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 ) 。装配时，只要改变垫片的厚度就能调
整两个齿轮的轴向相对位置，从而消除 了齿侧间隙 。但如增大圆锥面的角度，
将会使啮合条件恶化。
图5-48 斜齿轮消除间隙结构 1 、 2 —薄齿轮 ； 3 —垫片； 4 —厚齿轮构
图5- 48 是斜齿轮消除间隙的结构，厚齿轮 4 同时与两个相同齿数的薄齿轮 1
和 2 啮合，薄齿轮由平键与轴联接，互相不能相对回转。薄齿轮 1 和 2 的齿
形拼装在一起加工，并与键槽保持确定的相对位置。加工时， 在两薄齿轮 之间
装入已知厚度为 t 的垫片 3 。装配时，将垫片厚度增加或减少 Δt ，然后再
用螺母拧紧。这时两齿轮的螺旋线就产生了错位，其左、右两齿面分别与厚齿轮
的齿面贴紧，消除了间隙。垫片厚度的增减量 Δt 可以用以下公式计算：
Δt = Δcot β
式中， Δ —— 齿侧间隙 ； β ——斜齿轮的螺旋角。
垫片的厚度通常是由试测法确定，一般要经过几次修磨才能调整好。这种结
构的齿轮承载能力较小，因为在正向或反向旋转时，分别只有一个薄齿轮承受载
荷。
2 ．柔性调整法
柔性调整法是指调整 之后齿侧间隙 可以自动补偿的调整方法。这种调整法
在齿轮的齿厚和周节有差异的情况下，仍可始终保持无间隙啮合。但将影响其传
动平稳性，而且这种调整法的结构比较复杂，传动刚度低。
图5-49 是双齿轮错齿式消除间隙结构。两个相同齿数的薄齿轮 1 和 2 与
另一个厚齿轮啮合。两个薄齿轮套装在一起，并可作相对回转。每个齿轮的端面
均匀分布着 四个螺孔，分别装上 凸 耳 4 和 8 。齿轮 1 的端面还有另外四
个通孔， 凸 耳 8 可以在其中穿过。弹簧 3 的两端分别钩在 凸 耳 4 和调节
螺钉 5 上，通过螺母 6 调节弹簧的拉力，调节完毕用螺母 7 锁紧。弹簧的拉
力使薄齿轮错位，即两个薄齿轮的左、右齿面分别紧贴在厚齿轮齿槽的左、右齿
面上，消除 了齿侧间隙 。由于正向和反向旋转，分别只有一片齿轮承受扭矩，
因此承载能力受到了限制。在设计时必须计算弹簧的拉力，使它能够克服最大扭
矩，否则将失去消除间隙的作用。
图5-49 双齿轮错齿式消除间隙结 1 、 2 —薄齿轮 ； 3 —弹簧；
4 、 8 — 凸 耳； 5 —调节螺钉； 6 、 7 —螺母
对圆锥齿轮传动，也可以采用类似于圆柱齿轮的消除间隙方法。图5-50 是
压力弹簧消除间隙的结构。它将一个大锥齿轮加工成 1 和 2 两 部分，齿轮的
外圈 1 上带有三个周向圆弧槽 8 ，齿轮的内圈 2 的端面带有三个 凸 爪 4 ，
套装在圆弧槽内。弹簧 6 的两端分别顶在 凸 爪 4 和镶块 7 上，使内、外齿
圈的锥齿错位，起到了消除间隙的作用。为了安装的方便，用螺钉 5 将内、外
齿圈相对固定，安装完毕之后将螺钉卸去。
图5-50 压力弹簧消除间隙结构 1 —外圈； 2 —内圈； 3 —锥齿轮； 4 — 凸 爪；
5 —螺钉； 6 —弹簧； 7 —镶块； 8 —圆弧槽
图5-51 是用碟形弹簧消除 斜齿轮齿侧间隙 的结构。斜齿轮 1 和 2 同时
与宽齿轮 6 啮合，螺母 5 通过垫圈 4 调节碟形弹簧 3 ，使它保持一定的压
力。弹簧作用力的调整必须适当，压力过小， 达不到消隙作用 ；压力过大，将
会使齿轮磨损加快。为了使齿轮在轴上能左右移动，而又不允许产生偏斜，这就
要求齿轮的内孔具有较长的导向长度，因而增大了轴向尺寸。
图5-51 碟形弹簧消除间隙结构 1 、 2 —斜齿轮； 3 —碟形弹簧； 4 —垫圈； 5 —螺母； 6 —宽齿轮
双齿轮齿条消隙结构的改进设计
Ｄｅｓｉｇ ｄＲｅｓ伽『ｃｈ设计与研究
双齿轮齿条消隙结构的改进设计
胡 巍 杨春晖 吴鹏
（齐重数控装备股份有限公司，黑龙江齐齐哈尔１６１００５）
摘要：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。
关键词：双齿轮齿条刚度消隙有限元分析
中图分类号：ＴＨ１２２ 文献标识码：Ａ
ｍｐｒｏｖｉｎｇ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｄｏｕｂｌｅ ｐｉｎｉｏｎ ａｎｄ ｒａｃｋ ｃｌｅａｒａｎｃｅ ｅｌｉｍｉｎａｔｉｏｎ
ＨＵ Ｗｅｉ，ＹＡＮＧ Ｃｈｕｎｈｕｉ，ＷＵ Ｐｅｎｇ （Ｑｉｑｉｈａｅｒ Ｈｅａｖｙ ＣＮＣ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｃｏｒｐ．，Ｌｔｄ．，Ｑｉｑｉｈａｅｒ １６１００５，ＣＨＮ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：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 ｖｅｒｉ—
ｆｌｅｄ ｂｙ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ａｌｒｅａｄｙ．Ｉｔ ｈａｓ ｍａｄｅ ｇｏｏｄ ｅｆｆｅｃｔ ａｆｔｅｒ ｂｅｉｎｇ ｖｅｒｉｆｉｅｄ ｂｙ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｅｎｄ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｄｏｕｂｌｅ Ｐｉｎｉｏｎ ａｎｄ Ｒａｃｋ；Ｒｉｇｉｄｉｔｙ；Ｃｌｅａｒａｎｃｅ Ｅｌｉｍｉｎａｔｉｏｎ；Ｆｉｎｉｔｅ Ｅｌｅｍｅｎｔ Ａｎａｌｙｓｉｓ
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
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。当伺服电机带动齿轮2轴正向转动的时候，齿轮轴1和轴3向相反的方向转动，此时，由齿轮4驱动齿轮带向左移动，齿轮6空转。反之，当伺服电机带动齿轮轴2反向转动时，齿轮轴1和轴3同时会发生正向转动，此
消除齿轮齿条传动间隙的理想解决方案
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
数控机床进给系统传动消隙结构分析
现代制造技术与装备 ２０１０第１期总第１９４期
数控机床进给系统传动消隙结构分析
乔保中
（沈阳机床（集团）设计研究院有限公司，沈阳１１０１４２）
摘 要：本文介绍了数控机床常用的几种消隙结构，对双电机消隙方案进行了简要剖析。
关键词：数控机床齿轮传动 消隙
齿轮传动中，齿侧间隙是传动机构正常工作的必要条 件之一；但是齿侧间隙的存在，反向运动时会导致死区的
存在，会降低传动系统的精度并对稳定性造成影响。因此 在数控机床的设计中，如何消除齿侧间隙始终是课题之
一。通常，数控机床采用的齿轮消隙机构主要有以下几种：
１圆柱齿轮消隙结构 图１是双齿错齿周向弹簧式消隙结构。两个相同齿数
的薄齿轮１和２与另一个厚齿轮啮合。两个薄齿轮套装 在一起，并可作相对回转，拉簧３通过支柱４和８分别与
齿轮２、１相连。在弹簧的拉力作用下，使薄齿轮错位，即 两个薄齿轮的左、右齿面分别紧贴在厚齿轮齿槽的左、右
齿面上，消除了齿侧间隙。弹簧的张力可以通过螺钉５和
螺母６进行调整，调节完毕用螺母７锁紧。
图２圆锥齿轮消隙结构图 ２圆锥齿轮消隙结构 同样的原理也可用于圆锥齿轮传动的消隙，其结构如
图２所示。 ３斜齿轮消隙结构 图３是用碟形弹簧消除斜齿轮齿侧间隙的结构。斜齿
轮１和２同时与宽齿轮６啮合，齿轮１和２之间没有相 对转动，加工时１和２一起加工，装配后在碟簧３的作用
下，齿轮ｌ、２沿轴向产生一定的位移，使其螺旋线产生错 位，其左、右两齿面分别与厚齿轮的齿面贴紧从而达到消
隙的目的。
４齿轮齿条的消隙结构 如图４所示。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，使，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３斜齿轮消隙结构
图４齿轮齿条消隙结构 工艺与装备 ５７
５其他结构 以上结构为齿轮传动消隙的经典结构，在消除齿轮侧
齿轮消隙功能实现探索
第２５卷第２期 ２００８年２月 机 电 工 程 ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ＆ＥＬＥＣＴＲＩＣＡＩ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ ＭＡＧＡＺＩＮＥ ＶＯ１．２５ ＮＯ．２ Ｆｅｂ．２００８
齿轮消隙功能实现探索
胡 超，施浒立，宁春林 （中围科学院国家天文台，北泉１０００１２） 摘 要：通过对弹簧消隙方法的分析，明确了齿轮消隙机构的本质，即给啮合齿轮加载力矩。基于这一 原理，介绍了基于软硬件协同设计理念的智能摩擦消隙机构，展示了软件机械理念在智能齿轮消隙机构 设计中的应用。 关键词：齿轮消隙；智能摩擦消隙；软件机械 中图分类号：ＴＨ１３２．４；ＴＰ２ｌ５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１—４５５ｌ（２００８）０２—００１ １—０４ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｇｅａｒ ｃｌｅａｒａｎｃｅ ｅｌｉｍｉｎａｔｉｎｇ ＨＵ Ｃｈａｏ，ＳＨＩ Ｈｕ—ｌｉ，Ｎｉｎｇ Ｃｈｕｎ—ｌｉｎ （Ｎａｔｉｏｎａｌ Ａｓｔｒｏｎｏｍｉｃａｌ Ｏｂｓｅｒｖａｔｏｒｉｅｓ，Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ（矿Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １ ０００ １ ２，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂｙ ｄｅｓｅｒｉｈｉｎｇ ｓｐｒｉｎｇ ｅｌｉｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｇｅａｒ ｃｌｅａｒａｎｃｅ，ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｅｌｉｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｇｅａｒ ｅｌｅａｒａｎ（’ｅ：ｌｏａｄｉｎｇ ｆｏｒｃｅ ｍｏｍｅｎｔ ｏｎ ｔｈｅ ｍａｔｉｎｇ ｓｕｒｆａｃ，ｅ ｔｏ ｅｎｓｕｒｅ ｒｅｖｅｒｓｉｎｇ ｉｎ ｓｍａｌｌ ｂａｃｋｌａｓｈ ｅｒｒｏｒ ｗａｓ ｉｌｌｕｍｉｎａｔｅ｛１．Ｂａｓｅ ｏｎ ｔｈｅ ｔ｝ｒｉｎｃｉｐｌｅ，ａ ｓｏｆｔｗａｒｅ—ｈａｒｄ— ｗａｒｅ ＣＯ—ｄｅｓｉｇｎ ａｂｏｕｔ ｉｎ！ｅｌｌｉｇｅｎｔ ｆｒｉｃｔｉｏｎ ｅｌｉｍｉｎａｔｉｎｇ｛＇ｌｅａｒａｎｅｅ ｄｅｖｉｃｅ ｗａｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ａｌｌｄ ｌｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｏｆｔｗａｉｅ ｍａｃｈｉｎｅｒｙ ｃｏｎｃｅｐｔ ｉｎ ｔｈｅ ｄｅｖｉｃｅ ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ｗａｓ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｅｌｉｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｇｅａｒ ｃｌｅａｒａｎｃｅ；ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｆｒｉｃｔｉｏｎ ｅｌｉｍｉｎａｔｉｎｇ ｅｌｅａｒａｎｃｅ；ｓｏｆｔｗａｒｅ ｍａｃｈｉｎｅｒｙ
数控机床进给系统常用消隙结构分析
数控机床进给系统常用消隙结构分析
摘要：在机床加工的时候最为关键的构成就是数控机床的进给系统，在对零件加工的过程中，进给系统与被加工的零件加工精度有着密切的联系。所以若要使零件加工的精度得以保证，有比较积极提高加工的质量，而这也意味着要对机床进给系统出现的间隙能够科学的认识，与此同时也要利用专业的技术与结构方法来对此进行调整，这样才能够使间隙消除，进而使位移与运动的精度得到一定程度的提升，使加工的质量更高。本文主要对数控机床进给系统常用消隙结构进行简要的分析。
关键词：数控机床；进给系统；滚珠丝杠；齿轮传动
引言：
在加工零件的过程中运用数控机床能够使工作效率得到提升，而且可以使零件更加统一，可是在运用的过程中也发现很多不足，而机床间隙对于零件加工的影响比较大，所以有必要利用科学的方法对机床间隙进行消除处理，这样可以让零件加工的精确程度更高，如今机床消隙的方法主要有滚珠丝杠传动以及齿轮传动。
1滚珠丝杠传动
滚珠丝杠传动是最为普遍运用的传动模式，一般状态下这样的方式的效率比较高，而且运动效果更加平衡，有着很好的灵活程度，而且使用年限比较长，可是因为自身DN参数值与最高转速的限制，这样技术一般在中小行程的数控机床中运用。
1.1双螺母消隙丝杠
双螺母间隙消除丝杠结构也是滚珠丝杠技术的一种主要是通过两个螺母与一个调整垫片组成（如图1）。这样能够对机床运动的位移的精准程度与切削抗力进行预知，能够把预紧力实现通过计算得出，而且可以基于对垫片的调整把螺母预紧力变反，这样可以使螺母与丝杠全部向轴移动，这样就可以使间隙消除的成果体现出来，也可以使丝杠的刚性得到提升。
图1 双螺母消隙丝杠结构图
这种结构是国内目前运用比较普遍的一种方式间隙消除结构，而且使用比较简单，出现问题的时候维修方法也比较便利，尤其是在使用时间变长出现磨损的时候只需要调整垫片就可以，不需要对其整体进行换置，而且也可以保证使用过程的精准程度。
齿轮误差分析及消隙方法
齿轮误差分析及消隙方法
齿轮传动是机械传动中最重要、应用最为广泛的一种传动机构，大到航天航空装备，小到玩具仪器。通过分析齿轮误差的来源，介绍了齿轮从设计到使用不同环节产生误差的因素，简单介绍了减小齿轮误差的方法，以实例说明齿轮消隙方法。
标签：原理；齿轮误差；减小误差方法
0 引言
当今社会发展迅猛，出现了自控机构、机器人机构、仿生机构、柔性及弹性机构和机电光液广义机构等，而传递与变换运动和力的可动装置中，齿轮是应用最广泛的机械结构。齿轮传动是机械传动中最重要、应用最为广泛的一种传动机构，大到航天航空装备，小到玩具仪器。它依靠轮齿齿廓直接接触来传递空间任意两轴间的运动和动力，并具有传递功率范围大、传动效率高、传动比准确、使用寿命长、工作可靠、结构紧凑等优点。但齿轮传动的制造及安装精度要求高，价格较贵，一般不用于传动距离过大的场合。对于齿轮的研究采用的方法很多，如弹性力学、动力学、有限元等，但这些方法对齿轮的模型要求高，建模越精确，仿真结果越接近实际，就齿轮啮合而言，实际啮合情况复杂多变，加上加工安装等环节都存在误差，许多数据采集较费时费力，从而使项目周期长，且齿轮的实际啮合情况与理论啮合情况不同，模拟出来的结果不能百分百与实际吻合。由于齿轮误差的存在，轮齿的某些该接触点无法参与接触，齿轮刚度强度会变差，所以为了更好地研究齿轮，对齿轮误差进行分析是非常有必要的。
1 齿轮传动原理
一对齿轮啮合，主动轮通过啮合线接触而将动力、速度、运动等传递给从动轮，两齿轮的传动，严格符合齿廓啮合基本定律即[1]：相互啮合传动的一对齿轮，在任一位置时的传动比，都与其连心线被其啮合齿廓在接触点处的公法线所分成的两线段长成反比。
2 齿轮误差来源
齿轮的误差因素很多，既有偶然性误差，也有必然性误差，但各误差源对于齿轮传动起的影响各不相同。就单个齿轮从概念到使用过程如下：
按不同环节分析，齿轮误差主要来源为：设计误差、加工误差、安装误差、传动误差、空程误差、环境温度变化引起的误差等。设计误差为设计者设计过程中，由于参数多且小数位数的保留情况，计算结果圆整，设计公式选取等产生的误差因人而异，该项误差所起到的影响与其他相比很微小，可以忽略不计。加工误差包含的较多，如回转轴位置误差，刀具误差，加工机床传动链误差，机床导轨误差，毛坯定位误差，进给丝杠误差等。不同的工艺系统和齿轮制造方法，对
齿轮消隙机构的技术综述
龙源期刊网
齿轮消隙机构的技术综述
作者：庄秀华
来源：《科学与财富》2017年第18期
摘 要： 本文通过对齿轮消隙机构技术领域专利文献进行分析，从中国、国外的专利申请量、申请人的分布等多方面统计分析，分析了齿轮消隙机构有关专利申请的发展历程，阐述了该技术领域的主要技术路线、技术发展脉络和趋势。
关键词： 齿轮；消隙；专利
一、引言
齿轮传动是传动系统中最常见是的一种机械传动，是传递动力和运动的一种主要形式，是传动系统的重要组成部件。机构传动过程中，齿轮传动机构都有传动副侧隙存在，侧隙用来防止由于误差和热变形而使轮齿卡住，并且给齿面间的润滑油膜留有空间，但侧隙同时又给机构在反转时带来空程，使机构不能准确定位。机构工作过程中，不可避免地会将上述由轮齿侧隙产生的误差传递，因此，在需要传递高精度角度信息或者位置信息的场合，必须采用合适的误差调整方法，以控制误差量，提高传动精度，达到更好的运行效果。为了减少或消除侧隙给机构带来的不利影响，需要采用消隙方法。如何能够减少或消除齿轮间隙，日渐成为提高齿轮传动精度的瓶颈技术，消除齿隙对传动精度的影响是新型精密齿轮传动方式探索和研究的主要目标和发展的趋势。
二、齿轮消隙机构的专利文献分析
（1）申请的地域分布
专利申请的地域分布可以反映出企业的产品市场重心特征。对齿轮消隙机构的专利申请的所在国家和地区分布进行统计，可以看出，有关齿隙消除机构的专利申请主要集中在日本、中国、美国和德国，这四个国家占据了所有专利申请的近80%。可以看到的是，这四个国家也是目前全球最大的机械制造生产地区。值得注意的是，虽然我国在技术发展上与日本还存在着差距，但是我国对齿轮间隙的消除机构的研究紧跟世界的步伐，并没有落后，这说明我国对消除齿轮间隙的影响非常重视。同时随着中国的专利制度不断完善，各国企业都积极在中国进行专利技术保护，试图占领中国的技术市场。
双蜗轮蜗杆消隙的原理
双蜗轮蜗杆消隙的原理
双蜗轮蜗杆消隙是利用两个蜗轮齿轮及一个蜗杆设计的一种机构，用于减小齿轮传动的啸叫和振动噪声。该装置又称为双蜗轮减振机。
蜗轮蜗杆传动是一种带有隙的传动，这会导致传动过程中齿轮与蜗杆之间不断地碰撞与摩擦，产生振动及噪声。双蜗轮蜗杆消隙机构的出现，就是为了解决这个问题。
原理及结构：
双蜗轮蜗杆消隙机构是由两个蜗轮和一个蜗杆组成。蜗轮采用正面的螺旋线，与蜗杆的侧面螺旋线形成啮合齿轮副，传动形式为蜗杆传动。在蜗轮副中添加一个间隙消除机构，在蜗轮副中安装前部和后部蜗轮就能使蜗轮副中隙的方向与传动方向保持一致并减小传动过程中的冲击、噪声及振动。
这种机构主要的目的就是通过两个蜗轮齿轮的组合和蜗杆的啮合，可以有效的消除齿轮传动中的隙间，从而提高传动的精度和稳定性。在传动系统中添加这个机构可以有效消除隙间，使得机械传动过程更加稳定，减少传动中的噪声，提高传动效率和可靠性。
优点及应用：
1、工作稳定：通过消隙装置来提高传动的稳定性，减少传动中的噪声和振动，提高传动效率和精度。
2、可靠性高：消隙机构可以有效地减少传动过程中的磨损和损伤，从而提高机械传动系统的可靠性和寿命。
3、适用范围广：目前该机构已广泛应用于各种工业设备，如机床、风电、冶金等领域，具有广阔的应用前景。
双蜗轮蜗杆消隙机构是现代机械传动中不可或缺的一个组成部分，可以保证机械传动的稳定性和可靠性，提高机械传动的效率，广泛应用于各个领域。在使用过程中，双蜗轮蜗杆消隙机构不仅可以减少机械传动中的噪音和振动，还可以提高传动效率和精度。其在不同领域中都得到了广泛的应用。
在风电领域中，蜗杆减速器被广泛应用于风电机组的旋转传动系统中。风能是清洁、可再生的能源，但风力发电机的运转稳定性和可靠性受到风速等环境因素的影响。如何保证传动的精度和运转稳定性成为关键。双蜗轮蜗杆消隙机构的使用可以让整个传动系统更为平稳、稳定、低噪音，同时提高系统的可靠性和耐久性。 在物流行业中，蜗轮减速器被广泛应用于输送带传动系统中。物流行业对传动系统稳定、可靠的要求很高，而蜗轮减速器的消隙设计可以保证机械传动的稳定性和可靠性，从而提高物流系统的工作效率。
消隙齿轮传动机构回差分析与计算
第３期（总第ｌ３３期） 机械管理开发 Ｎｏ．３（ＳＵＭ Ｎｏ．１３３） ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ ＭＡＮＡＧＥＭＥＮＴ ＡＮＤ ＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴ ２０１３年６月 Ｊｕｎ．２０１３
消隙齿轮传动机构回差分析与计算
谢锋，唐巍
（中船重工第七一三研究所，河南郑州４５￣１５） 摘要：通过分析齿轮传动误差的影响因素，应用弹簧齿轮的消隙方法，结合工程实际，对某位置发送器的弹簧消
隙齿轮传动的回差进行了分析计算，并对实际机构进行回差测量，结果比较符合。这将对解决工程实际Ｉ＂－１题提供依
据和参考。 关键词：弹簧消隙；齿轮传动；回差 中图分类号：ＴＨ１３２．４１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００３—７７３Ｘ（２０１３）０３—００２８—０３
０引 言 某位置发送器传动机构，它通过精密齿轮传动链
驱动自整角机，达到精确测量设备角度位置的目的，而
回程误差是数传机构的主要指标之一，它直接影响到
传动系统的稳定性和精度，分析回差产生原因，采取相 应措施减小回差，是每个设计者所希望的。为了减小
回差，在数传机构的设计中，应用了弹簧消隙方法这一
简单措施可大大减小回差，降低对齿轮的精度要求。
２消隙齿轮传动机构回差分析
２．１回差的概念 回差的含义是传动装置在单向传动过程中ｎ ，当
输入轴开始反向后，到输出轴跟随反向时，输出轴在转
角上的滞后量。回差并不是只在反向时才有意义，在
单向传动中也会产生影响。当输入轴转速发生改变 时，由于惯性力矩和扭转刚度的影响，输出轴也会产生
滞后响应。当输入轴增速时，输出轴会产生一个滞后
量；当输入轴减速时，输出轴会产生一个超前量，这也 是回差的体现。
２．２消隙齿轮传动产生回差的原因分析 回差是由传动中啮合齿非工作面间的间隙造成
的，齿轮副回差是齿轮本身、轴、轴承等零件在设计制
造和装配中误差的综合，此类误差即为齿轮传动静态 回差。影响齿轮传动静态回差的因素主要有：齿轮副
侧隙、中心距误差、轴承间隙、齿轮与轴的几何偏心、齿