CN104457661A - 可调传动间隙的检测装置及传动间隙调整机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种可调传动间隙的检测装置及传动间隙调整机构。该可调传动间隙的检测装置包括传动间隙调整机构和位移检测机构，其中传动间隙调整机构包括：第一支架，具有第一板和与所述第一板垂直的第二板，所述第一板固定到所述机架，所述第二板上设有至少两个螺纹孔；转动组件，包括转动轴，并且所述第一支架的第一板的侧边固定到所述转动组件；第二支架，固定到所述转动组件，并与所述第一支架的第二板平行；以及弹性组件，设置在所述容置空间中。本发明的可调传动间隙的检测装置，通过保持齿轮与齿条啮合，能够有效避免长期啮合磨损后造成的跳齿及编码器读数累计误差，减少了维护工时，降低了设备成本。

Description

可调传动间隙的检测装置及传动间隙调整机构

技术领域

本发明涉及齿轮齿条传动的行程检测装置，特别涉及一种可调传动间隙的检测装置。本发明还涉及一种传动间隙调整机构。

背景技术

齿轮齿条传动是应用最广泛的传动方式之一，其传动动力大，效率高，工作平稳，能保证恒定的传动比，适用于快速、精确定位机构。随着机械设备自动化程度的提高，检测技术在设备中的应用越来越广泛，在正常作业当中需要实时监测这些设备的位置。目前国内普遍采用编码器控制技术进行位置信号的连续检测，可大幅度提高自动化程度和可靠性，实现了行程的数字化显示功能，可方便在操作台上对行程参数进行观察、设定和调整，排除了过去靠接近开关发讯造成的调节困难和易出故障的弊端。

齿轮齿条传动的行程检测装置通过齿轮齿条式的外部传动机构带动编码器轴的旋转实现内部的脉冲计数，进而检测机架的直线运动的位移。

在实际应用时，齿条固定在一底座上，底座固定在基础上不动，底座上有导轨，机架上有轮子，轮子的位置对应底座的导轨位置，装在机架上的驱动装置旋转，使主动齿轮与齿条啮合，由于齿条固定不动，机架在底座导轨上产生位移，从而固定在机架上的从动齿轮被动与齿条啮合，则带动机架上的编码器轴的旋转。驱动装置例如为伺服电机，伺服电机轴带有一主动齿轮，其与固定在底座上的齿条啮合，从而带动机架在底座上移动。编码器与另一从动齿轮同轴连接，机架移动时从动齿轮旋转带动编码器轴的旋转实现内部的脉冲计数，位移检测装置从而能够检测机架的移动位移，使机架的移动行程被精确控制和准确定位。

现有技术的检测装置中固定在编码器轴上的齿轮与固定在底座上的齿条为固定式啮合传动。因此，现有技术的检测装置存在以下缺点：固定式啮合传动齿侧间隙无法调节，长期啮合磨损后，齿条的法线与齿轮的分度圆不再相切，造成传动过程中产生积累误差，影响编码器准确计数，造成编码器数值跳变的情况，造成长时间停机，增大了维护工时，增加了设备成本。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的缺点和不足，提供一种可调传动间隙的检测装置，使固定在编码器轴上的齿轮与固定在底座上的齿条在任何情况下都能跟踪啮合，实现了齿条的法线与齿轮的分度圆始终相切。

为实现上述的及其它的目的，本发明提供一种可调传动间隙的检测装置，包括：传动间隙调整机构，第一支架，具有第一板和与所述第一板垂直的第二板，所述第一板固定到所述机架，所述第二板上设有至少两个螺纹孔；转动组件，包括转动轴，并且所述第一支架的第一板的侧边固定到所述转动组件；第二支架，固定到所述转动组件，使得所述第一支架与第二支架能够围绕所述转动轴相对旋转，并与所述第一支架的第二板平行，使得在所述第二板与所述第二支架之间形成容置空间，并且所述第二支架远离所述第二板的一侧连接所述齿轮；以及弹性组件，设置在所述容置空间中；以及位移检测机构，设置在所述第二支架上，并与所述齿轮同轴连接，其中，所述弹性组件的作用力使所述齿轮随所述第二支架绕所述转动轴旋转。

优选地，弹性组件包括一对固定座，具有分别固定在所述第二板上的第一固定座和固定在第二支架的第二固定座；弹性元件，两端分别固定在所述一对固定座中；支撑板，设置在所述第一固定座中并与所述弹性元件的一端固定；紧固件，拧入所述第二板上与所述支撑板对应设置的螺纹孔并穿过所述第一固定座而抵靠在所述支撑板上；背紧螺母，设置在所述紧固件上以保持所述紧固件的位置。

优选地，弹性元件为弹簧。

优选地，弹性组件还包括分别穿过所述第二板与所述第二支架上的孔的螺柱，所述紧固件被所述背紧螺母保持在位置上。

优选地，所述第二支架上的孔为长圆孔。

优选地，所述位移检测机构为绝对值编码器。

优选地，围绕所述转动轴设有轴套和套筒，所述套筒与所述转动轴一起转动，所述第一板固定到所述轴套，所述第二支架固定到所述套筒。

本发明还提供一种传动间隙调整机构，包括：第一支架，具有第一板和与所述第一板垂直的第二板，所述第一板固定到所述机架，所述第二板上设有至少两个螺纹孔；转动组件，包括转动轴，并且所述第一支架的第一板的侧边固定到所述转动组件；第二支架，固定到所述转动组件，使得所述第一支架与第二支架能够围绕所述转动轴相对旋转，并与所述第一支架的第二板平行，使得在所述第二板与所述第二支架之间形成容置空间，并且所述第二支架远离所述第二板的一侧连接所述齿轮；以及弹性组件，设置在所述容置空间中，其中，所述弹性组件的作用力使所述齿轮随所述第二支架绕所述转动轴旋转。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和有益效果：能够使齿条的法线与齿轮的分度圆相切，保持齿条与齿轮的啮合，从而有效避免长期啮合磨损后造成的跳齿及编码器读数累计误差，减少了维护工时，降低了设备成本。

附图说明

图1是根据本发明的实施例的可调传动间隙的检测装置的立体图。

图2是根据本发明的实施例的可调传动间隙的检测装置的主视图。

图3是根据本发明的实施例的可调传动间隙的检测装置的左视图。

图4是根据本发明的实施例的可调传动间隙的检测装置的俯视图。

图5是沿图4的截面A-A的剖视图。

图6是沿图4的线E-E截取的转动组件的剖视图。

其中，附图标记为

可调传动间隙的检测装置1；传动间隙调整机构10；

位移检测机构20；弹性联轴器30；

齿轮轴40；键50；

齿轮60；挡板70；

带座轴承80；自润滑轴套90；

第一支架100；第一板110；

第二板120；转动组件200；

转动轴210；紧定螺钉220；

轴套230；上轴套231；

下轴套232；套筒240；

挡圈250；自润滑轴套260；

第二支架300；弹性组件400；

第一固定座411；第二固定座412；

弹簧420；支撑板430；

螺钉440；背紧螺母450；

螺柱460；第三支架500；

容置空间S。

具体实施方式

现在将参照附图详细描述本发明的优选实施例。

参照附图1-图4，图1是根据本发明的实施例的可调传动间隙的检测装置的立体图，图2是根据本发明的实施例的可调传动间隙的检测装置的主视图，图3是根据本发明的实施例的可调传动间隙的检测装置的侧视图，图4是根据本发明的实施例的可调传动间隙的检测装置的俯视图。

根据本发明的实施例的可调传动间隙的检测装置1包括传动间隙调整机构10和位移检测机构20，其中位移检测机构20例如为绝对值编码器20（在下文中，简称为编码器20）。传动间隙调整机构10包括第一支架100、转动组件200、第二支架300和弹性组件400。

编码器20固定到机架（图中未示），编码器20的轴与齿轮轴40的一端通过弹性联轴器30同轴连接，齿轮轴40的另一端向下延伸穿过驱动装置（图中未示）的齿轮60并通过键50（见图5）与齿轮60固定。齿轮60为从动齿轮并与固定于底座的齿条（图中未示）啮合。齿轮轴40上还设置有带座轴承80，带座轴承80位于弹性联轴器30与齿轮60之间，并连接到第二支架300。带座轴承80与齿轮60之间还可设有用于定位的自润滑轴套90，齿轮轴40的下部还设有挡板70，挡板70与自润滑轴套90一起用来限制齿轮60的位置。当驱动装置驱动齿轮6旋转时，齿条、齿轮轴40、编码器20同步旋转，由此通过编码器20能够检测齿条的位移，从而测量机架的位移。由于齿轮与齿条之间的磨损，就需要调整齿侧间隙而使齿轮与齿条总是保持啮合，这就需要传动间隙调整机构来保持齿轮与齿条啮合。

在下文中，将详细描述传动间隙调整机构10。

返回参照图1，第三支架500固定到机架。第一支架100可由第一板110直接固定到机架，也可通过第三支架500间接固定到机架。第一支架100包括第一板110和与第一板110垂直的第二板120。第一板110的侧边可连接到转动组件200。

参照图6，图6是沿图4的线E-E截取的转动组件的剖视图。转动组件200可包括转动轴210、紧定螺钉220、轴套230、套筒240和挡圈250。第一板110例如通过焊接固定到轴套230。轴套230和套筒240围绕转动轴210设置，其中轴套230包括上轴套231和下轴套232，套筒240设置在上轴套231与下轴套232之间。套筒240与转动轴210过盈配合并借助紧定螺钉220与转动轴210固定在一起，使得套筒240可随转动轴210一起转动。由此，第一支架100与第二支架300能够围绕转动轴210相对旋转。

转动轴210与轴套230之间还设有自润滑轴套260，例如带翻边的自润滑轴套260。自润滑轴套260与转动轴210间隙配合，而与轴套230过盈配合，因此，轴套230与转动轴210能够相对旋转，自润滑轴套260可起润滑作用，以在轴套230与转动轴210的相对旋转期间减少磨损。

转动组件200还包括设置在转动轴两端的挡圈250，用来限定轴套230的位置。

返回参照图1，第二支架300固定到转动组件200，并且与第二板120平行。第二支架300远离第二板120的一侧连接到带座轴承80。编码器20安装在第二支架300上。具体地，第二支架300可通过焊接固定到转动组件200的套筒240上，由此第二支架300可绕转动轴210和套筒240一起转动。因此，在第二支架300与第二板120之间可形成容置空间S。弹性组件400设置在该容置空间S中。

在下文，将参照附图来详细描述弹性组件400。

图5是沿图4的截面A-A的剖视图。弹性组件400包括第一固定座411、第二固定座412和弹簧420。第一固定座411和第二固定座412可分别固定到第二板120和第二支架300。弹性元件420设置在第一固定座411与第二固定座412之间，在本实施例中为弹簧420，弹簧420的一端设有支撑板430并抵靠在第一固定座411中，弹簧420的另一端固定在第二固定座412中。优选地，本发明的弹性元件不限于弹簧，也可使用弹性材料（例如橡胶）制成的其他元件。

如图4所示，第二板120上设有至少两个螺纹孔。如图5所示，其中一个螺纹孔与支撑板430对应设置，例如与支撑板430、弹簧420同心，另一螺纹孔设置在第二板120的远端，即远离第一板110的一端。弹性组件400还包括螺栓440，螺栓440可拧入第二板120上与支撑板430相对应设置的螺纹孔，使得螺栓440能够抵靠支撑板430并对支撑板430施加压力，进而压缩弹簧420。螺栓440上设有背紧螺母450，使弹簧420保持压缩。

如图4所示，弹性组件400还包括螺柱460，螺柱460可拧入设置在第二板120的远端的另一螺纹孔，螺柱460延伸穿过容置空间S，并穿过第二支架300远离转动组件200的一端上设置的孔，优选地为沿与弹簧420的伸缩方法垂直的方向延伸的长圆孔，螺柱460设有背紧螺母450，以防止传动间隙调整机构10在弹簧420的作用下沿远离编码器20的方向运动。。应注意，背紧螺母450的数量不限于图中所示的，应根据需要选择背紧螺母450的数量。

在需要调节时，首先放松各背紧螺母450，拧入螺栓440，则螺栓440朝向第二支架推动支撑板430进而压缩弹簧420。由于齿轮60与第二支架300连接在一起，因此齿轮60随第二支架300一起被弹簧的作用力绕转动轴210转动。随后，拧紧各背紧螺母450。此时，齿条（图中未示）的法线与齿轮60的分度圆相切，齿条与齿轮啮合。因此，在弹簧的作用力下使齿轮60与齿条在任何情况下都能跟踪啮合，实现了齿条的法线与齿轮60的分度圆始终相切。

在利用行程检测装置测量位移时，由于齿条与齿轮长期啮合磨损而造成齿条的法线与齿轮的分度圆不相切，从而产生累积误差。因此，在测量期间，需要调节传动间隙调整机构来调整齿轮的位置，以确保齿条的法线与齿轮的分度圆相切。本发明的可调传动间隙的检测装置，通过调节传动间隙调整机构，使固定在编码器轴上的齿轮与固定在底座上的齿条在任何情况下都能跟踪啮合，实现了齿条的法线与齿轮的分度圆始终相切，能够有效避免长期啮合磨损后造成的跳齿及编码器读数累计误差，减少了维护工时，降低了设备成本。

尽管参照了优选实施例来描述本发明，但应理解的是，能够由本领域技术人员构思出多种其它的修改和实施例也将落入本发明的原理的精神和范围内。本发明的保护范围仅有随附权利要求书的范围及其等价范围限定。

Claims (10)

1.一种用于检测机架在底座上的位移的可调传动间隙的检测装置（1），所述机架上设有齿轮（60），所述底座上设有齿条，所述可调传动间隙的检测装置包括：

传动间隙调整机构（10），包括：

第一支架（100），具有第一板（110）和与所述第一板垂直的第二板（120），所述第一板固定到所述机架，所述第二板上设有至少两个螺纹孔；

转动组件（200），包括转动轴（210），并且所述第一支架的第一板的侧边固定到所述转动组件；

第二支架（300），固定到所述转动组件，使得所述第一支架与第二支架能够围绕所述转动轴相对旋转，并与所述第一支架的第二板平行，使得在所述第二板与所述第二支架之间形成容置空间（S），并且所述第二支架远离所述第二板的一侧连接所述齿轮（60）；以及

弹性组件（400），设置在所述容置空间中；以及

位移检测机构（20），设置在所述第二支架上，并与所述齿轮同轴连接，

其中，所述弹性组件的作用力使所述齿轮随所述第二支架绕所述转动轴旋转。

2.如权利要求1所述的可调传动间隙的检测装置（1），其中所述弹性组件（400）包括：

一对固定座（410），具有分别固定在所述第二板上的第一固定座（411）和固定在第二支架的第二固定座（412）；

弹性元件（420），两端分别固定在所述一对固定座中；

支撑板（430），设置在所述第一固定座中并与所述弹性元件的一端固定；

紧固件（440），拧入所述第二板上与所述支撑板对应设置的螺纹孔并穿过所述第一固定座而抵靠在所述支撑板上；

背紧螺母（450），设置在所述紧固件上以保持所述紧固件的位置。

3.如权利要求2所述的可调传动间隙的检测装置（1），其中所述弹性元件为弹簧。

4.如权利要求3所述的可调传动间隙的检测装置（1），所述弹性组件（400）还包括分别穿过所述第二板与所述第二支架上的孔的螺柱（460），所述螺栓被所述背紧螺母保持在位置上。

5.如权利要求4所述的可调传动间隙的检测装置（1），其中所述第二支架上的孔为长圆孔。

6.如权利要求5所述的可调传动间隙的检测装置（1），其中所述位移检测机构为绝对值编码器。

7.如权利要求1-6中任一项所述的可调传动间隙的检测装置（1），围绕所述转动轴设有轴套（230）和套筒（240），所述套筒与所述转动轴一起转动，所述第一板固定到所述轴套，所述第二支架固定到所述套筒。

8.一种用于调整齿轮与齿条的传动间隙的调整机构（10），所述齿轮设置在机架，所述齿条设置在底座，所述传动间隙调整机构包括：

第一支架（100），具有第一板（110）和与所述第一板垂直的第二板（120），所述第一板固定到所述机架，所述第二板上设有至少两个螺纹孔；

转动组件（200），包括转动轴（210），并且所述第一支架的第一板的侧边固定到所述转动组件；

第二支架（300），固定到所述转动组件，使得所述第一支架与第二支架能够围绕所述转动轴相对旋转，并与所述第一支架的第二板平行，使得在所述第二板与所述第二支架之间形成容置空间（S），并且所述第二支架远离所述第二板的一侧连接所述齿轮（60）；以及

弹性组件（400），设置在所述容置空间中，

其中，所述弹性组件的作用力使所述齿轮随所述第二支架绕所述转动轴旋转。

9.如权利要求8所述的传动间隙调整机构，其中所述弹性组件包括：

一对固定座，分别固定在所述第一支架的第二板和所述第二支架上；

弹性元件，设置在所述固定座中；

螺栓，插入所述弹性元件中；

背紧螺母，设置在所述螺栓靠近所述第二板的一端；

螺栓，安装在所述第二板上远离所述第一板的一端，并分别穿过所述第二板与第二支架。

10.如权利要求9所述的传动间隙调整机构，其中所述弹性元件为弹簧。