張桂花 李江艷 楊鵬剛

（沈機(jī)集團(tuán)昆明機(jī)床股份有限公司，云南昆明 650203）

淺析單柱坐標(biāo)鏜床工作臺(tái)反向間隙的調(diào)整方法

張桂花 李江艷 楊鵬剛

（沈機(jī)集團(tuán)昆明機(jī)床股份有限公司，云南昆明 650203）

本文主要闡述單柱坐標(biāo)鏜床在裝配過(guò)程中影響工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)精度反向間隙的產(chǎn)生原因，并結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，綜合歸納了理論上能夠影響反向間隙的主要問(wèn)題和實(shí)際工作中工作臺(tái)反向間隙的調(diào)整方法，在了解其結(jié)構(gòu)和工作原理的前提下，按上述規(guī)定的檢修程序和檢修項(xiàng)目進(jìn)行檢測(cè)、判斷、調(diào)整及更換，旨在為后續(xù)該工作臺(tái)的反向間隙的原因分析和調(diào)整提供參考，從而提高工作效益。

坐標(biāo)鏜床 齒輪齒條 工作臺(tái) 反向間隙 調(diào)整

1　齒輪傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)及應(yīng)用

齒輪傳動(dòng)是機(jī)械傳動(dòng)中應(yīng)用最廣泛的一種機(jī)械運(yùn)動(dòng)。如：各種汽車(chē)、機(jī)床等都應(yīng)用齒輪傳動(dòng)。與帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)相比較，齒輪傳動(dòng)具有傳動(dòng)比恒定、工作可靠、結(jié)構(gòu)緊湊、效率高、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。齒輪傳動(dòng)用來(lái)傳遞任意兩軸間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，其圓周速度可達(dá)到300m/s，傳遞功率可達(dá)105KW，齒輪直徑可從不到1mm到150m以上，是現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用最廣的一種機(jī)械傳動(dòng)。

齒輪傳動(dòng)與帶傳動(dòng)相比主要有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）傳遞動(dòng)力大、效率高；（2）壽命長(zhǎng)，工作平穩(wěn)，可靠性高；（3）能保證恒定的傳動(dòng)比，能傳遞任意夾角兩軸間的運(yùn)動(dòng)。

同步帶的齒輪傳動(dòng)裝置是利用兩齒輪的輪齒相互嚙合傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)的機(jī)械傳動(dòng)，用主、從動(dòng)輪輪齒直接、傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的裝置。傳動(dòng)平穩(wěn)可靠、傳動(dòng)比精度高、工作效率好、使用壽命長(zhǎng)、效率高、壽命長(zhǎng)，使用的功率、速度和尺寸范圍大等。

2　反向間隙問(wèn)題的提出及分析

首先應(yīng)先了解齒輪齒條的傳動(dòng)系統(tǒng)是否是在裝配過(guò)程中形成間隙過(guò)大造成。本機(jī)床是采用齒輪齒條來(lái)實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的，進(jìn)給力不大時(shí)，可以采用類(lèi)似于圓柱齒輪傳動(dòng)中的雙薄片齒輪結(jié)構(gòu)，通過(guò)錯(cuò)齒的方法來(lái)消除間隙；當(dāng)進(jìn)給力較大時(shí)，通常采用雙厚齒輪的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)。

其次，檢查相關(guān)裝配元件的裝配是否符合裝配的工藝要求，齒輪齒條傳動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和直線運(yùn)動(dòng)的相互轉(zhuǎn)換。

齒輪齒條運(yùn)動(dòng)的正確嚙合條件和標(biāo)準(zhǔn)圓柱齒輪時(shí)是一樣的，必須是模數(shù)和壓力角分別相等。一對(duì)齒輪（齒輪副）最基本的嚙合條件：兩個(gè)齒輪的法向基節(jié)必須相等。即：3.14*Mn1COS法向壓力角1=3.14*Mn2COS法向壓力2?；颍簝蓚€(gè)齒輪的各自的法向模數(shù)與其法向壓力角的余旋值的乘積必須相等。正確嚙合或要良好的嚙合，還應(yīng)：（1）齒厚要均勻，即周節(jié)偏差、周節(jié)累計(jì)偏差要符合要求；（2）理論分度圓和實(shí)際分度圓要重合，并和齒輪回轉(zhuǎn)中心線同軸；（3）好的齒面光潔度，高的硬度等強(qiáng)度符合使用要求；（4）軸和軸承滿足運(yùn)轉(zhuǎn)條件，中心距保持不變。

圖1　

同理，蝸輪蝸桿傳動(dòng)，從嚙合原理上可以看為相當(dāng)于齒條和齒輪的傳動(dòng)。齒條就是齒數(shù)無(wú)限大的齒輪的特例，此齒輪即齒條變成直線運(yùn)動(dòng)，分度圓成為直線（齒條中線或節(jié)線）。蝸桿旋轉(zhuǎn)代替了齒條的直線運(yùn)動(dòng)，上述1+4條中的每個(gè)條件都適宜蝸輪蝸桿傳動(dòng)，唯一的區(qū)別是蝸輪蝸桿更容易實(shí)現(xiàn)交錯(cuò)軸的傳動(dòng)（如滾齒，滾刀就是開(kāi)了容屑槽及磨出前刀面的蝸桿）。

由公式：S=πmz

TX4163C的齒輪M=2.5mm z=14

得：當(dāng)齒輪每分鐘1轉(zhuǎn)時(shí)，S=3.14*2.5*14=109.900mm即工作臺(tái)每分鐘可移動(dòng)109.900mm。

而實(shí)測(cè)，此工作臺(tái)移動(dòng)了109.887mm，超出允差0.004mm范圍。

3　復(fù)查以及采取的措施

由此，雖可判斷出齒輪齒條間隙超差。但是需要用手動(dòng)操作來(lái)復(fù)查這個(gè)結(jié)論是否正確，從而盡量避免因?yàn)榕袛嗍д`而影響裝配的周期。

首先，做以下操作步驟：（1）手動(dòng)正向操作手移動(dòng)機(jī)構(gòu)，直至千分表指針由“0”指向“0.010mm”。（2）手動(dòng)負(fù)向操作手移動(dòng)機(jī)構(gòu)，直至千分表指針由“0.010mm”指向“0”。（3）由過(guò)程“1”→“2”看數(shù)顯表數(shù)字的變化，根據(jù)指針指數(shù)，計(jì)算“空行程”，即反向間隙。

當(dāng)進(jìn)行以上操作時(shí)，發(fā)現(xiàn)反向移動(dòng)初始載荷幾乎為“0”，按照步驟“3”計(jì)算，可以得出反向間隙為“0.005mm”。而TX4163C單柱坐標(biāo)鏜床的工作臺(tái)移動(dòng)反向間隙應(yīng)該控制在“0.002mm”以內(nèi)。

其次，檢查其他相關(guān)零部件的裝配情況，齒輪齒條的尺寸。以確認(rèn)故障根源。（1）齒輪齒條的尺寸檢查：用Φ5的鋼珠檢測(cè)，得到實(shí)際相關(guān)尺寸為1.881mm。符合圖紙的1.920 -0.1mm的公差。齒輪軸上的齒輪齒數(shù)、模數(shù)正確與否自然已經(jīng)檢測(cè)，齒輪分度圓的尺寸已經(jīng)通過(guò)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)量，亦是符合要求。由此看來(lái)，齒輪齒條自身沒(méi)有問(wèn)題。（2）減速箱的相關(guān)檢查：與齒輪齒條相關(guān)的部件是減速箱當(dāng)中蝸輪蝸桿的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。蝸輪蝸桿傳動(dòng)，是由蝸桿和與之嚙合的蝸輪組成的。一般蝸桿是主動(dòng)件，蝸輪為從動(dòng)件。蝸桿傳動(dòng)常用于傳遞交錯(cuò)軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。一般兩軸交錯(cuò)角為90度。

通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)減速箱的蝸輪蝸桿傳動(dòng)，再帶動(dòng)齒輪在齒條上運(yùn)動(dòng)從而使工作臺(tái)移動(dòng)，理論上蝸輪蝸桿的配合應(yīng)是縱向中心線重合。如圖1：托座機(jī)構(gòu)（蝸輪箱）傳動(dòng)簡(jiǎn)圖。

4　結(jié)語(yǔ)

總之，單柱坐標(biāo)鏜床工作臺(tái)的反向間隙的調(diào)整雖然繁瑣，但并不困難，主要在于分析、判斷。并對(duì)判斷進(jìn)行有針對(duì)性的解決。在了解其結(jié)構(gòu)和工作原理的前提下，按上述規(guī)定的檢修程序和檢修項(xiàng)目進(jìn)行檢測(cè)、判斷、調(diào)整及更換，那么再?gòu)?fù)雜的故障都是可以排除的，也可以普遍使用于各種型號(hào)機(jī)床工作臺(tái)反向間隙的調(diào)整和應(yīng)用，可以提高工作效益，加快裝配工作進(jìn)度。

［1］馬保振.機(jī)械電子工業(yè)部統(tǒng)編［M］.機(jī)械基礎(chǔ)，機(jī)械工業(yè)出版社，1991.

［2］王先逵.機(jī)械裝配工藝［J］.機(jī)械工業(yè)出版社，2008.6.

國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃 （2012AA040703）