双齿轮齿条消隙结构的实验研究
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
浅谈数控双齿轮消隙减速机的研制
浅谈数控双齿轮消隙减速机的研制摘要：研究设计的数控双齿轮消隙减速机，通过采用胀套连接，并且同时调整消隙轴齿的相对转角，使齿轮往相反方向转动，达到高精度齿合，没有反向的传动间隙，从而达到消隙的目的。
结合准直仪的精确实时测量，对数控机床的定位精度进行分析，分析结果表明其消隙减速机的精度在规范要求的范围内，说明消隙减速机的消隙效果还是很良好的，特别适用于重型、大型数控机床的进给传动，在实际工程中有广泛应用。
关键词：数控机床;消隙机构;定位精度1.引言齿轮传动是一种广泛应用于各种机械设备的一种传动方式，具有传动效率高，运作比较平稳等特点。
在一般的伺服机电系统中，普通齿轮的齿侧间隙回转误差会造成伺服系统反应滞后，降低数控机床的精度。
特别是在大型、重型数控机床中，必须要提高齿轮的传动精度，减小进给传动链的反向间隙，以此提高机床的坐标定位精度。
再者，需要加长进给的传动链，增大传动扭矩，减小脉冲当量。
在齿轮传动过程中，齿侧间隙一直是传动机构正常工作的必要条件，但是由于齿侧间隙的存在会导致齿轮反向运动时死区的存在，降低系统的传动精度，并影响系统的稳定性，不利于数控机床精细制作。
因此在数控机床的设计制造中，怎么消除齿侧间隙具有重大的工程意义。
2.双齿轮消隙的设计原理数控机床双齿轮的消隙结构如图1所示，采用全闭环封闭系统。
输入轴2上的两个斜齿轮的模数、齿数是相同的但是旋转方向却相反，轴1和轴3上的两个齿轮数、模数等相关参数相同而旋转方向相反，分别与输入轴2上的两个斜齿轮相互咬合。
齿轮4和齿轮6参数相同，可以是直齿轮也可以是斜齿轮，但斜齿轮相对来说传动更稳定。
1，3-输出轴;2-输入轴;4，6-出齿轮;5-齿带图1双齿轮消隙设计原理进给传动由齿轮2输入，再通过两个斜齿轮分别传递给齿轮轴1和齿轮轴3，然后由齿轮4和齿轮6带动齿轮带5，从而带动各个部件的移动。
如果在齿轮轴2施加轴向力F，那么轴2上的两个斜齿轮将产生微量的轴向移动，从而带动轴1和轴3转动相反的微小角度，使齿轮4和齿轮6与紧贴齿轮带，消除齿轮间隙。
齿轮消隙机构
．齿轮齿条副齿轮齿条传动常用于行程较长的大型机床上，可以得到较大的传动比，还易得到高速直线运动，刚度及机械效率也高；但传动不够平稳，传动精度不够高，而且还不能自锁。
采用齿轮齿条副传动时，必须采取措施消除齿侧间隙。
当传动负载小时，也可采用双片薄齿轮调整法，将两齿轮分别与齿条齿槽的左、右两侧贴紧，从而消除齿侧间隙。
当传动负载大时，可采用双片厚齿轮传动的结构，图 5-45 是这种消除间隙方法的原理图。
进给运动由轴 2 输入，该轴上装有两个螺旋线方向相反的斜齿轮，当在轴 2 上施加轴向力 F 时，能使斜齿轮产生微量的轴向移动。
此时，轴 1 和轴 3 便以相反的方向转过微小的角度，使齿轮 4 和5 分别与齿条齿槽的左、右侧面贴紧，从而消除齿侧间隙。
图5-45 消除间隙的原理图1 、2 、3 —轴；4 、5 —齿轮三、进给系统传动齿轮间隙的消除对于数控机床进给系统中的减速齿轮，除了要求其本身具有很高的运动精度和工作平稳性以外，还必须尽可能消除配对齿轮之间的传动间隙；否则，在进给系统每次反向之后就会使运动滞后于指令信号，这将对加工精度产生很大影响。
所以，对于数控机床的进给系统，必须采用各种方法去减少或消除齿轮传动间隙。
1 ．刚性调整法刚性调整法是指调整之后齿侧间隙不能自动补偿的调整方法。
它要求严格控制齿轮的齿第五章数控机床的结构与传动厚及周节公差，否则传动的灵活性将受到影响。
但用这种方法调整的齿轮传动有较好的传动刚度，而且结构比较简单。
图5 — 46 是最简单的偏心轴套式消除间隙结构。
电机 1 是通过偏心轴套2 装到壳体上，通过转动偏心轴套就能够方便地调整两齿轮的中心距，从而消除了齿侧间隙。
图5-46 偏心轴套式消除间隙结构图5-47 带锥度齿轮的消除间隙结构1 —电机；2 —偏心轴套 1 、 2 —齿轮；3 —垫片图5 — 47 是用一个带有锥度的齿轮来消除间隙的结构。
在加工齿轮 l 和2 时，将假想的分度圆柱面改变成带有小锥度的圆锥面，使其齿厚在齿轮的轴向稍有变化 ( 其外形类似于插齿刀 ) 。
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。
齿轮消隙与双电机消隙的应用
图 ４ 双电机驱动图示
具体做法如下：本数控动柱式龙门铣床采用西
门子 ８４０Ｄ 数控系统。给每个电机预设一个 ２０ ％额
定扭矩的预加应力，设定一个电机为主驱动电机，左
齿轮要求出力大；另一个为副驱动电机，右齿轮要求
出力小，如表 １ 所列。Leabharlann 表 １ 主、副电机驱动力矩示意
中图分类号：ＴＨ１３２．４１
文献标识码：Ｂ
文章编号：１６７２－５４５Ｘ（２０１３）０１－０１４４－０２
众所周知，在（滚珠）丝杠传动中，可以采用双螺 母反向预紧的方法，以机械方式消除单螺母传动面 临的反向间隙问题，以降低频繁反向过程中因反向 间隙引入的传动误差和刚度损失。但由于丝杠传动 存在不可避免的长度限制，而且超长行程的重载滚 珠丝杆由于销量有限，售价也极高，因而大型机床， 尤其是重型机床的直线进给轴普遍采用高精度齿轮 齿条传动。
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｓｍ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｖａｂｌｅ ｓｈａｆｔ ｏｆ ｔｈｅ ｌａｒｇｅ ｓｃａｌｅ ＣＮＣ ｇａｎｔｒｙ－ｔｙｐｅ ｍｉｌｌｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ ｉｓ ａ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔ ｐｒｏｂｌｅｍ， ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｖｅｒｓｉｎｇ ｓｐａｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚｉｎｇ ｓｈａｆｔ ｉｓ ｌａｒｇｅｒ ｉｎ ｄｒｉｖｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ａｎｔｉ－ｂａｃｋｌａｓｈ ｇｅａｒ ｂｏｘ ｂｙ ｓｅｌｆ－ｍａｄｅ， ｗｈｉｃｈ ｗｉｌｌ ａｆｆｅｃｔ ｔｈｅ ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｓｍ． Ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ｉｓ ｓｅｔｔｌｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｕｓｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｄｏｕｂｌｅ－ｍｏｔｏｒ ａｎｔｉ－ｂａｃｋｌａｓｈ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｓｍ；ｇｅａｒ ｂａｃｋｌａｓｈ；ｄｏｕｂｌｅ－ｍｏｔｏｒ ａｎｔｉ－ｂａｃｋｌａｓｈ
双蜗轮蜗杆齿侧消隙传动机构的非线性动态特性研究
（ 4）
第 38 卷 me = Fm =
第 10 期 I1 I2 I r + I2 r2 1
2 1 2
双蜗轮蜗杆齿侧消隙传动机构的非线性动态特性研究 （ 5） （ 6）
111
f0 = F m / m e lω2 Ω = ω e / ω0 0 式中， ζ 为齿轮啮合阻尼比； k a 为反映啮合刚度随时 间变化波动的参数； Ω 为量纲归一化啮合频率； f0 为 量纲一平均载荷。 最终可将式 （ 4 ） 化为齿轮副分析 模型的量纲归一化方程 ．． ． x （ τ） + 2 ζ x （ τ） + ［ 1 + k a cos（ Ωt） ］ f［ x（ t） ］= f0 + f a Ω2 Σ sin（ nΩτ + φ n ）
0
引言
齿轮传动具有传动稳定、 易于控制、 单向传动时 精度高等特点， 被广泛运用在机械系统和设备中 。而 齿轮副中的侧隙会带来回转误差， 降低传动精度； 为 ［1 ］ 了减小其引起的不利影响， 须采用消隙装置 。 目 前， 消隙装置中应用较广泛的形式主要有双导程蜗杆 消隙和双伺服电机消隙。 双导程蜗杆消隙利用蜗轮 轴向位移时右齿面导程 蜗杆副的左右齿面导程不同， 增大来消除传动间隙； 双伺服电机消隙是通过电气控 制两个输出小齿轮始终分别贴紧大齿轮的两个啮合 面， 使大齿轮不能在齿轮间隙中来回摆动， 从而达到 消除间隙提高精度的目的。 两种机构虽然都能实现
图2 双蜗轮蜗杆齿侧 消隙传动机构实体图
轮不同旋转方向时， 分别做为主动轮。图 3 中的模型 根据牛顿定律可得到系统的动力学方程为 T1 = I1 θ 1 + cr1［ r1 θ 1 － r2 θ 2 － ε （ t） ］+ r1 k（ t） f［ r 1 θ1 － r 2 θ2 － ε （ t ） ］ － T2 = I2 θ 2 － cr2［ r1 θ 1 － r2 θ 2 － ε （ t） ］－ r2 k（ t） f［ r 1 θ1 － r 2 θ2 － ε （ t ） ］ T3 = I3 θ 3 + cr3［ r3 θ 3 － r2 θ 2 － ε （ t） ］+ r3 k（ t） f［ r 3 θ3 － r 2 θ2 － ε （ t ） ］ （ 3） 将系统中两个旋转位移的差称为动态传递误差 ： u d = r 1 θ1 － r 2 θ2 ， 再定义一个 u （ t ） 表示齿轮系统的传 递误差， 它的值等于动态传递误差和静态传递误差的 差值， 即 u（ t） = r1 θ1 － r2 θ2 － ε（ t） 。通过运算简化， 方 程（ 1 ） ～ 方程（ 3 ） 可用 u（ t） 表示为 m e ü（ t） + c u（ t） + k（ t） f［ u（ t） ］= F m － m e ε （ t）
自动消除齿侧间隙新方法研究
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文章编号：1004 - 253（9 2003）04 - 0049 - 02
圆柱齿轮齿侧间隙自动补偿新方法的研究
（湖北汽车工业学院机械工程系， 湖北 十堰 442002） 邱新桥 陈建国
摘要 在伺服驱动系统的齿轮传动机构中，为了保证双向传动精度，必须采取措施消除齿侧间隙。 本文给出了一种采用滑动销移动错齿消除齿侧间隙的新方法，论述了新方法结构设计中部分参数的相 互关系及取值范围。该结构简单，承载能力强，齿侧间隙可自动补偿。
图 2 滑销滑动错齿调隙
2 新的调隙方法
图 2 示出了一种双齿轮滑销滑动错齿调隙新方 法，其调隙原理与传统的双齿轮错齿调隙相同，区别在 于齿轮的错齿形成方式有所不同。如图 2，在双齿轮 4、5 上分别开有与滑销 2 相配的滑槽，齿轮 5 上的滑槽 沿齿轮径向加工，齿轮 4 上的滑槽与齿轮 5 的滑槽中 心线夹角为α，滑销可在滑槽内沿纵向滑动。当滑销 在弹簧 3 的弹力作用下沿滑槽纵向移动时，双齿轮 4、 5 就会产生相对转动，使齿轮轮齿错位，从而达到消除
Δ = 2πL1β/ 360º
（1）
式中 L1 ———分度圆半径
β ———齿轮 5 相对于齿轮 4 的转角
这里给出β 角的一个近似计算公式，证明从略。 β = arcsi（n L2ΔLsinα0）/｛（ΔL + L2）［（ΔL + L2）2 +
ΔL22
+
2ΔL（ΔL
+
1
L2）］2 ｝
（2）
式中 α0———齿轮 4、5 的轮齿重叠时，两滑槽中心线 夹角
除双齿轮拉簧错齿调隙方法外，对于圆柱斜齿轮 传动，可采用双齿轮轴向压簧调隙方法，这种调隙方法 的轴向尺寸较大，其它优缺点与拉簧错齿调隙方法基 本相同，在此不作详细论述。
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矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。