双齿轮消隙减速箱的结构及装配
齿轮减速箱装配图
俯视 局部放大 主视 放大 主视 局部放大 主视图标注 放大 俯视图标注 放大
4、布局、画基线
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主 动 轴 系
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齿轮减速箱分解图
习题集 p83
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2、读懂零件图
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深沟球轴承（GB/T276-94） 6000 型
• 画从动轴，轴向定位 以齿轮位置为依据
• 确定箱体主要轮廓 和轴承座轮廓线
• 画挡油环 • 定出滚动轴承的 位置及轮廓尺寸
5/15 20 立体 齿轮轴 输出轴 挡油环 齿轮 h 轴承 小透盖
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• 轴承内圈由挡油环和轴肩定位 • 轴承外圈由调整环和端盖定位 • 轴承间隙由调整环厚度调整
箱体
• 画齿轮轴轮廓，小齿轮 的中线与箱体对称线对齐
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4、画图框、布局，画主要基准线
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• 布局时要考虑 标题栏和明细表 等
• 计算轮廓尺寸， 合理布置
• 画各视图的主 要基准线（主要 轴线、对称中心 线、基面或端面）
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5、画图
齿轮在箱 体内位置 应居中 （宽向）
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→ 画图要点
• 用淡、细线条画底图 • 先画主要零件，后画次要零件
关于双齿轮齿圈消隙结构传动装置的理论计算
关于双齿轮齿圈消隙结构传动装置的理论计算双齿轮齿圈及消隙结构主要应用在双柱立式车、铣、钻、镗加工中心的工作台分度机构上，本文以我公司（齐重数控装备股份有限公司）CXH5250F×40/50L 型数控双柱立式加工中心为例，研究其工作台分度双齿轮齿圈消隙结构进给传动装置的理论计算。
CXH5250F×40/50L型数控双柱立式加工中心采用西门子840D数控系统，X、Z、C轴三轴联动，。
该机床精度要求高，工作台分度机构允差±8″，工作台的径向跳动和钻削主轴的径向跳动按国家标准的允差值压缩30%。
一、工作台分度进给传动装置的理论计算工作台分度进给结构是该机床的关键结构，首先根据图纸，分析工作台分度机构的结构、传动原理并进行传动链传动误差的理论计算。
1、传动链误差传递规律计算双齿轮消隙传动装置系统,在传动链中，传动误差由动力输入环节向着末端执行元件传递和累积，最后集中反映到末端件上，使主轴产生运动误差。
传动误差的计算，相似于运动位移的计算。
运动位移是在啮合过程中由主动件传给被动件的，并且只沿瞬时啮合点处的公法线方向传递。
由于两传动件在公法线方向上的瞬时速度分量相等，所以两传动件在啮合点处的公法线方向上的瞬时位移量也应相等，误差传递也是这样。
对应于转角误差△φ1的线性误差△s1为：△S1=△φ1×r1△φ1—齿轮的转角误差r1—齿轮的回转半径与齿轮1相啮合的齿轮2也同时产生等值的线性位移，即△S2=△S1同理△S2=△φ2 ×r2△φ2 =△S2/ r2=△φ1×r1 / r2=△φ1×I 1△S2—齿轮2的线性误差△φ2—齿轮2的回转半径I 1 —第一对啮合齿轮的传动比同理：△φ3=△φ2=△φ1×I 1△S3=△φ3×r3=△φ1×I 1×r3△S4=△S3=△φ1×I 1×r3=△φ4×r4△φ4=△S4 / r4=△φ1×I 1×r3 / r4=△φ1×I 1×I 2由此可见，各个运动件的误差都按一定的传动比依次传递。
双电机电气消隙与单电机机械消隙对比
双电机电气消隙与单电机机械消隙对比导语：本文从原理、性价比、结构等方面说明双电机电气消隙与单电机机械消隙的区别。
一）机械消隙产品（法国REDEX产品）：单个电机输入两个齿轮输出形式，（REDEX产品为一个电机输入，两个减速机带齿轮输出，通过专利技术，在减速机中间加预负载，运用机械原理将减速机内部及齿轮齿条之间的背隙全部消除）如图示：二）双电机电气消隙产品（德国STOBER产品）：双电机输入两个齿轮输出形式（即，两个电机输入，两个减速机带齿轮输出，运用电气控制，致使一个电机驱动的时候，另一个电机进行制动，将齿轮齿条及减速箱内部背隙全部消除）如图示：德国STOBER双电机电气消隙与其他消隙产品的比较：STOBER电气消隙系统特点如下：结构区别：双电机电气消隙原理是将其中一个电机做制动处理，从而取得预加载力。
也就是说，一个电机驱动一个电机制动，从而消除减速机及齿轮齿条的背隙;性能优越：重复定位精度可以达到0.01（1道以内）;控制灵活：需要大力矩加速的时候，两个电机可以同时驱动;硬件要求：齿条和减速机的精度没有要求，可以通过电气补偿方式让消隙效果达到最好;成本控制：比同等的欧洲机械消隙产品成本低;发展前景：性能优越、精度高、成本低，在竞争日益激烈的市场中越来越受到各个厂家的青睐;同行业应用：目前中国生产大型机床，龙门镗铣、落地镗等需要做齿条传动消隙处理的机床基本上都使用的是STOBER双电气消隙产品，主要客户应用情况见部分客户列表REDEX机械式消隙系统特点如下：结构区别：单电机机械消隙实际是通过反向的扭动其中一个齿轮来获取预加载力，也就相当于将一个齿轮固定，在另一个齿轮上加了一个扭力弹簧;性能一般：只能满足一般应用（重复定位精度一般都在0.02以上）;模式固定：机械方式预设的单一工作模式，不能根据实际需求做调整;硬件要求：减速机和齿条的精度要求比较高，硬件产品的精度越高消隙效果越好，相应的增加了硬件的成本;发展现状：机械消隙产品设计巧妙，通过简单的结构消除了齿轮与齿条之间的背隙，随着社会发展，机床精度要求越来越高，机械消隙产品已经不能满足应用，越来越多的被高精度、低成本的电气消隙产品所取代。
双齿轮消隙减速传动的结构[实用新型专利]
![双齿轮消隙减速传动的结构[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/eb6a45faa216147916112839.png)
专利名称：双齿轮消隙减速传动的结构
专利类型：实用新型专利
发明人：贲薇婷,马励,张志诚,杨国涛,姚树建申请号：CN03278064.8
申请日：20030827
公开号：CN2656077Y
公开日：
20041117
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开的是一种双齿轮消隙减速传动的结构，属于机械加工设备技术。
具有主动齿轮(1)和从动齿轮(2)，而以其主动齿轮(1)由齿数相等的且带有可相互啮合的端面齿的第一主动齿轮(1－a)和第二主动齿轮(1－b)组成，而所说的第一主动齿轮(1－a)和第二主动齿轮(1－b)通过带有碟簧(3)的连接件(4)而令两者的端面齿相互啮合在一起，且所说的第一主动齿轮(1－a)和第二主动齿轮(1－b)分别与从动齿轮(2)相啮合；而第一主动齿轮(1－a)和第二主动齿轮(1－b)的外圆齿数与其端面齿数两者间不存在公约数为主要特征。
本实用新型解决了已有技术在齿轮传动中由于存在间隙，而产生振动和噪声，影响加工精度甚至造成加工零件报废等问题。
申请人：江苏多棱数控机床股份有限公司
地址：213012 江苏省常州市常新路150号
国籍：CN
代理机构：常州市天龙专利事务所有限公司
代理人：周建观
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双齿轮齿条消隙结构的改进设计
双齿轮齿条消隙结构的改进设计胡巍;杨春晖;吴鹏【摘要】This text introduces the course of optimization design of former structure, and the rigid of ending axis and the adjustment of transmission chain are increased. It has passed theory calculation and been verified by finite element already. It has made good effect after being verified by production in the end.%对原结构进行了优化设计和改进,增加了末端轴的刚度和传动链间隙的调整量,并通过理论计算和有限元分析进行校核,均能够满足要求.投入生产实践后得到了验证,使用效果良好.【期刊名称】《制造技术与机床》【年(卷),期】2011(000)008【总页数】3页(P87-89)【关键词】双齿轮齿条;刚度;消隙;有限元分析【作者】胡巍;杨春晖;吴鹏【作者单位】齐重数控装备股份有限公司,黑龙江齐齐哈尔161005;齐重数控装备股份有限公司,黑龙江齐齐哈尔161005;齐重数控装备股份有限公司,黑龙江齐齐哈尔161005【正文语种】中文【中图分类】TH122因机床使用范围的扩大，机床承载由14 t增加到20 t。
原设计的重型卧式车床双齿轮齿条消隙进给箱，在装配过程中发现，末端轴变形过大，传动链中间隙过大，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，不能满足使用要求。
为了保证进给结构的刚度和消隙要求，对进给箱进行了优化设计和改进。
通过理论计算，对改进后的进给箱中的齿轮轴强度进行校核及对齿轮啮合时产生的间隙进行理论计算，来分析比较其刚度和消隙范围能否满足要求，拟定设计方案。
减速器结构认识及拆装
减速器结构认识及拆装减速器是一种常见的工业设备，在运动传动系统中用于减少输入轴高速旋转的转速，同时增加输出轴的扭矩。
它通常由减速装置和传动装置组成。
减速器结构主要由外壳、内部齿轮和轴承组成。
外壳是保护内部零件的重要部分，其主要作用是承载和定位内部零件，并防止润滑油泄漏。
内部齿轮是减速器的核心部分，用于实现输入轴和输出轴之间的动力传递。
齿轮通常由钢材制成，具有高强度和耐磨性。
轴承用于支撑齿轮并减少摩擦损失，提高减速器的效率和寿命。
减速器的拆装过程一般包括以下步骤：1.准备工作：首先需要确认减速器是否拆装的需求，以及准备好适用的工具和设备。
另外，拆装前还需检查减速器的运行状态和润滑油是否符合要求。
2.拆卸外壳：使用合适的工具，将外壳螺丝拆除，并小心地将外壳从减速器上取下。
在拆除外壳时，需要注意防止受伤或损坏内部零件。
3.拆卸齿轮部件：拆卸齿轮之前，需要将连接齿轮的附件如轴承、联轴器等逐一拆下。
拆卸齿轮时，需要注意保持平衡，避免损坏或弯曲齿轮。
4.清洁和检查：将拆下的零件进行清洁，并仔细检查是否存在异常磨损、裂纹或变形。
如有发现问题，需要及时修复或更换相关零件。
5.安装和调试：在进行安装前，要确认减速器内部的润滑油是否达到标准要求，并根据拆卸时的记录进行正确的安装。
安装完成后，进行简单的调试，确保减速器能正常运转，没有异常声音或震动。
总之，减速器是一种复杂的设备，其结构包括外壳、内部齿轮和轴承等部分。
在拆装过程中，需要注意安全、维护和维修准则，保证减速器的正常运行和延长使用寿命。
减速器装配图讲解
螺栓联接的正确画法
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5、视图表达是否符合机械制图规定； 三个视图的投影关系是否正确； 啮合轮齿、螺纹及滚动轴承等的画法；
6、尺寸标注是否完整且不多余； 零件序号是否按顺序编制完整，不遗
漏、重复；且与明细表一一对应，注意材 料牌号与设计一致；
标出技术特性、撰写技术要求。
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常见错误示例。
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1、不合理结构：插孔位置太高，测油杆不便插 入和拔出，凸台无法加工。
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2、不合理结构：放油孔位置偏高，箱内的 油放不干净
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3、不合理结构：轴承盖螺钉设计在剖分面上。
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4、不合理结构：各轴承座孔外端面不平齐，不 利于加工。 正确：各轴承座孔外端面平齐，各轴承内端面对齐。
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5、不合理结构：定位销孔位置不当。
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齿轮啮合的正确画法：5条线，从动件齿顶圆画虚线。
⑦起吊装置 。
吊环螺钉装在箱盖上，用于吊运箱盖。 吊耳 也可在箱盖上直接铸造出吊耳来起吊箱盖。 为吊运整台减速器，在箱座两端凸缘下面 铸出吊钩。
吊环螺钉
吊钩
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装配草图设计——草图设计第三阶段
完成的草图
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装配工作图设计
六、完成减速器装配图：
装配图内容包括各个视图、尺寸、技术要求、零 件编号、明细表、标题栏等。
支点结构有关零件的具体结构。
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装配草图设计——草图设计第二阶段
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装配草图设计——草图设计第三阶段
五、装配草图第三阶段：
任务：完成装配草图
内容：1、设计减速器机体和附件
①机体形状、尺寸确定，
②轴承旁凸台结构尺寸，
双齿轮消隙减速箱的结构及装配
双齿轮消隙减速箱的结构及装配【摘要】大行程数控机床的进给传动由于受到行程和丝杠临界转速等一系列因素的限制与传统的机床进给结构就不可能一致了，本文讨论了一种在大行程数控机床进给传动中代替滚珠丝杠传动的一种新型结构。
【关键词】大行程、数控机床、进给、丝杠、齿轮、齿条、消隙、工作间隙；无间隙啮合滚珠丝杠具有传动效率高、运动平稳、寿命高及可预紧消除间隙并提高系统刚度等特点，所以旋转伺服电机+滚珠丝杠副的传动结构是大多数数控机床进给运动选用的结构，但当机床的工作行程很大时，采用齿轮齿条或者蜗母齿条传动来实现进给运动（通常在行程超过5000mm时不使用丝杠传动）。
下面将结合我安装过的机床论述齿轮齿条的传动结构。
我事业部生产HTC系列、HTCmiddle系列HTCtriple系列数控车床，其Z 轴长度规格从3000mm至18000mm，其中6000mm以下规格用滚珠丝杠传动，6000mm以上规格用齿轮齿条传动。
其传动系统图见图1。
1、2直齿轮3蜗轮4蜗杆5、7斜齿轮6、8斜齿轮9、10输出端斜齿轮11斜齿条12伺服电机图1 传动系统图由图1可以看出伺服电机经一系列降速后，将动力传至输出端的一对相关联的斜齿轮，斜齿轮与安装在床身上的斜齿条啮合，驱动床鞍沿床身运动，从而实现机床的Z轴进给。
我们知道数控机床的运动精度和位置精度在很大程度上取决于进给传动链的精度。
在滚珠丝杠传动中，其传动链误差主要来源于滚珠丝杠副的轴向间隙，通常我们选择双螺母调整垫片的方式预紧，或采用变丝母螺距预紧来消除轴向间隙。
齿轮消隙方法有很多种，常用的有直齿轮双片齿轮错齿法、斜齿轮轴向垫片调整法等。
本文讨论的是双传动链弹簧预紧消隙。
这种方法调整简便，并可自动补偿间隙，具有随时消隙的特点。
从传动系统图和结构图可以看出，伺服电机通过胀套与电机轴上的小齿轮相连，降速后传至Ⅰ轴，再通过蜗轮蜗杆降速后传至Ⅱ轴。
在装配中先要将这组弹簧齿轮安装好，并且让弹簧有压缩量。
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双齿轮消隙减速箱的结构及装配
【摘要】大行程数控机床的进给传动由于受到行程和丝杠临界转速等一系列因素的限制与传统的机床进给结构就不可能一致了，本文讨论了一种在大行程数控机床进给传动中代替滚珠丝杠传动的一种新型结构。
【关键词】大行程、数控机床、进给、丝杠、齿轮、齿条、消隙、工作间隙；无间隙啮合
滚珠丝杠具有传动效率高、运动平稳、寿命高及可预紧消除间隙并提高系统刚度等特点，所以旋转伺服电机+滚珠丝杠副的传动结构是大多数数控机床进给运动选用的结构，但当机床的工作行程很大时，采用齿轮齿条或者蜗母齿条传动来实现进给运动（通常在行程超过5000mm时不使用丝杠传动）。
下面将结合我安装过的机床论述齿轮齿条的传动结构。
我事业部生产HTC系列、HTCmiddle系列HTCtriple系列数控车床，其Z 轴长度规格从3000mm至18000mm，其中6000mm以下规格用滚珠丝杠传动，6000mm以上规格用齿轮齿条传动。
其传动系统图见图1。
1、2直齿轮3蜗轮4蜗杆5、7斜齿轮6、8斜齿轮9、10输出端斜齿轮11斜齿条12伺服电机
图1 传动系统图
由图1可以看出伺服电机经一系列降速后，将动力传至输出端的一对相关联的斜齿轮，斜齿轮与安装在床身上的斜齿条啮合，驱动床鞍沿床身运动，从而实现机床的Z轴进给。
我们知道数控机床的运动精度和位置精度在很大程度上取决于进给传动链的精度。
在滚珠丝杠传动中，其传动链误差主要来源于滚珠丝杠副的轴向间隙，通常我们选择双螺母调整垫片的方式预紧，或采用变丝母螺距预紧来消除轴向间隙。
齿轮消隙方法有很多种，常用的有直齿轮双片齿轮错齿法、斜齿轮轴向垫片调整法等。
本文讨论的是双传动链弹簧预紧消隙。
这种方法调整简便，并可自动补偿间隙，具有随时消隙的特点。
从传动系统图和结构图可以看出，伺服电机通过胀套与电机轴上的小齿轮相连，降速后传至Ⅰ轴，再通过蜗轮蜗杆降速后传至Ⅱ轴。
在装配中先要将这组弹簧齿轮安装好，并且让弹簧有压缩量。
在与电机输入齿轮啮合后，让其弹簧涨紧并用0.02塞尺检查组合齿轮是否与电机输入齿轮完全啮合。
这是在装配双齿轮消隙减速箱要注意的第一步。
从图2中可以看出，伺服电机通过胀套与电机轴上的小齿轮相连，降速后传至Ⅰ轴，再通过蜗轮蜗杆降速后传至Ⅱ轴，Ⅱ轴上有一对模数相同、齿数相同、左右旋向相反的斜齿轮，在Ⅱ轴轴端有一个锁紧螺母通过隔套和球轴承将一对斜齿轮锁紧在Ⅱ轴上。
Ⅱ轴上的斜齿轮。
图2 消隙减速箱的结构图
1和2分别和通过胀套无间隙联结在Ⅲ轴上的斜齿轮3及Ⅳ轴上的斜齿轮4啮合，分别带动安装在Ⅲ轴、Ⅳ轴上的输出端斜齿轮A和B，斜齿轮A、B和安装在床身上的斜齿条啮合，从而带动减速箱沿床身方向实现进给运动。
由结构图中可以看到，电机降速后传Ⅰ轴，再通过蜗轮蜗杆降速后传至Ⅱ轴，蜗杆设计选用的是锥蜗杆，在装配的过程中要保证涡轮蜗杆无间隙啮合（涡轮蜗杆啮合在涡轮正中间或在涡轮两侧都可视为合格）。
静止状态时，锁紧螺母，将压缩弹簧始终处在受压状态，使带*号尺寸比初装时变小，斜齿轮1、斜齿轮2在Ⅱ轴上上下移动，使得Ⅲ轴、Ⅳ轴上的斜齿轮3、4分别做微小的逆时针和顺时针旋转，使斜齿轮1斜齿轮3、斜齿轮2斜齿轮4两对斜齿轮副的齿面紧靠（相当于无间隙传动），这时锁紧两个齿轮上的胀套，此时应防止蜗轮转动。
输出端的两个斜齿轮A、B的前后两个侧面将分别用人力靠紧齿条。
在总装时减速箱固定在床鞍上之后，须调整锁紧螺母，使螺母与隔套之间留有一定的间隙，使斜齿轮2可以在Ⅱ轴上灵活上下移动。
再锁紧图2中的锁紧螺母，使得斜齿轮A和B始终处在夹紧齿条的状态。
下面将从运动时的动态分析入手，来阐述此套结构是如何实现随时消除间隙的：
1.+Z方向（向前）进给时
当床鞍带动减速箱向前进给时，输出端斜齿轮A为工作齿轮，顺时针旋转，输出端斜齿轮B为消隙齿轮。
此时如果齿条的齿距小于标准理论齿距，弹簧推动斜齿轮2，使斜齿轮2在Ⅱ轴上向下移动，推动Ⅲ轴逆时针微小旋转，从而带动斜齿轮B逆时针旋转一个角度，使得间隙被消除。
如果齿条的齿距大于标准理论齿距，此时齿条的齿迫使斜齿轮B顺时针旋转，带动Ⅲ轴及斜齿轮4也顺时针旋转，由此推动斜齿轮2向上移动，这时齿距误差即被消除。
2.-Z方向（向后）进给时
当床鞍带动减速箱后前进给时，输出端斜齿轮B为工作齿轮，逆时针旋转，输出端斜齿轮A为消隙齿轮。
斜齿轮B始终无间隙地和斜齿条接触。
类似+Z方向进给的分析，在齿条齿距小于理论齿距的时候，斜齿轮1向下移动使得斜齿轮A顺时针转动，直至消除了间隙。
在齿条齿距大于理论齿距，齿条的齿迫使斜齿轮A逆时针旋转直至消除间隙。
不同的齿轮副间隙，Ⅲ轴顺、逆时针旋转的角
度也将不同。
图1和图2中很多环节我们都是使用胀套进行无间隙的连接，在上述结构中，各齿轮副中的间隙均可被双齿轮消隙结构消除，图1中齿轮1和齿轮2是通过专门的结构来消除这对齿轮副中的传动间隙的，但是蜗轮蜗杆传动的间隙是存在的，这间隙是如何解决的呢？
为此我们设计部门特殊设计了一个双头阿基米德蜗杆，此蜗杆在蜗杆母线上带有小锥度，称之为锥度蜗杆。
在消隙传动减速箱的蜗杆轴上我们设有一个锁紧螺母和一个带有调整量的法兰盘，通过锁紧螺母的锁紧和配磨法兰盘可以使蜗杆沿轴向移动，这样便可以使蜗轮蜗杆副的啮合间隙变小到不影响整机位置精度的一个范围。
同时为防止由于斜齿轮和斜齿条的啮合点的错误，而引起的冲击和传动的噪声过大，我们在箱体的上面增加了一个调整垫，通过装配时调整配磨调整垫的厚度，来找正齿轮齿条啮合的正确位置，使得Z轴传动平稳且噪声较低。
在将双齿轮消隙齿轮箱安装在床鞍时我们应保证
（1）实测H、h.按（H-h+0.06）±0.01，配磨调整垫，以确保齿侧间隙为0.06mm。
H为调整垫厚度。
h为床鞍与齿轮箱把合面到齿轮箱上面的距离。
（2）固定溜板箱后。
退离缩紧螺帽，保持0.5mm间隙，两齿轮夹紧齿条，即可达到随机消除间隙。
为了提高机床Z轴的定位精度我们增加了位置反馈装置—直线光栅尺，用来反馈Z轴的位置信号，构成Z轴的全闭环控制。
这在很大程度上提高了机床的定位精度。
本厂的同类产品大多机床都选用此结构。
【参考文献】
[1]机床设计手册第2卷上册，机械工业出版社.
[2]机床设计手册第3卷，机械工业出版社.
[3]吴祖育，秦鹏飞主编.数控机床.上海科学技术出版社.
[4]林海梁.带预载的双齿轮消隙减速箱.制造技术与机床.。