cnc数控机床传动箱 齿轮消隙机构

    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。常用的方法有电气方法(双电机消隙)和机械方法(双齿轮消隙)。下面主要介绍一下机械类的各种消隙方法。

    双齿轮消隙

    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。

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    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 。

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    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.

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    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。

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    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。

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    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。

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    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。

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    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。

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    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

    圆锥齿轮压力弹簧消除间隙

    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。

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    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

    圆锥齿轮用碟形弹簧消除 斜齿轮齿侧间隙

    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。

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    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

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    • 本文由 Published on 2018年11月29日