數(shù)控龍門鏜銑床齒輪傳動消隙的實踐應用

李列

摘 要：本文闡述了數(shù)控機床齒輪傳動消隙的一般方法，并根據(jù)實際結合重型數(shù)控機床的特點，介紹了數(shù)控龍門鏜銑床齒輪傳動消隙的方法。

關鍵詞：數(shù)控龍門鏜銑床;齒輪消隙

數(shù)控龍門鏜銑床是一種大型或重型的數(shù)控機床，它能重載加工、精度高、適應面廣，多用于零部件的半精加工和精加工，在重機、汽車、航空、造船等行業(yè)上應用十分廣泛。

在加工時，事實上存在的齒輪側(cè)隙會對數(shù)控龍門鏜銑床的控制精度產(chǎn)生影響，嚴重時甚至會影響零件的加工精度。因此，解決好齒輪傳動的間隙消除是該機床必須面對的問題。

目前，一般來說消除齒輪間隙常采用以下兩類方法：

1、剛性調(diào)整法：

剛性調(diào)整法是指調(diào)整之后齒側(cè)間隙不能自動補償?shù)恼{(diào)整方法。它要求嚴格控制齒輪的齒厚及周節(jié)公差，否則傳動的靈活性將受到影響。但用這種方法調(diào)整的齒輪傳動有較好的傳動剛度，而且結構比較簡單。（下圖是兩種較為常用的結構）

圖1是最簡單的偏心軸套式消除間隙結構。電機1是通過偏心軸套2裝到殼體上，通過轉(zhuǎn)動偏心軸套就能夠方便地調(diào)整兩齒輪的中心距，從而消除 了齒側(cè)間隙。

圖2是用一個帶有錐度的齒輪來消除間隙的結構。在加工齒輪1和2時，將假想的分度圓柱面改變成帶有小錐度的圓錐面，使其齒厚在齒輪的軸向稍有變化（其外形類似于插齒刀）。裝配時，只要改變墊片的厚度就能調(diào)整兩個齒輪的軸向相對位置，從而消除了齒側(cè)間隙。

2、柔性調(diào)整法：

柔性調(diào)整法是指調(diào)整之后齒側(cè)間隙可以自動補償?shù)恼{(diào)整方法。這種調(diào)整法在齒輪的齒厚和周節(jié)有差異的情況下，仍可始終保持無間隙嚙合。但將影響其傳動平穩(wěn)性，而且這種調(diào)整法的結構比較復雜，傳動剛度低。

圖3是最典型的柔性調(diào)整法結構，采用雙齒片錯齒式消除間隙（圖3是拉簧消隙，還有一種結構是壓簧消隙）。

兩個相同齒數(shù)的薄齒輪1和2與另一個厚齒輪嚙合。兩個薄齒輪套裝在一起，并可作相對回轉(zhuǎn)。每個齒輪的端面均勻分布著四個螺孔，分別裝上凸耳4和8 。齒輪1的端面還有另外四個通孔，凸耳8可以在其中穿過。彈簧3的兩端分別鉤在凸 耳4和調(diào)節(jié)螺釘5上，通過螺母6調(diào)節(jié)彈簧的拉力，調(diào)節(jié)完畢用螺母7鎖緊。彈簧的拉力使薄齒輪錯位，即兩個薄齒輪的左、右齒面分別緊貼在厚齒輪齒槽的左、右齒面上，從而消除了齒側(cè)間隙。由于正向和反向旋轉(zhuǎn)，分別只有一片齒輪承受扭矩，因此承載能力受到了限制。在設計時必須計算彈簧的拉力，使它能夠克服最大扭矩，否則將失去消除間隙的作用。

在我們的實踐過程中，上述兩類方法一般常用于輕載的或中小型數(shù)控機床上，而對于大型或重型數(shù)控機床如數(shù)控龍門鏜銑中的齒輪，由于其所受負載大，工作時會對齒輪組的強度和傳動剛度造成削弱，常常不允許將齒輪分為兩片，故雙齒片錯齒式消除間隙法并不適用。同時又往往由于結構的限制，傳統(tǒng)的剛性調(diào)整法之消隙方式往往不便實施。

這時就只有采用提高傳動齒輪精度的方式來減小齒輪傳動間隙。（實際上嚴格意義上講，側(cè)隙是無法消除的，或者是很難消除的，講減小側(cè)隙更為嚴謹些，只要將齒輪側(cè)隙控制在允許的范圍內(nèi)即可。）

我們根據(jù)數(shù)控龍門鏜銑床不同部件的工作情況和具體的機床結構，把齒輪的制造精度提高到六級或以上，這不僅有利于齒側(cè)間隙的消除，同時還對降低齒輪噪音，提高齒輪傳動精度都有好處。

事實上，我們采用的提高傳動齒輪制造精度的方式在使用中配合數(shù)控系統(tǒng)的間隙補償功能，完全能將傳動間隙的影響降到許可范圍內(nèi)。這不僅可大大的簡化了結構，減小了加工、裝配的工作量，還十分有利于提高齒輪傳動的平穩(wěn)性。

參考文獻

[1] 張正剛[J]. 機械工程師. 2013（6）：174-175.

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