数控机床进给系统齿轮传动副

1．数控机床齿轮传动副要解决的问题：

以开环控制系统为例：（插图 《机床数控技术》 P5）

·由于是开环系统或半闭环系统，数控系统对整个机械传动部分无任何误差检测及补偿或根据测试数据只有静态的补偿。机械传动精度直接影响着加工精度。

·对于齿轮副，由于存在齿侧间隙，当工作台运动反向时，会使工作台的反向动作落后于数控指令，引起加工误差。

·数控机床齿轮传动副要解决的主要问题是消除齿侧间隙。

2．直齿圆柱齿轮副消隙：

·偏心套调整法：（插图 《机床数控技术》P27）（插图 《机原》P27）

齿轮的齿侧轮廓线为阿基米德曲线，调整偏心套的工作位置实际上就是改变齿轮副的中心距，准确说就是缩短齿轮副的中心距。(齿轮副设计时理论上应保证齿侧无间隙，实际上为了润滑齿轮及避免轮齿因摩擦发热膨胀而卡死，齿侧留有很小的间隙，此间隙用齿厚公差来保证。)使齿轮副在阿基米德曲线的不同部位啮合，达到消隙的目的。

根据教材P111结构图介绍偏心套工作原理。

以上两种均为刚性调整法。即调整好后的间隙是不能自动补偿的。

·锥度齿轮调整法：（插图 《教材》P111）

将一对相互啮合的直齿圆柱齿轮，若将它们的节圆直径沿轴向制成一个较小的锥度，调整轴向垫片的厚度（如齿轮1处），就可以使齿轮1沿轴向左右移动。当分度圆直径变化而齿数不变时，齿轮厚度是会发生变化的，不同齿厚的齿轮啮合时，齿侧间隙是会变化的。据此通过调整可以消隙。

·双齿轮错齿调整法：（插图 《教材》P111）

a．两个完全相同的薄片齿轮套装在一起与另一个宽齿轮啮合。当两个薄片齿轮的齿完全对齐时，相当于一个齿轮在工作。正转时，它们贴向宽齿轮轮齿的一侧；一旦反向，它们会一起走过一段侧隙后贴向轮齿的另一侧。设想：若将两个薄片齿轮的轮齿错开一定的距离，使它们分别贴向宽齿轮轮齿的两侧，正向时一个齿轮起作用，反向时另一个齿轮起作用。则当运动反向时，马上会带动从动轮工作，每一个薄片齿轮与宽齿轮间虽然分别都存在侧隙，但它们的共同作用却消除了侧隙对传动的影响。

b．双齿轮错齿是通过弹簧的张力实现的。而且这是一种柔性调整法，随着加工的进行，轮齿间侧隙的改变，可以通过改变弹簧的弹力来调节。

3．斜齿圆柱齿轮副消隙：

·轴向垫片调整法：（插图 《教材》P112）

a．两个螺旋线方向相同的斜齿圆柱齿轮与另一宽斜齿圆柱齿轮啮合。当两个斜齿轮贴合在一起的时候，它们的螺旋线朝着一个方向，而当它们沿着轴向发生位移时，螺旋线虽然相互平行，但发生了水平位移或错位。当它们与宽齿轮啮合时，一个薄齿轮与宽齿轮轮齿的左侧啮合，另一个薄齿轮与宽齿轮的右侧啮合。当运动反向时，虽然单个的薄片齿轮与宽齿轮之间分别存在着齿侧间隙，但它们的共同作用则消除了齿侧间隙的影响——这便是错齿消隙的原理。

b．两个螺旋齿轮沿轴向的平移是通过轴向垫片来实现的。不具备自动补偿的功能，属刚性调整法。

·轴向压簧调整法：（插图 《教材》P111）

轴向压簧调整法的工作原理与轴向垫片法相同，也是利用错齿消隙的原理。所不同的是薄片斜齿圆柱齿轮的轴向平移是通过弹簧的弹力来实现的。通过调整弹簧张力的大小可以调整平移量的大小，调整方便。也属于柔性调整法。