[發(fā)明專利]無(wú)間隙齒輪傳動(dòng)裝置及消除齒輪傳動(dòng)間隙的方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210030939.3
• 申請(qǐng)日: 2012-02-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102588559A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐之敬;成獻(xiàn)禮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京波爾通導(dǎo)科技有限公司
• 主分類號(hào): F16H55/18
• 分類號(hào): F16H55/18
• 代理公司: 北京方韜法業(yè)專利代理事務(wù)所 11303
• 代理人: 姜瑩

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種齒輪傳動(dòng)裝置及方法，具體是涉及一種可有效消除齒輪傳動(dòng)間隙的無(wú)間隙齒輪傳動(dòng)裝置及消除齒輪傳動(dòng)間隙的方法。

背景技術(shù)

在伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中，齒輪傳動(dòng)因其瞬間傳動(dòng)比為常數(shù)，傳動(dòng)精度高，承載能力大等優(yōu)點(diǎn)，是目前使用較多的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，比如機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)，機(jī)械手臂，坦克瞄準(zhǔn)系統(tǒng)等，都需要雙向傳動(dòng)，并且要保證精度，這就要求齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)必須采取措施消除齒側(cè)間隙。目前已有的能減小或消除齒輪傳動(dòng)間隙的齒輪傳動(dòng)裝置主要有以下幾種：

一、剛性調(diào)整——采用雙齒輪疊合加墊片的方式進(jìn)行調(diào)整

剛性調(diào)整只能用于斜齒輪間隙的調(diào)整，其采用厚齒輪同時(shí)與兩個(gè)相同齒數(shù)的薄齒輪嚙合，薄齒輪由平鍵與軸聯(lián)接，互相不能相對(duì)回轉(zhuǎn)。薄齒輪的齒形拼裝在一起加工，并與鍵槽保持確定的相對(duì)位置。加工時(shí)，在兩薄齒輪之間裝入已知厚度的墊片。裝配時(shí)，將墊片厚度增加或減少Δt，然后再用螺母擰緊。這時(shí)兩齒輪的螺旋線就產(chǎn)生了錯(cuò)位，其左、右兩齒面分別與厚齒輪的齒面貼緊，消除了間隙。墊片厚度的增減量Δt可以用以下公式計(jì)算：

Δt＝Δcotβ

式中，Δ——齒側(cè)間隙；β——斜齒輪的螺旋角。

剛性調(diào)整法調(diào)節(jié)齒輪間隙有較好的傳動(dòng)剛度，且結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)是：1.調(diào)整之后齒側(cè)間隙不能自動(dòng)補(bǔ)償；2.這種方法只能應(yīng)用與斜齒輪傳動(dòng)，無(wú)法適用于直齒輪。3.墊片的厚度通常是由試測(cè)法確定，一般要經(jīng)過(guò)幾次修磨才能調(diào)整好。4.要求嚴(yán)格控制齒輪的加工精度，否則傳動(dòng)的靈活性將受到影響。

二、柔性調(diào)整——采用雙重疊合齒輪加彈簧裝置調(diào)整

一種方式是采用雙齒輪錯(cuò)齒式結(jié)構(gòu)消除間隙，即由兩個(gè)套裝在一起，并可作相對(duì)回轉(zhuǎn)、具有相同齒數(shù)的薄齒輪分別與一個(gè)厚齒輪嚙合。兩個(gè)薄齒輪上其中一個(gè)開(kāi)設(shè)四個(gè)螺孔，另一個(gè)開(kāi)設(shè)8個(gè)螺孔(其中4個(gè)位置與另一齒輪上開(kāi)設(shè)螺孔位置相同)，螺孔內(nèi)分別裝上凸耳A和凸耳B。彈簧的兩端分別鉤在凸耳A以及安裝在凸耳B上的調(diào)節(jié)螺釘上，并通過(guò)調(diào)節(jié)螺母調(diào)節(jié)彈簧的拉力，調(diào)節(jié)完畢用螺母鎖緊。彈簧的拉力使薄齒輪錯(cuò)位，即兩個(gè)薄齒輪的左、右齒面分別緊貼在厚齒輪齒槽的左、右齒面上，消除了齒側(cè)間隙。由于正向和反向旋轉(zhuǎn)，分別只有一片齒輪承受扭矩，因此承載能力受到了限制。在設(shè)計(jì)時(shí)必須計(jì)算彈簧的拉力，使它能夠克服最大扭矩，否則將失去消除間隙的作用。

另一種方式是用碟形彈簧消除斜齒輪齒側(cè)間隙的結(jié)構(gòu)。兩個(gè)同軸設(shè)置的薄斜齒輪同時(shí)與一寬齒輪嚙合，蝶形彈簧設(shè)置于薄齒輪的軸上，以螺母通過(guò)墊圈來(lái)調(diào)節(jié)蝶形彈簧，使它保持一定的壓力。彈簧作用力的調(diào)整必須適當(dāng)，壓力過(guò)小，達(dá)不到消隙作用；壓力過(guò)大，將會(huì)使齒輪磨損加快。為了使齒輪在軸上能沿軸向移動(dòng)，而又不產(chǎn)生偏斜，這就要求齒輪的內(nèi)孔具有較長(zhǎng)的導(dǎo)向長(zhǎng)度，因而增大了軸向尺寸。

這種柔性調(diào)整法在齒輪的齒厚和周節(jié)有差異的情況下，仍可始終保持無(wú)間隙嚙合，齒側(cè)間隙可以自動(dòng)補(bǔ)償，對(duì)齒輪的加工精度和安裝精度要求較低。但此種結(jié)構(gòu)將影響齒輪的傳動(dòng)平穩(wěn)性，而且這種調(diào)整法的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，傳動(dòng)剛度低，要求齒輪的內(nèi)孔具有較長(zhǎng)的導(dǎo)向長(zhǎng)度，增大了軸向尺寸。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種可有效消除齒輪的傳動(dòng)間隙的無(wú)間隙齒輪傳動(dòng)裝置。

本發(fā)明的另一目的是提供一種消除齒輪傳動(dòng)間隙的方法。

為達(dá)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：

一種無(wú)間隙齒輪傳動(dòng)裝置，包括與驅(qū)動(dòng)裝置輸出軸相連的第三齒輪，以及與第三齒輪同時(shí)嚙合且并列安裝在齒輪軸上的第一齒輪和第二齒輪，第一齒輪和第二齒輪的齒輪模數(shù)相同，其中，第一齒輪通過(guò)鍵槽固定在齒輪軸上，其齒輪面上設(shè)有貫通的類楔形孔洞；第二齒輪套設(shè)在齒輪軸上，可繞齒輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)，且通過(guò)安裝在齒輪軸上的彈簧及調(diào)節(jié)螺母實(shí)現(xiàn)軸向移動(dòng)，第二齒輪上對(duì)應(yīng)類楔形孔洞的位置處設(shè)有與類楔形孔洞相匹配的類楔形凸塊。

所述的無(wú)間隙齒輪傳動(dòng)裝置，其中，所述的類楔形孔洞的側(cè)面a及與其相匹配的類楔形凸塊的側(cè)面b均為螺旋曲面，類楔形孔洞和類楔形凸塊的其他側(cè)面均與第一齒輪/第二齒輪的表面相垂直。

所述的無(wú)間隙齒輪傳動(dòng)裝置，其中，所述側(cè)面a的螺旋曲面與側(cè)面b的螺旋曲面螺距相同，曲面完全重合，螺旋曲面的最大螺旋角即螺旋曲面的外邊線的螺旋角β≤actg?f，其中，f是齒輪材料的摩擦系數(shù)。

所述的無(wú)間隙齒輪傳動(dòng)裝置，其中，所述側(cè)面a/b設(shè)于齒輪的徑向面上。

所述的無(wú)間隙齒輪傳動(dòng)裝置，其中，所述第一齒輪、第二齒輪和第三齒輪同為直齒輪、斜齒輪或錐齒輪。