股份公司装备处,武汉市武珞路586号,430070 设备管理与维修 PLANT MAINTENANCE ENGINEERING 2004(3)
轴齿轮通过联轴器外壳内的专用联轴器 （编码器专用联轴 器能保证同轴度误差， 保护编码器精确地同步旋转） 与编码器的 输入轴联接， 组成一个编码器齿轮轴系。固定轴与轴齿轮平行 等高， 齿条固定在机床油缸上， 油缸的往复运动使得编码器齿轮 轴系作旋转运动。弹簧装在联轴器外壳的外侧， 弹簧的拉力可 以消除齿轮副的间隙。 第二重型机器厂制造的 $%&&&’# %&&& 型三辊筒卷板机， 是 轧制锅炉筒体的大型设备， 原设计的自整角机脉冲编码器上辊 位置数显装置从 !((% 年安装使用以来， 由于安装位置、 支承部 件、 齿轮精度等诸多原因， 厂家多次返修都未能正常投入使用。 操作工在轧制锅炉筒体时， 只能用肉眼近距离接近火红的工件 观看上辊标尺来控制上辊的实际位置， 有几次误操作， 险些导致 筒体报废。 投入运行， 效果良好， 避免 $&&& 年采用上述结构进行改进， 了操作工在高温下观察标尺， 确保了筒体的轧制质量。改进后 齿条工作长度 !)*+， 往复行程约 ,+， 测量数字系统显示位移量 误差"&)$-++。经多年的运行在维修更换时 （齿轮、 齿条都磨 成锯齿型， 齿顶完全磨尖了） 还能够精确地测量位移量。
齿轮间隙的消除方法
齿轮间隙的消除方法
消除齿轮间隙的方法通常有以下几种：
1. 使用预紧装置：通过加大齿轮的载荷，使齿轮啮合更紧密，从而减小或消除间隙。
例如，可以使用弹簧预紧器将齿轮轴向预紧。
2. 使用垫片或填料：在齿轮装配中，可以在轮轴与齿轮之间添加垫片或填料，以填补间隙并确保齿轮的紧密啮合。
3. 调整齿轮的位置：通过调整齿轮的位置，使其更加精确地与相邻齿轮啮合，从而减小或消除间隙。
这可能需要调整齿轮的轴向位置或倾斜角度。
4. 使用高质量的齿轮：选择制造精度高、表面加工好的齿轮，可以减小齿轮的间隙。
5. 使用补偿齿：在齿轮表面添加特殊形状的补偿齿，使其与相邻齿轮的间隙互相补偿，从而减小间隙。
无论使用哪种方法，消除齿轮间隙都需要仔细测量和调整，以确保齿轮的正确运行。
消除由齿轮侧隙引起误差的方法
齿轮副1
新齿轮副2
预紧力F
方法一：双齿轮消隙（施加预紧力）
力分析
Fa
ห้องสมุดไป่ตู้
Fa n n
预紧力F 当需要连续改变齿轮转向的时候，不能达到消除侧隙的效果。
方法一：双齿轮消隙-改进
两边轴向加一个弹簧，弹簧初始条件下形变相同。
F2 压缩 拉伸
Fa
Fa n 拉伸 压缩 F1 利用弹簧的形变产生的力作用轴，使轴在轴向产生微小的移动从而消除齿轮的侧隙 n
4：弹簧
消除由齿轮侧隙引起的回程误差的方案
齿轮侧隙
侧隙
防止在传动过程中由于温度升高造成齿轮卡死； 存放润滑油——最小极限侧隙 当齿轮为正反转时，侧隙引起了回程误差，造 成机构不能准确定位
如何消除由正反转齿轮侧隙引起的回程误差？
方法一：双齿轮消隙（施加预紧力）
原理： 正常的传动顺序是由新斜 齿轮副2带动齿轮副1转 动. 当改变传动方向，这时 候在斜齿轮主动轮施加 一个轴向力F，主动斜 齿轮在轴线方向有一个 位移，从而使从动的斜 齿轮产生一个微小的转 动这样就可以去除齿轮 副1的侧隙。
方法二：弹簧加载双片齿轮消隙
该机构是利用弹 簧连接在一起的两片 齿轮同时啮合在配对 齿轮上，其中一片齿 轮与轴固定，另一片 齿轮为空套在轴上的 浮动齿轮片，当齿轮 传动时，啮合齿与工 作齿面间的齿隙被弹 簧拉紧的另一片浮动 齿轮所填满，以此来 消除正反向的啮合间 隙及回程误差。
1：固定齿轮 2：加载齿轮 3:主动齿轮
浅述双电机驱动系统消除齿轮间隙的对策
浅述双电机驱动系统消除齿轮间隙的对策作者：南京航空航天大学自动化学院杨海萍王道波引言采用齿轮减速来获得大力矩输出是伺服控制系统中常采用的拖动方式，这种带齿轮传动的伺服系统由于存在齿轮间隙会造成系统极限环振荡、低速不平稳和换向跳变等现象, 使伺服系统不能达到较高的定位控制精度。
由于齿隙非线性所具有的强非线性、非解析描述和不可微的特性,采用常规控制方法不能解决齿隙造成的控制精度差和动态性能不良等问题，因而解决齿隙非线性对控制精度影响的问题一直是控制领域研究的重要内容。
近些年来，随着对齿隙非线性机理研究的深入和非线性控制理论的发展，采用控制方式来消除齿隙影响的方法不断出现，如自适应控制理论、逆模型方法、碰撞分析法和非线性几何理论等，已成为解决齿隙问题的有力工具，上述这些方法基本都是针对建模、特性分析和控制理论进行的研究,不便于直接应用于工程实现。
本文提出了一种在工程实现上简便有效的方法，即采用双电机差步驱动来消除齿轮传动间隙的方法，通过二个电机的差步加载，使齿隙现象消除，不仅可达到较高的定位精度，同时能提高输出轴的力矩。
带齿隙伺服系统的机理分析为分析双电机驱动时差步控制消除齿隙的机理，需对双电机驱动的伺服系统进行数学建模与分析。
在大小齿轮运动过程中，大齿轮和小齿轮的啮合运动是通过它们之间的弹力和粘性摩擦力的相互作用来完成的，在一般情况下，粘性摩擦力忽略不计。
由于制造和机械上的误差造成齿轮啮合不够准确，会进一步增大齿隙的影响。
建模思路是先不考虑齿隙影响建立电机传动系统的理想动力学模型，然后再把齿隙考虑进去，进一步建立含齿隙的电机传动系统的动力学模型。
双电机驱动系统的原理结构图如图1所示：图1 双电机驱动齿轮原理图如不含传动齿轮时其动力学模型可为：（1）式中：j c1，j c2是两个小齿轮的转动惯量，是两个小齿轮的角速度，是两个伺服电机的角速度，i1和i2表示两电机电枢回路的电流，u1，u2是两个电机的电枢电压，j m是大齿轮的转动惯量，是大齿轮的角速度，c是阻尼系数，k是刚性系数。
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消除齿轮齿条传动间隙的理想解决方案近年来，国内对大行程、高效率、高精度机床的需求量激增。
齿轮与齿条搭配的传动方式越来越受到机床设计者的青睐。
但是由于数控机床进给系统经常处于自动变向状态，反向时齿轮于齿条之间存在间隙，就会使进给运动的反向滞后于指令信号，从而影响其驱动精度。
这个问题多年来一直困扰着机床设计者。
下面我们以德国WMH HERION(亨利安传动)公司生产的6模数齿条为例来探讨间隙对传动系统的危害性:
德国亨利安齿条每米齿距累积误差已经能达到0.020mm以内，然而在标准中心距下与齿轮相啮合的背隙高达0.040mm~0.140mm，齿轮齿条的啮合背隙在高精度的传动方案中显的更为致命。
为了实现齿轮齿条的高传动精度，始于1895年的德国亨利安传动在为客户提供精密传动解决方案的过程中积累了大量经验，下面我们将向读者介绍两种机械自动消除间隙的解决方案。
方案一适合轻载机床用的预加载荷自动消隙齿轮(专利产品)
这种齿轮安装部位为ISO 9409—1标准法兰盘，可以与任何法兰输出的减速机连接，而且此结构直齿或斜齿都可消除间隙，安装与选型都非常方便，特别适合轻型快速的机械设备，在欧洲已经广泛应用与激光切割以及大型非金属机加工机床。
接下来我们通过逐步装配图来了解一下它的消隙原理
DIN5级精度的标准齿轮通过无缝焊接技术焊接在ISO标准法兰盘上
另一半消隙齿轮与花键轴连接定位
安装夏德联轴器选择正确的错位角度
安装碟形弹簧插入预紧螺钉并用力拧至间隙消除
插入锁紧螺钉
这种结构的消隙齿轮德国亨利安传动已经将其作为一种标准产品，为客户提供不同规格的解决方案，通过批量生产降低了生产成本以及供货周期。
参照图表并按要求转动螺纹孔个数
方案二、适合重型机床使用的自动消隙齿轮箱
为亨利安传动为机床制造用户量身定做，齿轮箱为双齿轮输出，前进与后退时前后齿轮单独提供动力，从动齿轮在碟形弹簧的涨紧力的作用下紧靠在齿条上，如图所示
为了方便客户调节预紧力亨利安传动在设计之初已经计算好了预紧力的大小，用户在使用时紧需要按照说明扭动表盘指针到指定的刻度。
而且这种齿轮箱可直接与伺服电机相接，在齿轮箱设计的过程中，亨利安的设计人员已经将用户所需要的减速比计算好，通过齿轮的多极减速起到提高输出扭矩的作用。
双齿轮输出消隙齿轮箱现在已经广泛的应用在重型卧车、数控落地镗铣、重型龙门机床等领域。
亨利安传动的技术人员，可以按照机床设计者的要求，为机床生产企业提供完整的传动解决方案。