CN105864397A - 消隙斜齿圆柱齿轮 - Google Patents

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Abstract

一种消隙斜齿圆柱齿轮，沿垂直于斜齿轮轴线的截面将斜齿轮分成左半齿轮1、右半齿轮2两部分，在两部分之间设置能使左半齿轮1与右半齿轮2沿轴向分离的弹性元件，包括垫环3、滑柱4、调节螺母6，所述垫环3有凹形锥面3‑1，垫环3镶嵌在左半齿轮1或右半齿轮2上且锥面3‑1朝外；所述滑柱4的外形为横截面呈“O”形的柱体，滑柱4的一个端面设有螺杆4‑1，在滑柱4上沿纵向开有两条斜底槽4‑2；所述左半齿轮1与右半齿轮2都沿轴向开有横截面呈“O”形的O形孔2‑1且滑柱4装在孔内；所述弹性元件是用杆状弹性材料弯制成“∩”形的∩形弹簧5，∩形弹簧5的两个端脚分别插入两个滑柱4的斜底槽4‑2内；所述调节螺母6旋在滑柱4的螺杆4‑1上。本发明具有传动时能承受较大的轴向力，轮齿磨损后能自动补偿啮合齿侧间隙的优点。

Description

消隙斜齿圆柱齿轮
技术领域
本发明涉及齿轮传动技术领域，具体涉及一种消隙斜齿圆柱齿轮。
背景技术
齿轮与齿轮的啮合均有齿侧间隙，当齿轮传动副需要正反转动的情况下，会产生一定的空回量，降低传动精度。因此，在需要精确传动的装置中，须使用能消除齿侧间隙的齿轮以便消除空回量。消隙斜齿圆柱齿轮就是一种常用的能消除齿侧间隙的齿轮。申请号为CN200810234599.X的专利公开了斜齿轮及其消隙结构，其特征是：将斜齿轮沿斜齿轮横截面分成分体式两部分，在两部分之间设置在常态时使得该两部分沿轴向分离的弹性元件，该两部分在周向成传力连接；所述弹性元件为螺旋圆柱弹簧，有多个，均布在斜齿轮的周向；所述传力连接的结构是：至少一平行于斜齿轮轴线的转轴同时穿过在所述两部分上所开的孔，所述转轴为多个，均布在斜齿轮的周向。这种消隙结构的斜齿轮的工作原理是：在螺旋圆柱弹簧的弹性力驱动下，分成分体式两部分的斜齿轮沿轴向分离，会产生相当于增加斜齿轮齿厚的效果，当这种消隙结构的斜齿轮与其他斜齿轮啮合时会使啮合齿侧间隙消除从而达到消隙的目的。因为斜齿轮啮合传动时会产生轴向力，斜齿轮的螺旋角越大，啮合传动时所产生的轴向力越大，所以这种消隙结构的斜齿轮的缺点是：传动时的轴向力不能超过螺旋圆柱弹簧的弹性力。当这种消隙结构的斜齿轮的螺旋角较大时，传动时的轴向力可能会超过弹簧的弹性力，轴向力推动分成分体式两部分的斜齿轮沿轴向靠近，又重新产生啮合齿侧间隙。
发明内容
本发明的目的是提供一种新颖的消隙斜齿圆柱齿轮，这种消隙斜齿圆柱齿轮传动时能承受较大的轴向力，因而螺旋角可以设计得比较大，不会因为轴向力较大而重新产生啮合齿侧间隙，轮齿磨损后能自动补偿啮合齿侧间隙。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种消隙斜齿圆柱齿轮，沿垂直于斜齿轮轴线的截面将斜齿轮分成左半齿轮、右半齿轮两部分，在左半齿轮与右半齿轮之间设置能使左半齿轮与右半齿轮沿轴向分离的弹性元件，其特征是：包括垫环、滑柱、调节螺母，所述垫环呈圆环状，垫环有凹形锥面，垫环镶嵌在左半齿轮或右半齿轮上且锥面朝外，垫环与左半齿轮或右半齿轮同轴；所述滑柱的外形为横截面呈“O”形的柱体，滑柱的一个端面设有螺杆，在滑柱上沿纵向开有两条斜底槽，斜底槽靠近螺杆的一侧的槽深而远离螺杆的一侧的槽浅；所述左半齿轮与右半齿轮都沿轴向开有横截面呈“O”形的O形孔，滑柱装在左半齿轮与右半齿轮的O形孔内，并保持滑柱的一部分在左半齿轮的O形孔内而另一部分在右半齿轮的O形孔内，形成左半齿轮与右半齿轮传扭连接，滑柱能在O形孔内滑移，使左半齿轮与右半齿轮能发生轴向移动；所述弹性元件是用杆状弹性材料弯制成“∩”形的∩形弹簧，∩形弹簧的两个端脚分别插入两个滑柱的斜底槽内并能沿斜底槽倾斜的底面滑移；所述调节螺母旋在滑柱的螺杆上，旋紧调节螺母，迫使滑柱沿左半齿轮与右半齿轮的O形孔向有调节螺母的方向滑移，斜底槽的底面将∩形弹簧的端脚向槽口方向顶起，使∩形弹簧发生弹性变形并沿斜齿轮径向向外扩张，∩形弹簧向外扩张挤压到垫环的锥面，推动左半齿轮与右半齿轮沿轴向分离，从而达到消隙的目的。修配垫环的厚度，可调整左半齿轮与右半齿轮沿轴向分离的距离。本发明所述的消隙斜齿圆柱齿轮在传动时的轴向力，可能会驱使左半齿轮与右半齿轮沿轴向靠近，垫环的锥面挤压∩形弹簧，克服∩形弹簧的弹性力推动∩形弹簧向里收缩弹性变形，但是，因为垫环的锥面的锥角越大，推动∩形弹簧向里收缩弹性变形所需的轴向力越大，当垫环的锥面的锥角大到一定程度时，会产生自锁效应，垫环的锥面推不动∩形弹簧向里收缩，所以，只要选择合适的垫环的锥面的锥角，就能达到轴向力推不动左半齿轮与右半齿轮沿轴向靠近、不会重新产生啮合齿侧间隙的目的。故本发明所述的消隙斜齿圆柱齿轮传动时能承受较大的轴向力，因而螺旋角可以设计得比较大。轮齿磨损后，会因轮齿磨损而产生啮合齿侧间隙，此时，∩形弹簧在弹性力的驱动下继续向外扩张并挤压垫环，推动左半齿轮与右半齿轮沿轴向分离，自动补偿啮合齿侧间隙。
作为改进，本发明所述的一种消隙斜齿圆柱齿轮还包括销栓、螺母，所述销栓的一端设有径向尺寸比销栓直径更大的柱体而另一端加工有螺纹，销栓开有垂直于销栓轴线的通孔；所述左半齿轮与右半齿轮都沿轴向开有与销栓配合的孔且销栓同时穿过左半齿轮与右半齿轮的孔，使左半齿轮与右半齿轮能传递更大扭矩；所述螺母旋在销栓的螺纹上，销栓和螺母限制左半齿轮与右半齿轮沿轴向可分离的最大距离；所述∩形弹簧穿过销栓的通孔，使∩形弹簧对销栓的转动形成约束。
作为改进，所述左半齿轮在靠右半齿轮的一侧设置与左半齿轮同轴的圆柱凸台，所述右半齿轮开有与右半齿轮同轴的大孔，右半齿轮套装在左半齿轮的圆柱凸台上并使右半齿轮的大孔与左半齿轮的圆柱凸台形成滑动配合。或者，所述右半齿轮在靠左半齿轮的一侧设置与右半齿轮同轴的圆柱凸台，所述左半齿轮开有与左半齿轮同轴的大孔，左半齿轮套装在右半齿轮的圆柱凸台上并使左半齿轮的大孔与右半齿轮的圆柱凸台形成滑动配合。这样改进，有利于提高左半齿轮与右半齿轮的装配精度。
本发明所述的消隙斜齿圆柱齿轮具有传动时能承受较大的轴向力，螺旋角可以设计得比较大，不会因为轴向力较大而重新产生啮合齿侧间隙，轮齿磨损后能自动补偿啮合齿侧间隙的优点。
附图说明
下面对本说明书各附图所表达的内容及附图中的标记作简要说明：
图1是本发明消隙斜齿圆柱齿轮的结构示意图；
图2是图1的A-A剖视图；
图3是图1的A-A剖视图，示出了旋紧调节螺母，∩形弹簧向外扩张挤压到垫环的锥面，推动左半齿轮与右半齿轮沿轴向分离时的结构；
图4示出了增加销栓、螺母后的结构；
图5是图4的B-B剖视图；
图6是图4的B-B剖视图，示出了旋紧调节螺母，∩形弹簧向外扩张挤压到垫环的锥面，推动左半齿轮与右半齿轮沿轴向分离时的结构；还示出了左半齿轮设置圆柱凸台，右半齿轮开有大孔，右半齿轮套装在左半齿轮的圆柱凸台上的结构。
附图中的标记为：1——左半齿轮，1-1——圆柱凸台，2——右半齿轮，
2-1——O形孔，2-2——大孔，3——垫环，3-1——锥面，4——滑柱，
4-1——螺杆，4-2——斜底槽，5——∩形弹簧，6——调节螺母，7——销栓，
7-1——通孔，8——螺母。
具体实施方式
如图1、图2所示，一种消隙斜齿圆柱齿轮，沿垂直于斜齿轮轴线的截面将斜齿轮分成左半齿轮1、右半齿轮2两部分，在左半齿轮1与右半齿轮2之间设置能使左半齿轮1与右半齿轮2沿轴向分离的弹性元件，包括垫环3、滑柱4、调节螺母6，所述垫环3呈圆环状，垫环3有凹形锥面3-1，垫环3镶嵌在左半齿轮1或右半齿轮2上且锥面3-1朝外，垫环3与左半齿轮1或右半齿轮2同轴；所述滑柱4有两个，滑柱4的外形为横截面呈“O”形的柱体，滑柱4的一个端面设有螺杆4-1，在滑柱4上沿纵向开有两条斜底槽4-2，斜底槽4-2靠近螺杆4-1的一侧的槽深而远离螺杆4-1的一侧的槽浅；所述左半齿轮1与右半齿轮2都沿轴向开有两个横截面呈“O”形的O形孔2-1，O形孔2-1沿周向均布，滑柱4装在左半齿轮1与右半齿轮2的O形孔2-1内，并保持滑柱4的一部分在左半齿轮1的O形孔2-1内而另一部分在右半齿轮2的O形孔2-1内，使左半齿轮1与右半齿轮2不能发生相对转动，形成左半齿轮1与右半齿轮2传扭连接，滑柱4能在O形孔2-1内滑移，使左半齿轮1与右半齿轮2能发生轴向移动；所述弹性元件是用杆状弹性材料弯制成“∩”形的∩形弹簧5，∩形弹簧5有两个，∩形弹簧5的两个端脚分别插入两个滑柱4的斜底槽4-2内并能沿斜底槽4-2倾斜的底面滑移；所述调节螺母6旋在滑柱4的螺杆4-1上。如图2、图3所示，旋紧调节螺母6，迫使滑柱4沿左半齿轮1与右半齿轮2的O形孔2-1向有调节螺母6的方向滑移，斜底槽4-2倾斜的底面将∩形弹簧5的端脚向斜底槽4-2的槽口方向顶起，使∩形弹簧5发生弹性变形并沿左半齿轮1或右半齿轮2的径向向外扩张，∩形弹簧5向外扩张挤压到垫环3的锥面3-1，推动垫环3沿左半齿轮1或右半齿轮2的轴向移动，从而使左半齿轮1与右半齿轮2沿轴向分离，达到消隙的目的。修配垫环3的厚度，可调整左半齿轮1与右半齿轮2沿轴向分离的距离。本发明所述的消隙斜齿圆柱齿轮在传动时的轴向力，可能会驱使左半齿轮1与右半齿轮2沿轴向靠近，垫环3的锥面3-1挤压∩形弹簧5，克服∩形弹簧5的弹性力推动∩形弹簧5向里收缩弹性变形，但是，因为垫环3的锥面3-1的锥角越大，推动∩形弹簧5向里收缩弹性变形所需的轴向力越大，当垫环3的锥面3-1的锥角大到一定程度时，会产生自锁效应，垫环3的锥面3-1推不动∩形弹簧5向里收缩，所以，只要选择合适的垫环3的锥面3-1的锥角，就能达到轴向力推不动左半齿轮1与右半齿轮2沿轴向靠近、不会重新产生啮合齿侧间隙的目的。故本发明所述的消隙斜齿圆柱齿轮传动时能承受较大的轴向力，因而螺旋角可以设计得比较大。轮齿磨损后，会因轮齿磨损而产生啮合齿侧间隙，此时，∩形弹簧5在弹性力的驱动下继续向外扩张并挤压垫环3，推动左半齿轮1与右半齿轮2沿轴向分离，自动补偿啮合齿侧间隙。
作为改进，如图4、图5所示，本发明所述的一种消隙斜齿圆柱齿轮还包括销栓7、螺母8，所述销栓7有两个，销栓7的一端设有径向尺寸比销栓7直径更大的柱体而另一端加工有螺纹，销栓7的中部开有垂直于销栓7轴线的通孔7-1；所述左半齿轮1与右半齿轮2都沿轴向开有两个与销栓7配合的孔且销栓7同时穿过左半齿轮1与右半齿轮2的孔，使左半齿轮1与右半齿轮2能传递更大扭矩；所述螺母8旋在销栓7的螺纹上，销栓7和螺母8限制左半齿轮1与右半齿轮2沿轴向可分离的最大距离；所述∩形弹簧5穿过销栓7的通孔7-1，使∩形弹簧5对销栓7的转动形成约束。
作为改进，如图6所示，所述左半齿轮1在靠右半齿轮2的一侧设置与左半齿轮1同轴的圆柱凸台1-1，所述右半齿轮2开有与右半齿轮2同轴的大孔2-2，右半齿轮2套装在左半齿轮1的圆柱凸台1-1上并使右半齿轮2的大孔2-2与左半齿轮1的圆柱凸台1-1形成滑动配合。或者，所述右半齿轮2在靠左半齿轮1的一侧设置与右半齿轮2同轴的圆柱凸台1-1，所述左半齿轮1开有与左半齿轮1同轴的大孔2-2，左半齿轮1套装在右半齿轮2的圆柱凸台1-1上并使左半齿轮1的大孔2-2与右半齿轮2的圆柱凸台1-1形成滑动配合。这样改进，有利于提高左半齿轮1与右半齿轮2的装配精度。

Claims (4)

1.一种消隙斜齿圆柱齿轮，沿垂直于斜齿轮轴线的截面将斜齿轮分成左半齿轮(1)、右半齿轮(2)两部分，在左半齿轮(1)与右半齿轮(2)之间设置能使左半齿轮(1)与右半齿轮(2)沿轴向分离的弹性元件，其特征是：包括垫环(3)、滑柱(4)、调节螺母(6)，所述垫环(3)呈圆环状，垫环(3)有凹形锥面(3-1)，垫环(3)镶嵌在左半齿轮(1)或右半齿轮(2)上且锥面(3-1)朝外，垫环(3)与左半齿轮(1)或右半齿轮(2)同轴；所述滑柱(4)的外形为横截面呈“O”形的柱体，滑柱(4)的一个端面设有螺杆(4-1)，在滑柱(4)上沿纵向开有两条斜底槽(4-2)，斜底槽(4-2)靠近螺杆(4-1)的一侧的槽深而远离螺杆(4-1)的一侧的槽浅；所述左半齿轮(1)与右半齿轮(2)都沿轴向开有横截面呈“O”形的O形孔(2-1)，滑柱(4)装在左半齿轮(1)与右半齿轮(2)的O形孔(2-1)内；所述弹性元件是用杆状弹性材料弯制成“∩”形的∩形弹簧(5)，∩形弹簧(5)的两个端脚分别插入两个滑柱(4)的斜底槽(4-2)内；所述调节螺母(6)旋在滑柱(4)的螺杆(4-1)上。
2.根据权利要求1所述的消隙斜齿圆柱齿轮，其特征在于：包括销栓(7)、螺母(8)，所述销栓(7)的一端设有径向尺寸比销栓(7)直径更大的柱体而另一端加工有螺纹，销栓(7)开有垂直于销栓(7)轴线的通孔(7-1)；所述左半齿轮(1)与右半齿轮(2)都沿轴向开有与销栓(7)配合的孔且销栓(7)同时穿过左半齿轮(1)与右半齿轮(2)的孔；所述螺母(8)旋在销栓(7)的螺纹上；所述∩形弹簧(5)穿过销栓(7)的通孔(7-1)。
3.根据权利要求1或2所述的消隙斜齿圆柱齿轮，其特征在于：所述左半齿轮(1)在靠右半齿轮(2)的一侧设置与左半齿轮(1)同轴的圆柱凸台(1-1)，所述右半齿轮(2)开有与右半齿轮(2)同轴的大孔(2-2)，右半齿轮(2)套装在左半齿轮(1)的圆柱凸台(1-1)上。
4.根据权利要求1或2所述的消隙斜齿圆柱齿轮，其特征在于：所述右半齿轮(2)在靠左半齿轮(1)的一侧设置与右半齿轮(2)同轴的圆柱凸台(1-1)，所述左半齿轮(1)开有与左半齿轮(1)同轴的大孔(2-2)，左半齿轮(1)套装在右半齿轮(2)的圆柱凸台(1-1)上。
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