介绍几种齿轮消隙的典型结构

张正刚
（齐齐哈尔二机床集团有限责任公司，黑龙江齐齐哈尔　161005）

　　摘　要：总结了几种齿轮消隙的典型结构，并简要介绍了斜齿轮轴向垫片调整法、偏心轴套调整法和轴向弹簧调整法的结构及消除方法。
　　关键词：齿轮：消隙：偏心轴厦门调整；斜齿轮轴向垫片调整法；轴向弹簧调整法

　　1　引言
　　齿轮传动是机床的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，是机床传动系统的重要组成部件。它与带、链传动相比，具有功率范围大、传动效率高、圆周速度高、传动比准确、使用寿命长、结构尺寸小等一系列特点，所以齿轮传动在机床的传动系统中应用非常广泛。
　　但是由于齿轮传动在啮合运动过程中会产生一定的热量，为了使齿轮在传动过程中不会因为热膨胀而抱死，所以齿面间具有一定的背隙值，同时也为润滑留一定的空间。这个间隙很小，在一般的普通机床进给系统中应用，因其定位精度不高，故完全可以满足使用要求；但是数控机床由于其具有高的定位精度及重复定位精度，在传动系统中齿轮的背隙值会造成数控机床在向相反的方向运动过程中产生一定的间隙值，这样会影响数控机床的整体定位精度，所以在数控机床的传动系统中，必须消除这种间隙值。
　　在实际的数控机床传动系统设计中，有多种消除齿轮间隙的结构，虽然结构形式有所不同，但是都能有效地消隙传动间隙，使数控机床能够得到较高的定位精度和重复定位精度。
　　下面简单介绍几种在数控机床的传动系统上应用的消除齿轮传动消隙的典型结构。
　　2　偏心轴套调整法
　　这种方法结构简单，调整方便，常用于电机与丝杠间的传动。如图1所示，电机是通过偏心轴套1安装到齿轮箱体3上的，由电机直接驱动齿轮2、4，而带动末端滚珠丝杠副。

　　通过调整偏心轴套在齿轮箱体上的安装位置，可以在一定程度上消除因齿厚误差和齿轮中心距误差引起的齿侧间隙，但因其结构限制，不能补偿齿轮偏心误差引起的齿侧间隙。

　　3　斜齿轮轴向垫片调整法
　　如图2，此种方法适用于一对斜齿轮传动的结构。将其中一个斜齿轮制成两片薄齿轮3、4，并在其中增加一个调整垫片2，由紧固螺钉5将三者联结成一体，最后加工出齿形。装配调整时通过改变调整垫片2的厚度，使两片薄齿轮3、4的螺旋线错位，使其左右齿面分别与宽齿轮1齿槽的左右齿面紧贴，达到消除间隙的目的。垫片厚度的变动量δ与齿侧间隙量Δ和齿轮螺旋角β之间的关系可由下式确定：δ＝Δcosβ。此种调整齿轮间隙的方法，结构比较简单，但调整时必须多次修磨调整垫片2，进行试调，比较麻烦；同时由于只有一片薄齿轮参与传动，所以在设计时需要进行齿轮强度的校核，且需按一片齿轮进行校核。

　　以上两种调整方法属于刚性调整，调整后的齿轮侧隙不能自动进行补偿，要严格控制齿轮的齿厚及齿距公差，但是由于其结构简单，传动刚度较高，所以在数控机床的传动系统中应用还是比较广泛的。
　　4　轴向弹簧调整法
　　对于直线行程比较大的机床，通常使用齿轮齿条机构替带滚珠丝杠传动，其传动箱结构复杂，齿轮侧隙的调整也非常不方便，所以需要调整好间隙后，能够对齿侧间隙进行自动补偿，以减少后续调整环节的工作量。如图3所示，其工作原理如下，动力由轴2输入，通过两对斜齿轮分别将动力传递到轴3、轴4，再经齿轮5、6使动力传动齿条7，实现进给运动。在轴2上施加一个轴向力F，通过弹簧1使轴2产生微量移动，经过两对斜齿轮，分别使轴3、4产生微量转动，使齿轮5、6的轮齿分别与齿条的左右齿面紧贴，以消除齿侧间隙。

　　5　结语
　　由于消除齿轮齿侧间隙的方法有很多，本文仅对在机床的传动系统中比较常用的几种结构进行了总结，其他还有如变齿厚轴向调整法、双片直齿轮错齿调整法、轴向弹簧调整法、锥齿轮双齿圈错齿调整法等，但是由于结构复杂、调整不便、刚度低等特点，在大型机床上应用很少。