双齿轮消隙减速箱的结构及装配

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。

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。

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。

齿轮减速箱工作原理演示齿轮减速箱作为一种常见的机械传动装置，被广泛应用于各种机械设备中，能够实现高速旋转功率的传递与降低输出转速。

本文将通过演示的方式，来详细介绍齿轮减速箱的工作原理。

一、齿轮减速箱的结构齿轮减速箱由输入轴、输出轴和齿轮传动系统组成。

输入轴连接到动力源，输出轴连接到工作机构。

齿轮传动系统是齿轮减速箱的核心部分，由多个齿轮组成，通常包括主减速齿轮、中间齿轮和从动齿轮等。

二、齿轮减速箱的工作原理当动力源带动输入轴旋转时，输入轴上的齿轮通过齿轮传动系统与输出轴连接的齿轮相互啮合，从而传递动力。

在齿轮啮合的过程中，存在着齿轮减速箱的工作原理。

1. 传递转动力矩齿轮减速箱通过齿轮的啮合来传递转动力矩。

当输入轴上的齿轮转动时，其中的主减速齿轮带动中间齿轮旋转，进而带动从动齿轮转动，最终输出到输出轴上。

由于齿轮传动过程中齿轮的大小不同，使得转速和输出转矩可以得到相应的调整。

2. 实现速度比例变换齿轮减速箱通过不同大小齿轮的组合，实现输入轴和输出轴之间的速度比例变换。

当输入轴上的齿轮转动一周时，输出轴上的齿轮可能只转动了一部分。

这是因为不同大小的齿轮之间存在着齿数比例关系，利用这种关系可以实现转速的降低。

3. 增大输出转矩齿轮减速箱通过齿轮的齿数组合，能够实现输出转矩的增大。

由于齿轮的大小不同，输出力矩可以通过调整齿轮的齿数比例得到增大。

这使得齿轮减速箱在工业生产中能够适应不同的负载需求。

三、齿轮减速箱工作原理的演示为了更加形象地演示齿轮减速箱的工作原理，我们可以通过模型或动画来展示。

下面以一个模型演示为例：首先，准备一个带有透明外壳的齿轮减速箱模型，可以清晰地观察到内部的齿轮传动过程。

然后，将模型放置在适当的位置，保证观众能够轻松看到模型内部的工作过程。

可以设置一个平台或展示架，使得模型处于一个合适的高度。

接下来，将一个电动机连接到模型的输入轴上，通过电池或电源为电动机提供动力。

当电动机启动后，观众可以清晰地看到输入轴上的齿轮开始旋转，然后通过齿轮传动系统传递到输出轴上。