CN102878278A - 一种自动消隙伺服减速机构 - Google Patents

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Abstract

一种自动消隙伺服减速机构包括两个同轴的双联齿轮，两个双联齿轮的小齿轮均与终端大齿轮或齿条啮合，两个双联齿轮的大齿轮均与输入小齿轮啮合，终端大齿轮或齿条与输入小齿轮中至少有一个是斜齿，又在双联齿轮的大齿轮之间或一个双联齿轮的大齿轮与壳体之间设置一个轴向加载机构，该加载机构可以是弹簧，或是一个油缸或气缸，或是一个电磁铁与弹簧的组合，加载机构的轴向力通过斜齿啮合，转变成两个双联齿轮的小齿轮对终端大齿轮或齿条两侧齿面的消隙压力，从而能在使用周期内，自动消除传动链中齿轮副之间的间隙，提高数控设备的重复精度和定位精度。

Description

一种自动消隙伺服减速机构
技术领域
本发明涉及一种齿轮减速机构，尤其是用于伺服电机减速增矩，并驱动运动机构作精确移动及定位的减速机构。
背景技术：：
已有伺服减速机构均存在一定的反向间隙或回差，如伺服电机专用精密行星减速器，有1-5角分的反向间隙，如谐波减速器，一般保证1-2角分的回差，这种精度可保证一般的应用，但用于机床的精密定位，或用于雕刻机进行精细浮雕加工则不能满足要求。
发明内容：
本发明所要解决问题是避免上述现有技术的存在的不足之处，提供一种新的伺服减速机构，该减速机构能在使用周期内，自动消除传动链中齿轮副之间的间隙，从而大大提高数控设备的重复精度和定位精度。
为达到本发明的目的，本发明采用如下技术方案。
方案1，一种自动消隙伺服减速机构包括终端大齿轮或齿条(1)、小齿轮(2)、轴(3)、轴承(4)、轴承(5)、壳体(6)、大齿轮(7)、输入小齿轮(8)；轴(3)通过轴承(4)、(5)安装在壳体(6)上，小齿轮(2)及大齿轮(7)同轴固结在轴(3)上，小齿轮(2)与终端大齿轮或齿条(1)啮合，大齿轮(7)与输入小齿轮(8)啮合。其特征在于：一个轴(10)同轴地插在轴(3)内孔或套在轴(3)外圆，一个第二小齿轮(11)和大齿轮(12)同轴固结在轴(10)两端，大齿轮(12)也与与小输入齿轮(8)啮合，第二小齿轮(11)也与终端大齿轮或齿条(1)啮合，终端大齿轮或齿条(1)和小齿轮(8)中，至少有一个是斜齿，轴(10)、第二小齿轮(11)、大齿轮(12)的组合，可以相对轴(3)轴向窜动一定距离，在大齿轮(12)与大齿轮(7)或壳体(6)之间，设置有一个轴向加载机构(14)。
方案2，所述之轴向加载机构(14)是弹簧(14a)。
方案3，所述之轴向加载机构(14)是一个油缸或气缸，它由大齿轮(7)、大齿轮(12)和凸环(14c)、密封圈(14d)、构成一个密闭空间(14b)，该空间经小孔(14e)，密封圈(14f)、与回转接头(14g)相通。回转接头(14g)经管路(18)、调压阀(19)与压力源(20)相通。
方案4，所述之轴向加载机构(14)是电磁铁；它由电磁铁(14j)、线圈(14k)、电磁铁芯(141)构成；线圈端子通过电缆(21)，放大器(22)与电源(23)及伺服驱动器或控制系统(24)相连。
方案5，按权利要求1所述之自动消隙伺服减速机构，其特征在于：设置有轮齿对准机构，该机构通过把所述大齿轮(12)分为轮圈(12)、轮芯(12a)、而实现，两者用M个螺钉(12b)联结，壳体上对应螺钉(12b)的半径位置制有一个螺孔并拧有螺堵(12c)。
方案6，壳体上对应轴(3)中心线位置设置有螺丝(15a)，及并紧螺母(15b)。
方案7，设置有N个压力调节螺丝(16)，壳体上对应螺丝(16)的半径位置制有一个螺孔并拧有螺堵(16a)，还设置有N个锁定螺丝(16b)，壳体上对应锁定螺丝(16b)的半径位置制有一个螺孔并拧有螺堵(16c)。
本发明有以下优点：
本发明伺服减速机构能在使用周期内，自动消除传动链中齿轮副之间的间隙，从而大大提高数控设备的重复精度和定位精度。
附图说明：
图1是本发明用弹簧加载的自动消隙伺服减速机构方案2的剖面图。
图2是本发明可调弹簧加载力的自动消隙伺服减速机构的剖面图。
图3为本发明用气液加载的自动消隙伺服减速机构方案3的剖面图。
图4为本发明用电磁力加载的自动消隙伺服减速机构方案4的剖面图。
图5为本发明用气液加载的自动消隙伺服减速机构另一结构的剖面图。
图6为本发明用气液加载的自动消隙伺服减速机构用于大内齿轮传动的剖面图。
附图标号：1终端大齿轮或齿条、2小齿轮、3轴、4轴承、5轴承、6壳体、7大齿轮、8输入小齿轮、10轴、11第二小齿轮、12大齿轮、14轴向加载机构、14a弹簧、14b密闭空间、14c凸环、14d密封圈、14e小孔、14f密封圈、14g回转接头、14j电磁铁、14k线圈、141电磁铁芯、15a螺丝、15b并紧螺母、16压力调节螺丝、16a螺堵、16b锁定螺丝、16c螺堵、18管路、19调压阀、20压力源、21电缆，22放大器、23电源、24伺服驱动器或控制系统。
具体实施方式：
以下结合附图对本发明的具体实施方式，作进一步说明
如图1-图6所示，一种自动消隙伺服减速机构包括终端大齿轮或齿条(1)、小齿轮(2)、轴(3)、轴承(4)、轴承(5)、壳体(6)、大齿轮(7)、输入小齿轮(8)；轴(3)通过轴承(4)、(5)安装在壳体(6)上，小齿轮(2)及大齿轮(7)同轴固结在轴(3)上，小齿轮(2)与终端大齿轮或齿条(1)啮合，大齿轮(7)与输入小齿轮(8)啮合。其特征在于：还有一个轴(10)同轴地插在轴(3)内孔(如图1)或套在轴(3)外圆(如图5)，一个第二小齿轮(11)和大齿轮(12)同轴固结在轴(10)两端，大齿轮(12)也与与小输入齿轮(8)啮合，第二小齿轮(11)也与终端大齿轮或齿条(1)啮合，终端大齿轮或齿条(1)和小齿轮(8)中，至少有一个是斜齿，轴(10)、第二小齿轮(11)、大齿轮(12)的组合，可以相对轴(3)轴向窜动一定距离，在大齿轮(12)与大齿轮(7)或壳体(6)之间，设置有一个轴向加载机构(14)。
如图1所示，所述之轴向加载机构(14)是弹簧(14a)，如图1中弹簧14a是固定加载弹簧。为了在装配中便于使齿轮(2)、(11)进入与终端大齿轮或齿条(1)的啮合，设置了螺丝(15a)，装配时用用螺丝(15a)压缩弹簧(14a)，使齿轮(2)、(11)容易与终端大齿轮或齿条(1)实现啮合。
如图3所示，所述之轴向加载机构(14)是一个油缸或气缸，它由大齿轮(7)、大齿轮(12)和凸环(14c)、密封圈(14d)、构成一个密闭空间(14b)，该空间经小孔(14e)，密封圈(14f)、与回转接头(14g)相通。回转接头(14g)经管路(18)、调压阀(19)与压力源(20)相通。这里弹簧(14a)是预加载弹簧，压力较小，而由大齿轮(7)、大齿轮(12)和凸环(14c)、密封圈(14d)、构成的一个油缸或气缸是主加载机构，加载压力由调压阀(19)控制，既可由操作者根据设备运动的速度、加速度、负载控制，也可由伺服电机驱动器力矩信号和数控系统的程序或相关信号控制，以保证齿轮(2)与齿条或大齿轮(1)始终单面接触，又保证在使用周期内平均消隙压力最小。
如图4所示，所述之轴向加载机构(14)是电磁铁；它由电磁铁外极(14j)、线圈(14k)、电磁铁芯(141)构成；线圈端子通过电缆(21)，放大器(22)与电源(23)及伺服驱动器或控制系统(24)相连。这里弹簧(14a)也是预加载弹簧，压力较小。电磁铁外极(14j)、电磁铁芯(141)、大齿轮(12)的轮芯(12a)用电工软钢或低碳钢制造。同方案3类似，电磁铁的电流，即加载压力由放大器控制，既可由操作者根据设备运动的速度、加速度、负载控制，也可由伺服电机驱动器力矩信号和数控系统的程序或相关信号控制，以保证齿轮(2)与齿条或大齿轮(1)始终单面接触，又保证在使用周期内平均消隙压力最小。
图6是本发明用于大直径内齿轮无隙驱动的应用实例。
又如图1、图2所示，本发明减速机构设置有轮齿对准机构，以便于装配。该机构通过把所述大齿轮(12)分为轮圈(12)、轮芯(12a)、而实现，并用M个螺钉(12b)联结，轮芯(12a)上穿螺钉(12b)的孔应当是腰形孔。壳体上对应螺钉(12b)的半径位置制有一个螺孔并拧有螺堵(12c)以便拧下螺堵实施对准操作，操作毕拧上螺堵以防漏油。
又如图2所示，本发明减速机构设置有N个压力调节螺丝(16)，壳体上对应螺丝(16)的半径位置制有一个螺孔并拧有螺堵(16a)，还设置有N个锁定螺丝(16b)，壳体上对应锁定螺丝(16b)的半径位置制有一个螺孔并拧有螺堵(16c)，以便于装配，并在装配后调整弹簧(14a)的压力，即消隙压力，并在调整后锁定调节螺丝(16)使不会松动，螺堵(16a)、螺堵(16c)均为便于操作，并在操作完毕拧上螺堵以防漏油。

Claims (7)

1.一种自动消隙伺服减速机构包括终端大齿轮或齿条(1)、小齿轮(2)、轴(3)、轴承(4)、轴承(5)、壳体(6)、大齿轮(7)、输入小齿轮(8)；轴(3)通过轴承(4)、(5)安装在壳体(6)上，小齿轮(2)及大齿轮(7)同轴固结在轴(3)上，小齿轮(2)与终端大齿轮或齿条(1)啮合，大齿轮(7)与输入小齿轮(8)啮合。其特征在于：一个轴(10)同轴地插在轴(3)内孔或套在轴(3)外圆，一个第二小齿轮(11)和大齿轮(12)同轴固结在轴(10)两端，大齿轮(12)也与与小输入齿轮(8)啮合，第二小齿轮(11)也与终端大齿轮或齿条(1)啮合，所述终端大齿轮或齿条(1)和小齿轮(8)中，至少有一个是斜齿，轴(10)、第二小齿轮(11)、大齿轮(12)的组合，可以相对轴(3)轴向窜动一定距离，在大齿轮(12)与大齿轮(7)或壳体(6)之间，设置有一个轴向加载机构(14)。
2.按权利要求1所述之自动消隙伺服减速机构，其特征在于：所述之轴向加载机构(14)是弹簧(14a)。
3.按权利要求1所述之自动消隙伺服减速机构，其特征在于：所述之轴向加载机构(14)是一个油缸或气缸，它由大齿轮(7)、大齿轮(12)和凸环(14c)、密封圈(14d)、构成一个密闭空间(14b)，该空间经小孔(14e)，密封圈(14f)、与回转接头(14g)相通。回转接头(14g)经管路(18)、调压阀(19)与压力源(20)相通。
4.按权利要求1所述之自动消隙伺服减速机构，其特征在于：所述之轴向加载机构(14)是电磁铁；它由电磁铁(14j)、线圈(14k)、电磁铁芯(141)构成；线圈通过电缆(21)，放大器(22)与电源(23)及伺服驱动器或控制系统(24)相连。
5.按权利要求1所述之自动消隙伺服减速机构，其特征在于：设置有轮齿对准机构，该机构通过把所述大齿轮(12)分为轮圈(12)、轮芯(12a)、而实现，轮圈(12)和轮芯(12a)用多个螺钉(12b)联结，壳体上对应螺钉(12b)的半径位置制有一个螺孔并拧有螺堵(12c)。
6.按权利要求2所述之自动消隙伺服减速机构，其特征在于：壳体上对应轴(3)中心线位置设置有螺丝(15a)，及并紧螺母(15b)。
7.按权利要求2所述之自动消隙伺服减速机构，其特征在于：设置有N个压力调节螺丝(16)，壳体上对应螺丝(16)的半径位置制有一个螺孔并拧有螺堵(16a)，还设置有N个锁定螺丝(16b)，壳体上对应锁定螺丝(16b)的半径位置制有一个螺孔并拧有螺堵(16c)。
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