李列

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

關(guān)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(jī)床，它能重載加工、精度高、適應(yīng)面廣，多用于零部件的半精加工和精加工，在重機(jī)、汽車、航空、造船等行業(yè)上應(yīng)用十分廣泛。

在加工時(shí)，事實(shí)上存在的齒輪側(cè)隙會(huì)對(duì)數(shù)控龍門鏜銑床的控制精度產(chǎn)生影響，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)绊懥慵募庸ぞ?。因此，解決好齒輪傳動(dòng)的間隙消除是該機(jī)床必須面對(duì)的問(wèn)題。

目前，一般來(lái)說(shuō)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(dòng)補(bǔ)償?shù)恼{(diào)整方法。它要求嚴(yán)格控制齒輪的齒厚及周節(jié)公差，否則傳動(dòng)的靈活性將受到影響。但用這種方法調(diào)整的齒輪傳動(dòng)有較好的傳動(dòng)剛度，而且結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。（下圖是兩種較為常用的結(jié)構(gòu)）

圖1是最簡(jiǎn)單的偏心軸套式消除間隙結(jié)構(gòu)。電機(jī)1是通過(guò)偏心軸套2裝到殼體上，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)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(gè)帶有錐度的齒輪來(lái)消除間隙的結(jié)構(gòu)。在加工齒輪1和2時(shí)，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(shí)，只要改變墊片的厚度就能調(diào)整兩個(gè)齒輪的軸向相對(duì)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(dòng)補(bǔ)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(wú)間隙嚙合。但將影響其傳動(dòng)平穩(wěn)性，而且這種調(diào)整法的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，傳動(dòng)剛度低。

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

兩個(gè)相同齒數(shù)的薄齒輪1和2與另一個(gè)厚齒輪嚙合。兩個(gè)薄齒輪套裝在一起，并可作相對(duì)回轉(zhuǎn)。每個(gè)齒輪的端面均勻分布著四個(gè)螺孔，分別裝上凸耳4和8 。齒輪1的端面還有另外四個(gè)通孔，凸耳8可以在其中穿過(guò)。彈簧3的兩端分別鉤在凸 耳4和調(diào)節(jié)螺釘5上，通過(guò)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(cuò)位，即兩個(gè)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(shè)計(jì)時(shí)必須計(jì)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(shí)踐過(guò)程中，上述兩類方法一般常用于輕載的或中小型數(shù)控機(jī)床上，而對(duì)于大型或重型數(shù)控機(jī)床如數(shù)控龍門鏜銑中的齒輪，由于其所受負(fù)載大，工作時(shí)會(huì)對(duì)齒輪組的強(qiáng)度和傳動(dòng)剛度造成削弱，常常不允許將齒輪分為兩片，故雙齒片錯(cuò)齒式消除間隙法并不適用。同時(shí)又往往由于結(jié)構(gòu)的限制，傳統(tǒng)的剛性調(diào)整法之消隙方式往往不便實(shí)施。

這時(shí)就只有采用提高傳動(dòng)齒輪精度的方式來(lái)減小齒輪傳動(dòng)間隙。（實(shí)際上嚴(yán)格意義上講，側(cè)隙是無(wú)法消除的，或者是很難消除的，講減小側(cè)隙更為嚴(yán)謹(jǐn)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(jī)床結(jié)構(gòu)，把齒輪的制造精度提高到六級(jí)或以上，這不僅有利于齒側(cè)間隙的消除，同時(shí)還對(duì)降低齒輪噪音，提高齒輪傳動(dòng)精度都有好處。

事實(shí)上，我們采用的提高傳動(dòng)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(bǔ)償功能，完全能將傳動(dòng)間隙的影響降到許可范圍內(nèi)。這不僅可大大的簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，減小了加工、裝配的工作量，還十分有利于提高齒輪傳動(dòng)的平穩(wěn)性。

參考文獻(xiàn)

[1] 張正剛[J]. 機(jī)械工程師. 2013（6）：174-175.

[2] 夏田.數(shù)控加工中心設(shè)計(jì)[J].化學(xué)工業(yè)出版社