弹簧消隙齿轮传动链回差分析估算
关于双齿轮齿圈消隙结构传动装置的理论计算
关于双齿轮齿圈消隙结构传动装置的理论计算双齿轮齿圈及消隙结构主要应用在双柱立式车、铣、钻、镗加工中心的工作台分度机构上，本文以我公司（齐重数控装备股份有限公司）CXH5250F×40/50L 型数控双柱立式加工中心为例，研究其工作台分度双齿轮齿圈消隙结构进给传动装置的理论计算。
CXH5250F×40/50L型数控双柱立式加工中心采用西门子840D数控系统，X、Z、C轴三轴联动，。
该机床精度要求高，工作台分度机构允差±8″，工作台的径向跳动和钻削主轴的径向跳动按国家标准的允差值压缩30%。
一、工作台分度进给传动装置的理论计算工作台分度进给结构是该机床的关键结构，首先根据图纸，分析工作台分度机构的结构、传动原理并进行传动链传动误差的理论计算。
1、传动链误差传递规律计算双齿轮消隙传动装置系统,在传动链中，传动误差由动力输入环节向着末端执行元件传递和累积，最后集中反映到末端件上，使主轴产生运动误差。
传动误差的计算，相似于运动位移的计算。
运动位移是在啮合过程中由主动件传给被动件的，并且只沿瞬时啮合点处的公法线方向传递。
由于两传动件在公法线方向上的瞬时速度分量相等，所以两传动件在啮合点处的公法线方向上的瞬时位移量也应相等，误差传递也是这样。
对应于转角误差△φ1的线性误差△s1为：△S1=△φ1×r1△φ1—齿轮的转角误差r1—齿轮的回转半径与齿轮1相啮合的齿轮2也同时产生等值的线性位移，即△S2=△S1同理△S2=△φ2 ×r2△φ2 =△S2/ r2=△φ1×r1 / r2=△φ1×I 1△S2—齿轮2的线性误差△φ2—齿轮2的回转半径I 1 —第一对啮合齿轮的传动比同理：△φ3=△φ2=△φ1×I 1△S3=△φ3×r3=△φ1×I 1×r3△S4=△S3=△φ1×I 1×r3=△φ4×r4△φ4=△S4 / r4=△φ1×I 1×r3 / r4=△φ1×I 1×I 2由此可见，各个运动件的误差都按一定的传动比依次传递。
齿轮传动的空回误差
齿轮传动的空回误差标题：齿轮传动的空回误差摘要：齿轮传动是机械行业中常见的传动方式之一，但由于制造和装配过程中存在一定的误差，会导致传动的空回误差。
本文将深入探讨齿轮传动的空回误差的原因、影响以及相关标准的具体内容。
一、引言齿轮传动在机械行业中被广泛应用，无论是汽车、机床还是工程机械等各个领域。
然而，齿轮传动中的空回误差一直是一个不容忽视的问题。
空回误差是指在无扭矩作用下，齿轮传动中齿轮之间产生的相对运动。
这种误差会导致传动的不稳定和噪声增加，严重影响齿轮传动的性能和寿命。
二、空回误差的原因1. 制造误差：包括齿轮齿形偏差、齿距偏差、圆度偏差等。
这些误差主要由于制造过程中加工设备的精度、刀具磨损以及加工人员的技术水平等因素引起。
2 装配误差：包括轴向间隙、径向间隙等。
装配过程中的轴向和径向间隙会导致齿轮齿面的偏移，进而引起空回误差的增加。
3. 运行磨损：在长期运行中，齿轮传动会受到磨损，齿形和啮合条件会发生改变，进而导致空回误差的增加。
三、空回误差的影响1. 传动性能降低：空回误差会导致传动的不稳定性，降低传动效率，减少传递扭矩能力。
2. 噪声增加：空回误差会引起齿轮传动中的冲击与振动，导致噪声的增加，给使用者带来不良的使用体验。
3. 寿命减少：由于空回误差导致齿轮的不稳定运动，会加剧齿面磨损，减少齿轮传动的使用寿命。
四、相关标准的具体内容为了解决齿轮传动的空回误差问题，国际标准化组织（ISO）制定了相关的标准，其中包括以下内容：1. ISO 1328-1：齿轮精度标准第1部分-定义和限值，详细规定了齿轮的几何特征、制造误差和齿轮系统的精度等级。
2. ISO 1328-2：齿轮精度标准第2部分-齿面接触分析，规定了齿轮齿面接触分析的方法和计算公式。
3. ISO/TR 10064-2：放大法测定齿轮系统的空回误差，介绍了通过放大方法测定齿轮系统空回误差的步骤和计算方法。
4. ANSI/AGMA 2015-1-A01：在设计中齿轮传动分析的计算方法，提供了齿轮传动设计时分析空回误差的相应计算方法。
利用弹簧消除齿轮传动间隙一法
本文链接：/Periodical_sbglywx200403025.aspx
器安装示意图。
利用弹簧消除 齿轮传动间隙一法
!许世豪 徐 波 吕 丽
齿轮、 齿条脉冲编码器在数控机床中得到广泛的应用， 其目 的是精确地测量和保证机床直线运动的精度。在使用中， 齿轮 的磨损会直接影响 测量精度。采用弹 簧是消除齿轮传动 间隙最简便的方法 之一。 图 ! 所示是我 公司 自 行 设 计 的 "#" 四轴控制的数 控弯 管 机 ! 轴 弯 管测量系统增加弹 簧预 紧 拉 力 的 齿 轮、 齿条、 脉冲编码
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万方数据
作者通联： 武汉锅炉股份公司装备处 图! 号 %,&&a武珞路 -.* 王 其〕
利用弹簧消除齿轮传动间隙一法
作者： 作者单位： 刊名： 英文刊名： 年，卷(期)： 许世豪， 徐波， 吕丽 武汉锅炉股份公司装备处,武汉市武珞路586号,430070 设备管理与维修 PLANT MAINTENANCE ENGINEERING 2004(3)
轴齿轮通过联轴器外壳内的专用联轴器 （编码器专用联轴 器能保证同轴度误差， 保护编码器精确地同步旋转） 与编码器的 输入轴联接， 组成一个编码器齿轮轴系。固定轴与轴齿轮平行 等高， 齿条固定在机床油缸上， 油缸的往复运动使得编码器齿轮 轴系作旋转运动。弹簧装在联轴器外壳的外侧， 弹簧的拉力可 以消除齿轮副的间隙。 第二重型机器厂制造的 $%&&&’# %&&& 型三辊筒卷板机， 是 轧制锅炉筒体的大型设备， 原设计的自整角机脉冲编码器上辊 位置数显装置从 !((% 年安装使用以来， 由于安装位置、 支承部 件、 齿轮精度等诸多原因， 厂家多次返修都未能正常投入使用。 操作工在轧制锅炉筒体时， 只能用肉眼近距离接近火红的工件 观看上辊标尺来控制上辊的实际位置， 有几次误操作， 险些导致 筒体报废。 投入运行， 效果良好， 避免 $&&& 年采用上述结构进行改进， 了操作工在高温下观察标尺， 确保了筒体的轧制质量。改进后 齿条工作长度 !)*+， 往复行程约 ,+， 测量数字系统显示位移量 误差"&)$-++。经多年的运行在维修更换时 （齿轮、 齿条都磨 成锯齿型， 齿顶完全磨尖了） 还能够精确地测量位移量。
消除由齿轮侧隙引起误差的方法
齿轮副1
新齿轮副2
预紧力F
方法一：双齿轮消隙（施加预紧力）
力分析
Fa
ห้องสมุดไป่ตู้
Fa n n
预紧力F 当需要连续改变齿轮转向的时候，不能达到消除侧隙的效果。
方法一：双齿轮消隙-改进
两边轴向加一个弹簧，弹簧初始条件下形变相同。
F2 压缩 拉伸
Fa
Fa n 拉伸 压缩 F1 利用弹簧的形变产生的力作用轴，使轴在轴向产生微小的移动从而消除齿轮的侧隙 n
4：弹簧
消除由齿轮侧隙引起的回程误差的方案
齿轮侧隙
侧隙
防止在传动过程中由于温度升高造成齿轮卡死； 存放润滑油——最小极限侧隙 当齿轮为正反转时，侧隙引起了回程误差，造 成机构不能准确定位
如何消除由正反转齿轮侧隙引起的回程误差？
方法一：双齿轮消隙（施加预紧力）
原理： 正常的传动顺序是由新斜 齿轮副2带动齿轮副1转 动. 当改变传动方向，这时 候在斜齿轮主动轮施加 一个轴向力F，主动斜 齿轮在轴线方向有一个 位移，从而使从动的斜 齿轮产生一个微小的转 动这样就可以去除齿轮 副1的侧隙。
方法二：弹簧加载双片齿轮消隙
该机构是利用弹 簧连接在一起的两片 齿轮同时啮合在配对 齿轮上，其中一片齿 轮与轴固定，另一片 齿轮为空套在轴上的 浮动齿轮片，当齿轮 传动时，啮合齿与工 作齿面间的齿隙被弹 簧拉紧的另一片浮动 齿轮所填满，以此来 消除正反向的啮合间 隙及回程误差。
1：固定齿轮 2：加载齿轮 3:主动齿轮
齿轮传动链误差分析.doc
齿轮传动链误差分析一传动误差的来源与分类机床内联系传动链产生传动误差后, 将引起执行环节的角速度和线位移误差, 就不能保持精确、恒定的传动比, 而影响传动的准确性和均匀性。
对于刀具和工件间要求有准确的传动比关系的机床应减小传动误差,提高传动精度, 如螺丝车床、螺纹磨床、滚齿机床等。
传动误差主要来源于四个方面。
第一是传动件的布置误差。
在设计传动链时, 由于传动件的位置不合理, 而使传动误差逐级扩大。
第二是传动件的制造误差。
如齿轮、蜗轮的齿形误差、周节偏差、切向一齿综合误差, 蜗杆、丝杠的导程误差以及导程累积误差等。
第三是传动件的装配误差。
如齿轮、蜗轮、蜗杆及丝杠因装配而产生的径向跳动和轴向窜动。
第四是机床的热变形及传动件受交变的切削力、摩擦力和惯性力作用产生的传动误差。
传动误差按其性质分为原发性误差和再生性误差两类。
原发性误差是指传动件布置误差、传动件制造误差、传传动件装配误差。
它是常位性误差, 机床一经制造好就存在着, 如果不人为地设置误差抵消或补偿装置, 此误差是不会消除的。
再生性误差是指机床在动态（工作状态）过程中, 受力、受热后产生的误差。
它是偶然性误差, 如果机床停止工作, 此误差逐渐消除。
相比之下,往往原发性传动误差对内联系传动链的传动精度影响更大。
本文着重讨论原发性误差。
二、传动误差的分析方法通常分析传动误差大小的方法有动态多因素综合测试法和单因素分析法两种。
动态多因素综合测试法是在机床动态下, 通过仪器实测出某些选定参数的大小,然后进行综合分析处理, 得到传动误差的定量位。
单因素分析法可以在静态或设计机床传动系统时对传动件布置误差、传动件制造误差, 进行定量的分析, 比较不同传动件如齿轮副、蜗轮副、螺母、丝杠等、传动件处于不同位置或传动件不同精度等级时传动误差的大小, 进而合理、正确的设计传动链, 以减少原发性误差位, 提高内联系传动链的精度。
三、单因素分析法的基本原理（1）分析对象由于在内联系传动链中,其主要传动件为齿轮副, 常选择齿轮副的布置制造误差为分析的对象。
齿轮传动链精度的分析研究
式中 △ ｉ 各个齿轮的综合传动误差。 一
２传动 回差分 析
３ ＝６８ 一 ・８ 均 方根偏 差 为 ：
３
（） ８
对于在工作时需要作双向回转 的精密传动链 ， 除了应计算传动误差之外 ， 同时应计算 回差 。 ２ １影 响齿轮传 动 回差 的 因素 ． （） １ 规定的齿侧间隙与切齿时的进刀误差
１传动 误差 分析
由（ ）式 可 知 在 基 圆 上 最 大 角 误 差 △ 一 ＝ ２ ｙ
２／ ｉ 该 误 差 在 基 圆 上 产 生 的 圆 弧 误 差 ｆ ＝ ｅＲ 。 ｉ ｔ
１ １产 生传 动误 差 的 因素 ．
Ａ ，＝２ 相应 反映 在 啮合线 上也 产生 误差 ， ｙ ｅ， 由 此 可得 出在分 度 圆上 弧长误 差 为 ２＝２／ ｏ ， ｅｃｓ 为
差为：
关产品的质量的提高和在国际市场上 的竞争能力。 传动链精度主要取决 于传动误差【 和传动 回差 ， １
下 面分 析 了传 动 链 设 计 过 程 中各 个 环 节 对 传 动 误
Ａ 詈（ｎ１ ｓＴ） ｙ＝ ｓＴ 一 ｉ ２ ｉ ｎ
‘
（） ２
差 、传动回差的影 响，并 得到 了传 动误差 和传动 回差计 算公式 。
（ ）齿轮孔与轴配合间隙。 １ 配合间隙造成 齿轮运动偏心 ，也就相 当于齿部渐 开线的基圆产生了偏心 ，如图 １（ 虚线为分度 圆，
实线 为基 圆） ，当从 动轮 理论 上转 过 ，而 基 圆 因 偏 心实 际转 角为 ，角误 差 为 ：
压力角 。 ｃ 若 表示配合间隙， 最大角误差为 ：
同理可得到 ｒ ／ ， 级传动输出轴的总传动误差
（） ７
：
齿轮消隙功能实现探索
（ 中围 科 学 院 国家 天 文 台 ， 泉 １０ １ ） 北 ０ ０２
摘 要 ： 通过 对 弹簧 消隙 方法的 分析 ， 明确 了齿轮 消 隙机 构 的本 质 ， 即给啮 合齿 轮 加 载 力矩 。基 于这 一 原理 ， 绍 了基 于软 硬 件协 同设 计理 念的 智能摩 擦 消 隙机 构 ， 示 了软 件机 械理 念在智 能齿轮 消隙机 构 介 展
基 于软 硬件 协 同设计 理念 的智 能摩擦 消 隙方 法 。
伺 服传 动 系统传 动链 精 度主要 受 到两方 面误 差 的 影 响 ： 动 误 差 和 空 程 误 差 。在 齿 轮 传 动 链 中 ， 传 传
ｍｏ ｎ ｎ ｔ ａｉ ｕ ｆｃ ｏ ｅ ｓ ｒ ｅ ｅ ｓｎ ｎ ｓ ｌ ｂａ ｋａｓ ｒｏ ｓｉｌｍ ｉ ｔ ｛．Ｂａ ｅ ｏ ｈ ｝ｉｃ ｐｅ，ａ ｓ ｆｗａ ｅ ｈａｄ— ｍｅ ｔｏ ｈｅｍ ｔ ｎｇ ｓ ｒａ ， ｔ ｎ ｕ ｅｒ ｖ ｒ ｉｇ ｉ ｍａｌ ｃ ｌ ｈ ｅ ｒ ｒｗａ ｌｕ ｎａｅ１ ｅ ｓ ｎ ｔｅ ｔ ｎ ｉ ｌ ｒ ｏ ｔ ｒ — ｒ ｗａｒ Ｏ— ｓｇ ｂ ｕ ｎ！ｌｉｅ ｒｃｉｎ ｌ ｉａ ｉ ｛ ｅ ｒ ｎｅ ｅ ｉｅ ｗａ ｎｔｏ ｃ ｄ， ａｌ ｌ ｐ ｉ ａｉｎ ｏ ｏｔ ｉ ａ ｈｉｅ ｙ ｅＣ ｄｅ ｉｎ ａ ｏ ｔｉ ｅｌｇ ｎｔｆｉｔｏ ｅｉ ｎ ｔｎｇ ＇ ａ ａ ｅ ｄ ｖ ｃ ｓ ｉ ｒ ｄｕ ｅ ｍ ｌ ｌｄ ｈｅ ａ ｐｌｃ ｔｏ ｆｓ ｆｗａ ｅ ｍ ｃ ｎ ｒ ｃ ｎ ｅ ｔｉ ｈ ｅ ｉｅ ｄｅ ｉｎｉｇ ｐ ｏ ｅ ｓ ｗａ ｅ ｅ ｔ ｄ． ｏ ｃ ｐ ｎ ｔ ｅ ｄ ｖ ｃ ｓｇ ｎ ｒ ｃ ｓ ｓｐｒ ｓ ｎ ｅ
０ 前 言
消隙齿轮传动建模与分析研究
（ Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ａ ｕ ｔ ｏ ｍ ａ ｔ ｉ ｃ Ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ Ｅ ｑ ｕ ｉ ｐ ｍ ｅ ｎ ｔ ，Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ １ ０ ０ ０ ７ ４ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ａｎ ａ ｎ ｔ ｉ — ｂ ａ ｃ ｋ ｌ ａ ｓ ｈ ｇ ｅ ａ ｒ ｉ ｓ ａ ｃ ｏ ｍｍｏ ｎ ｓ ｔ ｙ ｌ ｅ ｆ ｏ ｒ ｅ ｌ ｉ ｍｉ ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｇ ｅ ａ ｒ ｃ ｌ ｅ ａ ｒ ａ ｎ ｃ ｅ ｉ ｎ ｆ ｅ ｅ ｄ ｂ ａ ｃ ｋ ａ ｐ ｐ ａ ｒ ａ ｔ ｕ ｓ ａ ｎ ｄ ｔ ｗｏ ｓ ｔ ａ ｔ ｅ ｓ ｏ ｆ
消 隙 齿 轮 传 动 建 模 与 分 析 研 究
李雄 峰 ， 郝卫 生 ， 张 兆凯 ， 曹东 海
（ 北 京 自动 化 控 制 设 备研 究 所 ， 北 京 １ ０ ０ ０ ７ ４ ）
摘 要 ：消 隙齿轮是 齿轮反 馈机构 中常采 用 的消除传 动 间 隙的形 式 ，将 消 隙齿轮传 动 分为 两种 状 态， 建 立 了包含 各 主要传 动 因素 的消 隙齿轮传 动动力 学模 型 ，并 依 此分 析 了不 同弹簧 刚度 与不 同
精密齿轮传动链力矩、空回及传动误差计算和检查方法
精密齿轮传动链力矩、空回及传动误差计算和检查方法
精密齿轮传动链力矩的计算方法：
1. 首先，确定传动链的输出齿轮的转速和输入齿轮的转速。
2. 计算传动链的传动比，即输出齿轮的齿数除以输入齿轮的齿数。
3. 根据传动比，计算输出齿轮的转矩，即输入齿轮的转矩乘以传动比。
4. 确定传动链的效率，并根据效率调整输出齿轮的转矩。
精密齿轮传动链空回的检查方法：
1. 通过观察输出齿轮的转动状态，检查是否存在齿轮不转或者转动不稳定的情况。
2. 检查传动链上的齿轮和链条是否有松动、损坏或者磨损的情况。
3. 检查传动链的润滑情况，确保润滑油充足且无污染。
4. 检查传动链的对齐情况，确保各个齿轮的轴线正确对齐。
精密齿轮传动链传动误差的计算和检查方法：
1. 使用传感器测量输入和输出齿轮的转速。
2. 记录测量到的转速数据，并进行处理，得到每个时刻的转速差值。
3. 根据转速差值，计算传动误差，即输出齿轮的转速与理论转速之间的差值。
4. 检查传动误差的变化情况，观察是否存在稳定或者周期性的变化，以及误差是否超过设定的范围。
5. 检查传动链的装配质量，确保各个齿轮的加工精度和配合精度满足要求。
6. 检查传动链的润滑情况，确保润滑油充足且无污染。
7. 检查传动链的对齐情况，确保各个齿轮的轴线正确对齐。
消隙齿轮传动机构回差分析与计算
Ｂ＝Ｂ ＋ Ｂ ±３ ．
（ ８ ）
３ 某位置发送器消隙齿轮传动回差计算 某位置发送器消隙齿轮传动构造 ， 如图 ２ 。 已知齿轮轴径均为 ７ ｍ ｍ， 轴承径向游隙公差均为 １ ０ ｍ， 弹簧力 与传动力 比值为 ／ Ｆ ＝２， 传递载荷 力矩 ０ ． ０ ０ ６ Ｎ・ ｍ， 系统要求在 自整角机轴 ４ 处测得 的 回差不 大 于 ６ 。
第３ 期（ 总第ｌ ３ ３ 期）
Ｎ ｏ ． ３ （ Ｓ Ｕ Ｍ Ｎ ｏ ． １ ３ ３ ）
机 械 管 理 开 发
Ｍ Ｅ Ｃ ＨＡ Ｎ Ｉ Ｃ Ａ Ｌ ＭＡ Ｎ Ａ Ｇ Ｅ Ｍ Ｅ Ｎ Ｔ Ａ Ｎ Ｄ Ｄ Ｅ Ｖ Ｅ Ｌ Ｏ Ｐ ＭＥ Ｎ Ｔ
２ ０ １ ３ 年 ６月
Ｊ ｕ ｎ ． ２ ０１ ３
２ ． １ 回差 的概 念
齿轮片， 当齿轮传动时， 啮合齿非工作齿面间的齿隙， 被 弹簧拉 紧 的另 一 片浮动 齿 轮轮齿 所 填满 ， 这 样， 从原 理 上消除了由齿轮本身制造误差引起的全部间隙， 但不 能完全消除安装 中心晃动引起的回差 ， 如轴承径向游 隙、 轴承外圈与外壳孑 Ｌ 配合间隙 、 轴承内圈与轴的配合 间隙等， 仍存在少量的残余回差 ， 后两项配合公差与轴 承径 向游隙引起的回差在作用机理上是完全一致 的， 因此 ， 可以轴承径 向游隙引起的回差来分析为何消隙 齿轮传动残余 回差无法消除。
一
图 １ 弹簧消隙齿轮 受力情况
在位置发送器 中， 输入轴通过齿轮传动机构带动 自整角机旋转 ， 每对弹簧消隙齿轮副 中， 主动轮为普通 齿轮， 从动轮为弹簧消隙齿轮 ， 如图 １ 为主动轮的受力 情况 。由于从动轮弹簧 消隙作用， 将在主动轮轮齿上 产生一对大小相等 的弹簧作用力 。设齿轮驱动力
齿轮误差分析及消隙方法
齿轮误差分析及消隙方法齿轮传动是机械传动中最重要、应用最为广泛的一种传动机构，大到航天航空装备，小到玩具仪器。
通过分析齿轮误差的来源，介绍了齿轮从设计到使用不同环节产生误差的因素，简单介绍了减小齿轮误差的方法，以实例说明齿轮消隙方法。
标签：原理；齿轮误差；减小误差方法0 引言当今社会发展迅猛，出现了自控机构、机器人机构、仿生机构、柔性及弹性机构和机电光液广义机构等，而传递与变换运动和力的可动装置中，齿轮是应用最广泛的机械结构。
齿轮传动是机械传动中最重要、应用最为广泛的一种传动机构，大到航天航空装备，小到玩具仪器。
它依靠轮齿齿廓直接接触来传递空间任意两轴间的运动和动力，并具有传递功率范围大、传动效率高、传动比准确、使用寿命长、工作可靠、结构紧凑等优点。
但齿轮传动的制造及安装精度要求高，价格较贵，一般不用于传动距离过大的场合。
对于齿轮的研究采用的方法很多，如弹性力学、动力学、有限元等，但这些方法对齿轮的模型要求高，建模越精确，仿真结果越接近实际，就齿轮啮合而言，实际啮合情况复杂多变，加上加工安装等环节都存在误差，许多数据采集较费时费力，从而使项目周期长，且齿轮的实际啮合情况与理论啮合情况不同，模拟出来的结果不能百分百与实际吻合。
由于齿轮误差的存在，轮齿的某些该接触点无法参与接触，齿轮刚度强度会变差，所以为了更好地研究齿轮，对齿轮误差进行分析是非常有必要的。
1 齿轮传动原理一对齿轮啮合，主动轮通过啮合线接触而将动力、速度、运动等传递给从动轮，两齿轮的传动，严格符合齿廓啮合基本定律即[1]：相互啮合传动的一对齿轮，在任一位置时的传动比，都与其连心线被其啮合齿廓在接触点处的公法线所分成的两线段长成反比。
2 齿轮误差来源齿轮的误差因素很多，既有偶然性误差，也有必然性误差，但各误差源对于齿轮传动起的影响各不相同。
就单个齿轮从概念到使用过程如下：按不同环节分析，齿轮误差主要来源为：设计误差、加工误差、安装误差、传动误差、空程误差、环境温度变化引起的误差等。
齿轮传动的空回误差
齿轮传动的空回误差齿轮传动的空回误差一、引言在机械领域中，齿轮传动广泛应用于各种机械设备中，它以其高效、稳定的传动效果而受到广泛关注。
然而，齿轮传动在使用过程中往往会出现一些问题，其中之一就是空回误差。
本文将深入探讨齿轮传动的空回误差，并详细介绍其原因、影响以及解决方法。
二、空回误差的定义和原因1. 空回误差的定义空回误差是指在齿轮传动中由于齿轮的设计、制造或使用不当而造成传动误差的现象。
它通常表现为齿轮传动中两个齿轮啮合时产生的轴向移动，导致传动效果下降。
2. 空回误差的原因（1）制造误差：齿轮的制造过程中可能会产生齿距误差、齿宽误差等问题，这些制造误差会直接影响到齿轮的啮合效果，从而导致空回误差的产生。
（2）装配误差：齿轮的装配过程中，如果不准确地控制齿轮的轴向间隙和侧向间隙，那么齿轮在运行过程中容易产生轴向振动，从而增大空回误差。
（3）磨损和松动：长时间的使用会导致齿轮的磨损和松动，这些问题都会直接影响到齿轮传动的精度，从而增大空回误差。
三、空回误差的影响空回误差的存在会对齿轮传动的性能产生一定的影响，主要包括以下几个方面：1. 传动效率降低：空回误差会导致齿轮传动的传动效率下降，增加了能量的损失，降低了机械设备的工作效率。
2. 噪声和振动增加：空回误差会增加齿轮传动中的振动和噪声产生，这不仅会影响机械设备的使用寿命，还会给操作人员带来不必要的困扰。
3. 传动精度降低：空回误差会导致齿轮传动中的位置误差增大，从而降低了传动的精度和稳定性。
四、解决空回误差的方法为了解决齿轮传动中的空回误差问题，可以采取以下措施：1. 优化设计和制造工艺：通过优化齿轮的设计和制造工艺，减小齿距误差、齿宽误差等制造误差，从根源上减小空回误差的产生。
2. 精确的装配控制：在齿轮的装配过程中，严格控制齿轮的轴向间隙和侧向间隙，确保齿轮的啮合效果达到最佳状态，减小空回误差的大小。
3. 定期维护和检修：定期对齿轮传动进行维护和检修，及时修复磨损和松动问题，保持齿轮传动的良好状态，减小空回误差的产生。
用概率统计法计算齿轮机构的回差
用概率统计法计算齿轮机构的回差
叶期传;徐辅仁;王新华
【期刊名称】《机电设备》
【年(卷),期】2003(020)001
【摘要】齿轮机构回差的一般计算方法是将各种因素产生的回差简单地作代数运算.由于各种回差不是同时处于最大值和完全相同的相位角[1],因此这种最大值回差计算法的价值是有限的,且不能得到比较经济的设计.本文介绍一种按概率统计计算回差的方法.研究表明:该方法具有一定的现实价值和实用性.
【总页数】4页(P16-19)
【作者】叶期传;徐辅仁;王新华
【作者单位】上海理工大学机械工程学院,上海200093;上海理工大学机械工程学院,上海200093;上海理工大学机械工程学院,上海200093
【正文语种】中文
【中图分类】TH132
【相关文献】
1.消隙齿轮传动机构回差分析与计算 [J], 谢锋;唐巍
2.弹消隙小模数齿轮传动链回差计算分析及工程应用 [J], 高卫
3.基于概率理论的滤波减速器空程回差计算及分析 [J], 徐畅;王家序;肖科;陈磊
4.机器人用变厚齿轮RV减速器回差分析与计算 [J], 吴俊飞;李瑰贤;王庆华;孙壮;李华敏
5.齿轮系统回差的分析及计算 [J], 杜兴;周云耀;吕永清;马鑫;吴欢;齐军伟
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弹簧消隙齿轮传动链回差分析估算
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然后， 考虑各齿轮轴的实际偏移方向， 将上述值转 化为某齿轮的回差角度值为： （(） （ , 3 -） (+ - + " ,, ()# & .+ / +
这说明随着 !"# ( !# 的增大， 则残余回差将逐渐减 小。为了保证可靠传动， 一般应保证 !"# ( !# ""。 由于轴承游隙误差属于随机误差， 设#* 为径向游 隙的公差， 其概率分布符合瑞利分布， 考虑到 #* 总是 固定发生在啮合力的方向上， 故回差的统计计算结果 如下： 均值： （$） （ ・ +,* + ! ,-. ! ( &） 3 #* $( " ! " 方差： （%） （" 4"( "） ・ （ #* ,-. ! ( &） -,* + 3 ! 该计算结果也可转换为角度回差值。 " ) # 消隙齿轮传动链静态回差计算 计算出每个齿轮回差的统计计算值后， 则逐级向 主轴折算迭加， 即可得到传动链的回差。但是， 在此应 强调的一点是， 在计算每个齿轮回差时， 必须考虑到每 级之间的相互影响。因为前述的合力是由齿轮通过齿 轮轴传递到轴承的。而当齿轮轴上安装两个或多个齿 轮， 则往往齿轮轴的偏移方向与各个齿轮的合力方向、 轴承和轴的相对安装位置有关。故简单地逐个计算齿 轮消隙后的残余回差， 然后逐级迭加是不严密的。应 综合考虑上述因素， 计算出每个轴的合力作用方向， 确 定轴的偏移方向。然后， 逐个轴计算该方向的轴承游 隙在某齿轮节圆切线方向的分量， 此即为该齿轮的残 余回差。考虑到残余回差一般很小， 从工程实际应用 来看， 可仅考虑主要因素， 适当进行简化处理， 以得到 满足工程需要的估算值。 " ) $ 动态回差计算 动态回差主要由齿轮轴的扭转变形引起， 齿轮轴 . 在力矩 / 作用下的扭转变形为： （&） 0. + 2’% / 1 ( 2（3 ）
伺服系统中精密传动装置精度分析_周超群
3 实例分析
在伺服系统中, 常用的 传动装置有圆 柱齿轮、 蜗 轮蜗杆、 行星齿轮、 谐波齿轮、 滚珠丝杠等, 一般认为 谐波齿轮的精度最高。下面对谐波齿轮传动和行星 齿轮传动分别进行分析。 31 1 谐波齿轮机构的传动精度 31 11 1 谐波齿轮机构的传动误差 谐波齿轮减速器由输入轴系、 波发生器、 刚轮、 柔 轮、 输出轴系和本体组成, 相应的 , 其误差由波发生器 部件误差 ( 包括输入轴和波发生器 ) 、 刚轮切向综合误 差、 刚轮基节 误差、 柔轮切向 综合误差、 柔轮 基节误 差、 输出轴误差和它们的配合间隙以及轴承的径向跳 动等组成。 文献 [ 4] 、 文献 [ 5 ] 列出了谐波齿轮传动系统误差 分量的四种频率成 分: X, 2X, 2 ( 1 + 1 / i ) X, 2Z 2 X ( 其 中, X 为伺服电动机转速频率 ; i 为谐波齿轮传动比; Z 2 为刚轮齿数 )。 落在开环截止频率外的传动误 差应为频率成分 为 2X, 2 ( 1+ 1 / i) X, 2Z 2 X 的误差 , 包括刚轮切向综合 误差、 柔轮切向综合误差、 柔轮安装轴的径向跳动、 柔 轮安装轴孔之间的配合间隙、 输出轴轴承孔的径向跳 动、 输出轴轴承与孔的配合间隙、 输出轴轴承径向跳
仪器仪表 /检测 /监 控
现代制造工程 2007 年第 4 期
伺服系统中精密传动装置精度分析
周超群, 陈小安, 合烨 (重庆大学机械传动国家重点实验室, 重庆 400030)
*
摘要 : 传动误差和回程误差是精密传动装置中两个最重要的精度指 标。分析闭环 伺服系统 前向通道上 精密传动 装置的 传动误差和回程误差对 伺服系统性能的影响 , 提出计算方法。在此基础上 , 对谐波齿轮传动装置与行星齿轮传动装置进 行实例对比分析 , 指出在闭环伺服系统中 , 谐波齿轮传动装置比行星齿轮传 动装置的 回程误差小 , 但谐 波齿轮传 动装置 的传动误差对系统的影 响大于行星齿轮传动装置。 关键词 : 伺服系统 ; 精密传动装置 ; 传动精度 ; 机电耦合 中图分类号 : TH 1321 4 文献标识码 : A 文章编号 : 1671) 3133( 2007) 04) 0073) 04
回差的计算方法
回差的计算方法工作中需要作双向回转的精密齿轮传动链，除了应注意计算传动误差外，还应计算回差，使综合传动误差不超过允许值。
齿轮传动反向转动时，主动轮转过一定角度后，从动轮才随之转动，该角度称为回程误差。
简称回差。
一、影响回差的因素由前可知，影响传动误差的因素主要是齿轮的切向误差，即在圆周方向上的误差。
而回差不同，回差主要是由齿轮在非工作面间的齿侧间隙所造成，有齿侧间隙就必然会产生回差。
齿轮在中心距(即半径方向上)上的径向误差，如为正值，则要引起齿轮脱开，从而引起齿侧间隙并造成回差。
所以影响回差的因素主要应考虑齿轮在半径方向上的径向误差而引起的齿侧间隙。
图8.49(a)所示为一对齿轮在节点处啮合的情况，M为其公法线，现假设在啮合齿轮的非工作面间，由于径向引起了齿侧间隙。
为直观起见将两齿轮置于对称位置。
一对齿轮理论上为无侧隙传动，实际上为了补偿由于制造、安装及温度变化而引起的尺寸变化，以及防止卡死，同时为了储藏润滑油的需要，在齿轮非工作面间必须规定有一定齿侧间隙，此齿侧间隙必然要引起回差。
规定的齿侧间隙的大小，在设计时是通过选择二、传动链回差的计算计算传动链的回差时，要区分齿轮副中心距不可调和可调两种情况。
一般精密齿轮传动的中心距大多是不可调的。
所谓中心距可调，是指齿轮副中心距做成可调节的，目的是通过调节可以把回差控制在很小的范围内，主要用于对回差要求比较严格的场合。
按上式计算所得结果，并根据小模数齿轮标准中有关最小侧隙的数值，即可选定侧隙类型。
三、减小或消除回差的方法回差是造成传动不平稳、产生冲击、振动及运动误差的主要原因之一，故双向齿轮传动要严格控制侧隙，但如果用提高齿轮加工精度的方法消除侧隙，则意味着提高齿轮制造成本，B此工程上常采用既不增加制造、装配困难，又能有效消除侧隙影响的方法。
1)选择装配法选择适当的齿轮装配在一起，得到无侧隙齿轮传动。
适合于大量生产的情况。
优点是不增加任何零件，不改变任何结构，缺点是齿轮之间没有互换性，需要对每个齿轮进行检验，提高了检验、装配的费用。
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弹簧消隙齿轮传动链回差分析估算
马伯渊 ，李志武
（西安电子科技大学 机电工程学院 ，陕西 西安 )!&要： 分析了弹簧消隙齿轮的受力情况， 叙述了残余回差的产生原因。并且结合工程实际， 对某雷达数据传递机构 中的弹簧消隙齿轮传动链的回程误差进行了分析估算。所述分析方法及实例计算， 将对解决工程实际问题提供依据和 建议。 关键词： 数据传递机构； 弹簧消隙齿轮传动链； 回程误差 中图分类号： *+!%$,’! 文献标识码： -
应用技术与实例分析 《机械设计》 $""! 年 ( 月 /( ’" 零部件设计 " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " "
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结束语
式中： — —分别为齿轮正、 反向旋转时， 齿轮轴偏移方向在该齿轮 , 和 -—
其计算结果为：
(# - " " !+"! ， (% - " " #’#! ， (! - " " !+"! ， (’ - " " ",$! ， ($ - " " "(1!
!’ + !%
图!
弹簧消隙齿轮受力情况
在雷达结构中， 一般由方位轴或俯仰轴通过数据 传递机构带动电感移相器等角位传感器旋转。每对弹 簧消隙齿轮副中， 主动轮为普通齿轮， 从动轮为弹簧消 隙齿轮。如图 ! 为主动轮的受力情况。由于从动轮弹 簧消隙作用， 将在主动轮轮齿上产生一对大小相等的 弹簧作用力 !"# 。设齿轮驱动力矩为 $ ， 相应的传动 力为 !# ， 则从动轮作用于主动轮的阻力也为 !# 。如 图 ! 所示， （ !"# * !# ） 和 !"# 的合力为 !% ， 它与轴承上 的作用力 !% 大小相等， 方向相反。两个力 !% 组成力 偶与外力矩平衡。设力 !% 与中心线成! 角， 如果存在 轴承径向游隙， 则该力使齿轮轴沿该方向移动。设轴 承径向游隙为 & ， 则 & 在中心连线分量产生的齿隙， 将 万方数据 由消隙作用而消除。而 & 在节圆切向上的分量将产
!
问题提出
在火控雷达结构组成中， 数据传递机构是主要组 成部件之一。它通过精密齿轮传动链驱动电感移相器 等角位传感器， 达到精确测量天线角位的目的。而回 程误差是数传机构的主要指标之一， 它直接影响到控 制系统的稳定性和精度。为了减小回差， 在数传机构 的设计中， 大量地使用了弹簧消隙方法。这一简单措 施可大大减小回差， 降低对齿轮的精度要求。 但在某雷达数传机构组件的批量生产中， 多年来 不合格率和返修率较高， 尤其是回差指标经常达不到 要求， 影响了生产进度和产品性能。由于缺乏足够的 理论计算依据， 经常与生产协作单位产生矛盾。而目 前在数传机构的设计中， 仍普遍采用类比和经验的方
（ , 3 -） & .+ / + $+ - + " ,, $ 节圆切线方向的分量； — —齿轮的模数和齿数。 .+ 和 / + —
结果分析 如果按图纸加工装配， 回差可以满足要求。回 （#） 7 差超差原因可能为： 〇齿轮精度和齿轮轴装配不符合 要求或螺旋电位器与轴"连接十字滑块装配不符合要 求， 引起齿轮传动效率降低， 传动力矩增大， 从而加大 8 多次装配使铝外壳的轴承孔变大， 动态回差； 〇 导致轴 承外圈在内晃动， 其影响作用类似于轴承的径向游隙， 导致静态回差增大。 （%） 系统的动态回差和静态回差均应受到重视。 调试中盲目加大弹簧力， 试图减小回差的方法并不可 取。这样不但不能显著降低静态回差， 还会引起轮齿 磨损加大、 效率降低、 传动力矩加大， 最终导致动态回 差加大。此点也符合工程实际现象。 （!） 从本例来看， 降低动态回差有较大空间。而低 速轴回差占总值的 1"3 以上。故增加轴 ! 的直径 4 ! 或减小轴 ! 的受力长度 5 ! 将会起到明显效果。如 4 ! 从%#" ** 增至 %#$ **， 约为原值的 2! 降为 " " %"%! ， 约为原 %"3 。 5 ! 从 !’ ** 降为 #" **， 2! 降为 " " !! ， 值的 !"3 。 （’） 动态回差较大的另一原因是在精通道添加了 驱动力矩很大的螺旋电位器。如将其去除， 动态回差 可降为 " " ",(! ， 约为原值的 , " +3 。这也符合实测结 果。 !"!
$"""#")#%!； 修订日期： $"""#!!#!% ! 收稿日期：
万方数据 作者简介： 马伯渊 （!0("#） ， 男， 副教授， 硕士， 研究方向： 机电一体化技术。
《机械设计》 应用技术与实例分析 零部件设计 "11! 年 & 月 6& $! # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # 的变形综合表现为齿轮副啮合节圆上的齿侧间隙。由 于存在齿侧间隙， 在齿轮反向回转中， 齿轮转角就会滞 后， 从而产生回差。 齿轮副 影响普通齿轮静态回差的主要因素有： （!） 齿轮齿厚的减薄； （#） 齿轮的几何偏 的中心距误差； （"） 心； （$） 齿形误差； （%） 基节偏差； （&） 轴承内圈和外圈的 轴承的径向游隙等。对于普通齿轮传动 径向偏摆； （’） 链回差的计算方法， 已有文献 ［!， 介绍。但是， 由于 "］ 消隙齿轮传动链的自身特点， 这些方法并不能照搬使 用。而齿轮传动链动态回差计算方法则没有区别。 " ( " 消隙齿轮副静态回差计算 本文所述消隙齿轮， 特指应用最广的拉簧和环簧 加载双片齿轮。此种齿轮传动副中， 用弹簧连接在一 起的两片齿轮同时啮合在配对齿轮上。其中一片齿轮 与轴固定， 另一片齿轮为空套在轴上的浮动齿轮片。 当齿轮传动时， 啮合齿非工作齿面间的齿隙， 被弹簧拉 紧的另一片浮动齿轮轮齿所填满。这样， 从原理上消 （ %） 除了由齿轮本身制造误差引起的间隙 （上述 （! ） ) 项因素） 。但不能完全消除轴承以及其它类似因素引 起的齿隙， 仍存在少量的残余回差。 生一个无法消除的周向齿隙， 从而产生残余回差。考 虑到反向转动情况， 残余回差总量为： （!） ・ &’ + & ,-. ! 则得： 将力 !# 在切向和轴向分解，
这说明随着 !"# ( !# 的增大， 则残余回差将逐渐减 小。为了保证可靠传动， 一般应保证 !"# ( !# ""。 由于轴承游隙误差属于随机误差， 设#* 为径向游 隙的公差， 其概率分布符合瑞利分布， 考虑到 #* 总是 固定发生在啮合力的方向上， 故回差的统计计算结果 如下： 均值： （$） （ ・ +,* + ! ,-. ! ( &） 3 #* $( " ! " 方差： （%） （" 4"( "） ・ （ #* ,-. ! ( &） -,* + 3 ! 该计算结果也可转换为角度回差值。 " ) # 消隙齿轮传动链静态回差计算 计算出每个齿轮回差的统计计算值后， 则逐级向 主轴折算迭加， 即可得到传动链的回差。但是， 在此应 强调的一点是， 在计算每个齿轮回差时， 必须考虑到每 级之间的相互影响。因为前述的合力是由齿轮通过齿 轮轴传递到轴承的。而当齿轮轴上安装两个或多个齿 轮， 则往往齿轮轴的偏移方向与各个齿轮的合力方向、 轴承和轴的相对安装位置有关。故简单地逐个计算齿 轮消隙后的残余回差， 然后逐级迭加是不严密的。应 综合考虑上述因素， 计算出每个轴的合力作用方向， 确 定轴的偏移方向。然后， 逐个轴计算该方向的轴承游 隙在某齿轮节圆切线方向的分量， 此即为该齿轮的残 余回差。考虑到残余回差一般很小， 从工程实际应用 来看， 可仅考虑主要因素， 适当进行简化处理， 以得到 满足工程需要的估算值。 " ) $ 动态回差计算 动态回差主要由齿轮轴的扭转变形引起， 齿轮轴 . 在力矩 / 作用下的扭转变形为： （&） 0. + 2’% / 1 ( 2（3 ）
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