齒輪傳動(dòng)消除反向間隙機(jī)構(gòu)的裝配與調(diào)整趙慶志修改2010,6,3

1、（一）機(jī)械傳動(dòng)反向間隙的位置判斷和測試1 .數(shù)控機(jī)床的點(diǎn)動(dòng)功能和手動(dòng)運(yùn)行功能數(shù)控機(jī)床機(jī)械反向間隙的測量用點(diǎn)動(dòng)功能，例如數(shù)控車床有X、Z兩個(gè)坐標(biāo)，調(diào)整手動(dòng)運(yùn)行速度，按一下+ Z鍵（手指按下后再抬起），大拖板就在+ Z方向運(yùn)行一個(gè)脈沖當(dāng)量，其他 坐標(biāo)方向也相同，這就是點(diǎn)動(dòng)功能，點(diǎn)動(dòng)功能用于微調(diào)機(jī)床工作臺(tái)位置，點(diǎn)動(dòng)一次只能移動(dòng) 一個(gè)脈沖當(dāng)量；如果手指按下鍵，工作臺(tái)在該坐標(biāo)方向上連續(xù)運(yùn)行，就是手動(dòng)運(yùn)行功能，在 數(shù)控機(jī)床上可以用設(shè)置運(yùn)行速度的方法實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)和手動(dòng)運(yùn)行功能的轉(zhuǎn)換。圖1-2-1數(shù)控車床Z坐標(biāo)進(jìn)給伺服系統(tǒng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)示意圖1 步進(jìn)電機(jī)2鍵、被動(dòng)齒輪3 聯(lián)軸器4 滾珠絲杠5 大拖板6 小拖板7 絲母8

2、 鍵、主動(dòng)齒輪絲母2 .數(shù)控機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)機(jī)械反向間隙組成分析與測量如圖1-2-1所示，Z坐標(biāo)機(jī)械間隙是指自步進(jìn)電機(jī)軸起、至主動(dòng)齒輪的鍵、主動(dòng)和被動(dòng)嚙 合齒輪、被動(dòng)齒輪的鍵、聯(lián)軸器、絲杠絲母、絲杠連接零件至大拖板的綜合間隙，經(jīng)濟(jì)型數(shù) 控機(jī)床各個(gè)坐標(biāo)的反向間隙控制要求不大于35個(gè)脈沖當(dāng)量。如經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床Z坐標(biāo)脈沖當(dāng)量1絲，反向間隙控制在不大于 35絲，X坐標(biāo)脈沖當(dāng)量0.5絲，反向間隙控制在不大于 1.52.5絲；快走絲線切割機(jī)床兩個(gè)坐標(biāo)脈沖當(dāng)量為1微米，反向間隙控制在不大于 35微米；現(xiàn)分別論述反向間隙測試。3 1）步進(jìn)電機(jī)軸與主動(dòng)齒輪鍵聯(lián)接反向間隙的測試圖122測試步進(jìn)電機(jī)輸出軸與齒輪配合

3、間隙圖1 - 2 -3測試電機(jī)軸齒輪與被動(dòng)齒輪嚙合間隙63圖1 2 4測試被動(dòng)齒輪輸出軸與鍵聯(lián)接的間隙圖1-2-5測試被動(dòng)齒輪輸出軸與聯(lián)軸器的間隙如圖 1-2-2 所示，手放在主動(dòng)齒輪端面上，用點(diǎn)動(dòng)功能使步進(jìn)電機(jī)順時(shí)針一步一步轉(zhuǎn)動(dòng)，手就能感覺出齒輪與點(diǎn)動(dòng)同步順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；然后再逆時(shí)針點(diǎn)動(dòng)一步，若手感覺出齒輪也逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)了一步，則說明鍵聯(lián)接很好沒有反向間隙；若逆時(shí)針點(diǎn)動(dòng)N，手感覺齒輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)了 S步（SW N）,則鍵聯(lián)接反向間隙為 N-S步，換算成角度為N-S個(gè)步矩角，需要重新修配鍵聯(lián) 接，消除反向間隙。直到順（逆）時(shí)針一步一步點(diǎn)動(dòng)，主動(dòng)齒輪也順（逆）時(shí)針跟著一步一步轉(zhuǎn)動(dòng)，就表明鍵聯(lián)接消除了反向

4、間隙了。（ 2）步進(jìn)電機(jī)輸出軸上主動(dòng)齒輪與被動(dòng)齒輪之間反向間隙的測試在主動(dòng)齒輪鍵聯(lián)接沒有反向間隙的情況下，如圖1-2-3 所示，用手指按住被動(dòng)齒輪向順時(shí)針方向施轉(zhuǎn)矩，用點(diǎn)動(dòng)功能使步進(jìn)電機(jī)軸順時(shí)針一步一步轉(zhuǎn)動(dòng)，手能感覺出齒輪與點(diǎn)動(dòng)同步逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；然后再逆時(shí)針點(diǎn)動(dòng)一步，若手感覺出被動(dòng)齒輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)了一步，則說明兩個(gè)齒輪嚙合很好沒有反向間隙；若逆時(shí)針點(diǎn)動(dòng)N,手感覺被動(dòng)齒輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)了S步（S< N）則兩個(gè)齒輪間反向間隙為 N-S步，需要重新調(diào)整齒輪反向間隙，消除齒輪嚙合反向間隙。直到 順（逆）時(shí)針一步一步點(diǎn)動(dòng)，被動(dòng)齒輪也逆（順）時(shí)針跟著一步一步轉(zhuǎn)動(dòng)，就表明兩個(gè)齒輪嚙合間隙消除了。如果主動(dòng)齒輪鍵

5、聯(lián)接有反向間隙，則測量的反向間隙是鍵聯(lián)接與兩齒輪嚙合的綜合反向間隙，扣除鍵聯(lián)接的反向間隙后，就是兩齒輪嚙合的反向間隙。（ 3）被動(dòng)齒輪鍵聯(lián)接、聯(lián)軸器的反向間隙測量同理，如圖1-2-4 所示，用手攥住被動(dòng)齒輪輸出軸，則測量主動(dòng)齒輪鍵聯(lián)接、兩個(gè)齒輪、被動(dòng)齒輪鍵聯(lián)的綜合反向間隙；如圖1-2-5 所示，用手攥住離合器右端輸出軸，則測量測量的反向間隙又增加了聯(lián)軸器的反向間隙，分析方法同上。前述各個(gè)環(huán)節(jié)的機(jī)械反向間隙中，鍵聯(lián)接、聯(lián)軸器的反向間隙只要配合合理，裝配得當(dāng)，反向間隙很容易完全消除，而齒輪嚙合反向間隙需采取特殊措施才能消除，以下論述。（二）用偏心套消除齒輪嚙合傳動(dòng)反向間隙的原理、組裝和調(diào)整1 齒輪

6、嚙合反向間隙簡述 嚙合齒輪工作過程中由于磨損、齒輪箱加工誤差等原因，會(huì)產(chǎn)生反向間隙，消除的辦法之一是減小兩個(gè)嚙合齒輪的中心距，偏心套就是根據(jù)這原理減小兩個(gè)嚙合齒輪的中心距達(dá)到消除嚙合反向間隙的。2偏心套原理及其組裝如圖 1-2-6 所示，偏心套外圈、中圈、4 個(gè)圓弧槽、4 個(gè)與步進(jìn)電機(jī)聯(lián)接螺栓孔所在的園是同心圓，內(nèi)圈與中圈不是同心圓，兩個(gè)圓心偏離約0.2 毫米，致使內(nèi)圈和中圈形成的桶狀圓柱最大壁厚比最小壁厚大約0.4 毫米，圖1-2-7 所示為把偏心套組裝到步進(jìn)電機(jī)上圖。1圖1-2-6偏心套結(jié)構(gòu)圖示1 -與齒輪箱體聯(lián)接螺栓圓弧槽4個(gè) 2-中圈與齒輪箱體孔配合3內(nèi)圈與步進(jìn)電機(jī)端面凸臺(tái)相配合 4最

7、小壁厚處 5最大壁厚處 6偏心套12外圈7與步進(jìn)電機(jī)聯(lián)接的4個(gè)螺栓孔1-2-9所示圖1-2-7偏心套、齒輪、步進(jìn)電機(jī)組裝關(guān)系圖示1步進(jìn)電機(jī)2主動(dòng)齒輪 3 偏心套4六角螺栓、彈簧墊片、平墊片將偏心套組裝到電機(jī)上5偏心套、齒輪、步進(jìn)電機(jī)組裝完成3 .偏心套與步進(jìn)電機(jī)部件與齒輪箱的組裝圖1-2-8齒輪箱及其結(jié)構(gòu)圖1齒輪箱2 被動(dòng)嚙合齒輪3 與偏心套中圈配合的孔4 與圓弧槽對(duì)應(yīng)的螺栓孔圖1-2-8為齒輪箱及其結(jié)構(gòu)，已有一個(gè)被動(dòng)齒輪2,將圖1-2-7所示的組裝件再組裝到齒輪箱上，即成為圖1-2-9所示的偏心套消除齒輪反向間隙結(jié)構(gòu)，裝配圖如圖 1-2-10所示。4 .偏心套消除齒輪反向間隙組裝與調(diào)整注意事

8、項(xiàng)(1)如圖1-2-9所示，設(shè)計(jì)上，偏心套最小壁厚處在最下端位置，機(jī)床生產(chǎn)廠家裝配時(shí) 偏心套最小壁厚處在最下端位置裝配，當(dāng)兩個(gè)嚙合齒輪有反向間隙時(shí)，稍松開圖六角螺栓2,步進(jìn)電機(jī)與偏心套成為一體，轉(zhuǎn)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)軸心線和主動(dòng)齒輪軸心線一起向上移動(dòng)，兩個(gè)齒輪中心距減小，消除了齒輪反向間隙，再擰緊螺栓2。(2)如圖1-2-9所示3為標(biāo)志線，首次調(diào)整偏心套，最好在偏心套和齒輪箱上劃一道標(biāo) 志線，拆卸后組裝也對(duì)準(zhǔn)標(biāo)志線，裝配容易。否則因偏心很小不容易看出，裝配困難。(3)偏心套轉(zhuǎn)過的角度要憑經(jīng)驗(yàn)，轉(zhuǎn)一點(diǎn)，再按前述測量方法進(jìn)行反向間隙測量，若嚙 合齒輪仍有反向間隙，再轉(zhuǎn)動(dòng)偏心套繼續(xù)消除反向間隙。12

9、3圖1-2-9偏心套與步進(jìn)電機(jī)組件裝配到機(jī)床齒輪箱上1-齒輪箱2-六角螺母、平墊片3-首次拆偏心套前用鋸條劃一標(biāo)志圖1-2-10偏心套消除齒輪反向間隙裝配圖1一步進(jìn)電機(jī)2 偏心套3的齒輪箱 4一聯(lián)軸器5 滾珠絲杠6 被動(dòng)齒輪 7 主動(dòng)齒輪（三）用雙片齒輪錯(cuò)齒法消除齒輪嚙合傳動(dòng)反向間隙的原理、組裝和調(diào)整上述用偏心套消除齒輪反向間隙的原理，適合于嚙合齒輪精度比較高的場合，否則因齒 面與內(nèi)孔有同軸度差，影響調(diào)整效果，這時(shí)要用雙片齒輪錯(cuò)齒法消除齒輪嚙合傳動(dòng)反向間隙, 現(xiàn)對(duì)圖1-2-11所示兩個(gè)齒輪采用雙片齒輪錯(cuò)齒法消除反向間隙的原理和組裝進(jìn)行論述。圖1-2-11雙片齒輪錯(cuò)齒法部分零件1-步進(jìn)電機(jī)和主動(dòng)

10、齒輪2 -齒輪變速箱 3 -齒輪變速箱已裝配軸承6202RS 4 內(nèi)六角螺釘、彈簧墊片、平墊片1 .齒輪箱體與步進(jìn)電機(jī)組裝將圖1-2-11所示部分零件，把步進(jìn)電機(jī)和齒輪箱組裝在一起，如圖 1-2-12所示，組裝后露出步進(jìn)電機(jī)軸上的齒輪和軸承6202RG圖1-2- 12 將步進(jìn)電機(jī)與齒輪箱體組裝在一起1-用內(nèi)六角螺釘把步進(jìn)電機(jī)和齒輪箱組裝在一起2-步進(jìn)電機(jī)上齒輪36202RS軸承 4組裝后步進(jìn)電機(jī)、齒輪箱和軸承組件2 .雙片齒輪的組裝如圖1-2-13 ,螺釘3固定在齒輪2上共3個(gè)，齒輪2與軸為一體，螺釘 4也是3個(gè)固定在齒輪1上，齒輪2與軸是光軸間隙配合，用開口擋圈使齒輪2不能軸向竄動(dòng)，將圖 1

11、-2-13所示的雙片齒輪組件，組裝到齒輪箱圖1-2-12所示的6202RS軸承上。3 .三個(gè)拉緊彈簧的組裝如圖1-2-14 ,將3個(gè)彈簧用鉗子組裝到雙片齒輪螺釘上，如圖 1-1-13所示，3、4號(hào)螺 釘固定一個(gè)彈簧，把兩個(gè)齒輪圓周方向拉動(dòng)形成錯(cuò)齒，這樣與電機(jī)軸上齒輪嚙合緊，消除了 齒輪嚙合反向間隙，注意固定螺釘要安全，防止螺釘彈簧崩出傷人。圖1-2-13將雙片齒輪組件組裝到齒輪箱上6202RS軸承上1、2 一直齒圓柱齒輪 3 螺釘擰在齒輪1上4 螺釘擰在齒輪2上5 軸用彈性擋圈6 -長輸出軸雙片齒輪錯(cuò)齒組件7 -將雙片齒輪組件組裝到齒輪箱上8 齒輪箱9 步進(jìn)電機(jī)圖1-2- 14 將3個(gè)彈簧組裝到雙片齒輪螺釘上4 .軸承、發(fā)蘭的組裝如圖1-2-15,將軸承、發(fā)蘭組裝起來，成為帶齒輪變速箱的減速步進(jìn)電機(jī)組 件。5 .雙片齒輪錯(cuò)齒法消除齒輪嚙合傳動(dòng)反向間隙的優(yōu)點(diǎn)及其注意事項(xiàng)(1)有的較大功率的步進(jìn)電機(jī)用4個(gè)彈簧，彈簧的總彈力要大于齒輪的傳動(dòng)力，在進(jìn)行動(dòng)力計(jì)算時(shí)必須考慮，對(duì)彈簧要求高。(2)即使齒輪有磨損，也能夠自動(dòng)補(bǔ)償齒輪的磨損，傳