调整齿轮传动间隙的方法与注意事项

机电一体化设备往往要求传动机构具有自动变向的功能，如数控设备的进给系统。当机电系统反向时，如果传动链的齿轮等传动副存在间隙，则会使进给运动的反向滞后于指令信号，从而影响其传动精度，因此必须采取措施消除齿轮传动中的间隙。

一、圆柱齿轮传动间隙消除方法

1.偏心轴套调整法

图2-4所示为简单的偏心轴套式间隙消除机构。电动机2通过偏心轴套1装到壳体上，相互啮合的一对齿轮中的一个齿轮4装在电动机输出轴上，通过转动偏心轴套的转角，即可调节两啮合齿轮4、5的中心距，从而消除圆柱齿轮的齿侧间隙。该方法的特点是结构简单，但侧隙调整后，随着使用时间的增长，由磨损产生的侧隙不能自动补偿，加工时对齿轮的齿厚及齿距公差要求较严，否则将影响传动的灵活性。

图2-4　偏心轴套式间隙消除机构

1—偏心轴套；2—电动机；
3—减速箱；4，5—齿轮

2.轴向垫片调整法

如图2-5所示，齿轮1和2相啮合，在加工齿轮1和2时，将其分度圆柱面制成带有小锥度的圆锥面，使其齿厚在齿轮的轴向稍有变化。这样，可以通过改变垫片3的厚度，使齿轮2沿轴向移动，调整两齿轮在轴向的相对位置，从而消除两齿轮的齿侧间隙。装配时垫片3的厚度应既使得齿轮1和2之间齿侧间隙小，又运转灵活。这种调整方法的特点与偏心轴套调整法相同。

图2-5　圆柱齿轮轴向垫片间隙消除机构

1，2—齿轮；3—垫片

3.双片薄齿轮错齿调整法

双片薄齿轮错齿调整法是将啮合的一对齿轮中的一个做成宽齿轮，另一个由具有相同齿数的两片薄齿轮套装而成，两薄片齿轮可相对回转。装配时，采取措施使一个薄齿轮的左齿侧和另一个薄齿轮的右齿侧分别紧贴在宽齿轮齿槽的左、右两侧，这样错齿后可以消除齿侧间隙，具体调整措施如下：

周向弹簧式错齿调隙机构如图2-6所示，在两个薄片齿轮3和4上各开了几条周向圆弧槽，并在薄片齿轮3和4的端面上有安装弹簧2的短柱1。在弹簧2的作用下使薄片齿轮3和4错位而消除齿侧间隙。这种结构形式中弹簧2的拉力必须足以克服驱动转矩才能起作用。由于周向圆弧槽及弹簧尺寸不能太大，故这种结构仅适用于传动力矩很小的读数装置而不适用于驱动装置。

图2-6　薄片齿轮周向拉簧错齿调隙机构

1—短柱；2—弹簧；3，4—薄片齿轮

可调拉簧式错齿调隙机构如图2-7所示，在两个薄片齿轮1和2的端面均匀分布着4个螺孔，装有凸耳3。弹簧4的一端钩在凸耳3上，另一端钩在螺钉7上。弹簧4的拉力大小可通过螺母5调节螺钉7的伸出长度来进行调节，调整好后再用螺母6锁紧。

图2-7　可调拉簧式错齿调隙机构

1，2—薄片齿轮；3—凸耳；4—弹簧；5，6—螺母；7—螺钉

双片薄齿轮错齿调整法结构复杂，传动刚度低，不宜传递大转矩，对齿轮的齿厚和齿距要求较低，可始终保持啮合无间隙，在检测装置中应用较多。(www.xing528.com)

二、斜齿轮传动间隙消除方法

消除斜齿轮传动齿轮侧隙的方法与双片薄齿轮错齿调整法基本相同，也是用两个薄片齿轮与一个宽齿轮啮合，只是在两个薄片斜齿轮的中间隔开了一小段距离，这样它的螺旋线便错开了。图2-8（a）所示为薄片错齿调隙机构，薄片齿轮1和2与宽齿轮3啮合，垫片4使薄片齿轮1和2轴向相对移动以消除侧隙。在实践中，通常采用厚度不同的垫片，再测试齿侧隙是否已消除及转动是否灵活，直至满足要求为止。这种调整方法的特点是结构比较简单，但调整较费时，且齿侧间隙不能自动补偿。图2-8（b）所示为轴向压簧错齿调隙机构，其是通过螺母6调整弹簧5力的大小，使薄片齿轮1和2的齿侧分别贴紧宽齿轮3的左、右两侧，从而消除间隙。弹簧力的大小必须调整恰当，过紧会使齿轮磨损过快而影响其使用寿命，过松则起不到消除间隙的作用。这种调整方法的特点是齿侧隙可以自动补偿，但轴向尺寸较大，结构不紧凑。

图2-8　斜齿轮调隙机构

（a）薄片错齿调隙机构；（b）轴向压簧错齿调隙机构
1，2—薄片齿轮；3—宽齿轮；4—垫片；5—弹簧；6—螺母

三、锥齿轮传动间隙消除方法

1.轴向压簧调整法

轴向压簧调整法原理如图2-9所示，在锥齿轮4的传动轴7上装有压簧5，其轴向力大小由螺母6调节。锥齿轮4在压簧5的作用下可轴向移动，从而消除其与啮合的锥齿轮1之间的齿侧间隙。

图2-9　锥齿轮轴向压簧调隙机构

1，4—锥齿轮；2，3—键；5—压簧；
6—螺母；7—传动轴

2.周向弹簧调整法

周向弹簧调整法原理如图2-10所示，将与锥齿轮3啮合的齿轮做成大小两片（1、2），在大片锥齿轮1上制有三个周向圆弧槽8，小片锥齿轮2的端面制有三个可伸入槽8的凸爪7。弹簧5装在槽8中，一端顶在凸爪7上，另一端顶在镶在槽8中的镶块4上。止动螺钉6在装配时使用，安装完毕后将其卸下，则大小片锥齿轮1、2在弹簧力的作用下错齿，从而达到消除间隙的目的。

图2-10　锥齿轮周向弹簧调隙机构

1—大片锥齿轮；2—小片锥齿轮；3—锥齿轮；
4—镶块；5—弹簧；6—止动螺钉；
7—凸爪；8—槽

四、齿轮齿条传动机构间隙消除方法

在机电一体化产品中对于大行程传动机构往往采用齿轮齿条传动，因为其刚度、精度和工作性能不会因行程增大而明显降低，但它与其他齿轮传动一样也存在齿侧间隙，故应采取消隙措施。

当传动负载小时，可采用双片薄齿轮错齿调整法，使两片薄齿轮齿侧分别紧贴齿条的齿槽两相应侧面，以消除齿侧间隙。当传动负载大时，可采用双齿轮调整法。如图2-11所示，小齿轮1、6分别与齿条7啮合，与小齿轮1、6同轴的大齿轮2、5分别与齿轮3啮合，通过预载装置4向齿轮3上预加负载，使大齿轮2、5同时向两个相反方向转动，从而带动小齿轮1、6转动，其齿面分别紧贴在齿条7上齿槽的左、右两侧，消除了齿侧间隙。

图2-11　齿轮齿条的双齿轮调隙机构

1，6—小齿轮；2，5—大齿轮；3—齿轮；4—预载装置；7—齿条