[實用新型]浮動齒輪組

無效

• 申請號: 200920031467.7
• 申請日: 2009-08-13
• 公開（公告）號: CN201582369U
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發明（設計）人: 陳福建
• 申請（專利權）人: 陳福建
• 主分類號: F16H55/17
• 分類號: F16H55/17
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及機械工程領域。

技術背景

齒輪傳動是目前使用最為廣泛的傳動方式之一。由于沒有哪一種材料是絕對剛性的，任何材料在受到力的作用時都會產生一定程度的變形。

在大多數齒輪傳動機構中，力矩是從齒輪軸的一端輸入或輸出，這樣齒輪軸將受到一個扭轉力矩，并且在嚙合齒輪之間傳遞力矩時會使齒輪軸受到一個徑向力。在這些力和力矩的作用下，齒輪軸會發生扭轉變形和彎曲變形。

因為軸的彎曲變形和扭轉變形、軸承的彈性位移、傳動裝置的制造和安裝誤差等因素的存在，最終將導致齒向載荷分布不均勻。并且齒輪越寬，齒向載荷的分布就越不均勻，齒輪損壞的就越快。

為了使齒輪的齒向載荷分布均勻，通常情況下在設計齒輪時要選擇適當的齒寬系數來限制齒輪的齒向寬度。因此，一般來說，要提高齒輪的承載能力不會通過增大齒輪的齒向寬度來實現；而主要是通過增大齒輪模數，增大齒輪的半徑，選擇其他高性能材料，使用斜齒輪、人字齒輪、圓弧齒輪等方法來提高齒輪的承載能力。

相對于通過增大齒輪的齒向寬度來提高齒輪的承載能力的方法，上述提高齒輪承載能力的主要方法中有如下缺點：

1.在基本上不改變齒輪半徑的情況下增大齒輪的模數會降低齒輪嚙合的重合度，會使傳動的連續性降低，使齒所受的沖擊增大，使噪聲及振動增大。

2.寬度均勻的齒輪，半徑增加一倍時，其體積和質量會增加三倍，即占用了大部分空間同時又大大增加了整個齒輪的質量和轉動慣量。

3.斜齒輪在傳動過程中會產生軸向力，而人字齒的加工成本高。

發明內容

浮動齒輪組包括單元薄片齒輪、連通液壓機構和軸。參數完全相同的一組單元薄片齒輪和連通液壓機構在軸上裝配形成了一種齒輪組機構；其中連通液壓機構安裝在單元薄片齒輪和軸之間，各單元薄片齒輪之間相互離散且無轉動剪切力。浮動齒輪組在工作過程中，通過連通液壓機構的實時調節，使浮動齒輪組中所有單元薄片齒輪的載荷均勻。浮動齒輪組的整體齒向載荷分布均勻和單元薄片齒輪間相互離散的特點，使其可以通過增加整個齒輪組有效寬度和使用齒螺旋裝配的方法來提高其整體承載能力和傳動的連續性；其連通液壓機構能夠緩沖沖擊的特點還可以提高浮動齒輪組整體傳動的平穩性。

1.載荷自動均布原理

單元薄片齒輪可以制作的較薄，這樣單個齒輪的齒向載荷分布就非常均勻。軸和每個單元薄片齒輪并不直接傳遞力或力矩，而是通過在軸和每個單元薄片齒輪之間安裝的液壓元件間接傳遞力或力矩。力或力矩是由軸(或單元薄片齒輪)傳遞給液壓元件，然后再由液壓元件傳遞給單元薄片齒輪(或軸)。

在軸與整個齒輪系發生相對轉動時，把所有具有受壓迫趨勢的液壓元件稱為位置相同的液壓元件，使這些位置相同的液壓元件相互連通并稱之為連通液壓機構。

靜止液體的各處壓強相等，在自動控制理論中，這些液壓元件組成的連通液壓機構在整個系統中既是測量元件，又是比較元件，還是執行機構。作為測量元件，連通液壓機構把軸的扭轉變形產生的不均勻的載荷轉化為每個液壓元件各自的形變量或位移量等；作為比較元件，連通液壓機構把每個液壓元件各自的形變量或位移量所產生的高低不同的液體壓強在同一個連通器里進行比較；作為執行機構，連通液壓機構作為連通器使液體各處壓強趨于平衡，使壓強高的液壓元件的高壓逐漸向壓強低的液壓元件轉移，同時產生每個液壓元件相應的形變量或位移量并驅動各個單元薄片齒輪發生微轉動，使載荷高的單元薄片齒輪發生彈性不完全卸載，載荷低的發生彈性加載。最終，這些液壓元件把軸的扭轉變形和不太大的彎曲變形所產生的在各單元薄片齒輪間分布不均勻的載荷在整個齒輪組上均勻化。

把浮動齒輪組中所有單元薄片齒輪的齒寬之和稱為其有效寬度。由上訴可知，通過增加浮動齒輪組的有效寬度可以提高其整體承載能力。從而解決了目前不能用增加齒輪齒向寬度的方式來提高齒輪承載能力的問題。

但當整個浮動齒輪組的軸向尺寸過長時，軸的彎曲變形將成為齒輪組載荷分布不均勻的一個重要因素。浮動齒輪組不能很好的消除軸的彎曲變形導致的齒輪組載荷不均勻性。在這種情況下，可以在整個齒輪組的中間添加一個固定軸承來限制軸的彎曲變形程度。

2.齒螺旋裝配

把參數完全相同的一系列齒輪在軸上按照齒向單方向順次地每安裝一片或幾片齒輪時總是向同一旋向旋轉一定角度的裝配方式叫做齒螺旋裝配。

在經過齒螺旋裝配的齒輪系中，任取N片連續的齒輪，若沒有任意兩片齒輪的齒向投影是重合的，而在任取的N+1片連續的齒輪中恰有兩片齒輪的軸向投影是重合的，把N定義為齒螺旋裝配的齒螺旋周期。