CN106286792B - 一种齿轮传动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种齿轮传动装置，其与外界的角度计量元件相连，其包括底座、扭簧、转轴、小齿轮、大齿轮、支板、套管支座、主齿轮轴以及轴套，轴套安装在底座上，主齿轮轴设置在轴套内，大齿轮固定在主齿轮轴的端部，主齿轮轴能在轴套内沿周向自由旋转，转轴也固定在底座上，套管支座套装在转轴上，扭簧套装在所述套管支座外，支板一端固定在所述套管支座端部，外界的角度计量元件设置在支板的另一端，小齿轮固定在外界角度计量元件的转轴端部，小齿轮与所述大齿轮相互啮合，扭簧能利用自身扭力推动所述支板旋转移动从而使小齿轮与大齿轮紧密啮合。本发明装置使得两个齿轮始终能自动紧密啮合，大大提高了传动精度。

Description

一种齿轮传动装置
技术领域
本发明属于传动装置技术领域，具体涉及一种齿轮啮合机构，适用于高精度的齿轮传动系统。
背景技术
目前，相关产品的传动系统中多采用齿轮传动机构，传统的齿轮传动机构多采用主齿轮轴与从动齿轮轴分别固定的方式，由于加工和安装等因素，造成齿轮在相互啮合时存在间隙，造成传动角度误差，给精确控制系统的传动角度测量带来较大误差，进而对产品的整体传动精度测量造成影响。
因此，需要开发一种高精度的齿轮传动装置，以消除由于加工或者安装因素造成的齿轮啮合间隙，最终提高齿轮传动精度。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种齿轮传动装置，其目的在于采用扭簧结构来实现齿轮间的紧密啮合，消除啮合间隙，可大幅度提高齿轮的传动精度。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种齿轮传动装置，其与外界的角度计量元件相连，以给外界的角度计量元件提供准确的齿轮转动角度，其包括底座、扭簧、转轴、小齿轮、大齿轮、支板、套管支座、主齿轮轴以及轴套，其中，
所述轴套安装在底座上，所述主齿轮轴设置在轴套内，所述大齿轮固定在所述主齿轮轴的端部，所述主齿轮轴能在轴套内沿周向自由旋转，
所述转轴也固定在底座上，所述套管支座套装在转轴上，所述扭簧套装在所述套管支座外，所述支板一端固定在所述套管支座端部，外界的角度计量元件设置在所述支板的另一端，所述小齿轮固定在外界角度计量元件的转轴端部，所述小齿轮与所述大齿轮相邻并相互啮合，
扭簧一个杆状端部与底座相固定，扭簧另一个杆状端部与支板相固定，该扭簧能利用自身扭力推动所述支板旋转移动从而使小齿轮与大齿轮紧密啮合。
进一步的，所述底座上设置有呈圆筒状的导向槽，轴套底端外壁面设置了台阶面，底座上呈圆筒状的导向槽内部也设置有相应的台阶面，轴套设置在底座的圆筒状导向槽内时轴套底部的台阶面抵接在导向槽底部的台阶面处。
进一步的，还包括第三档圈，轴套顶部处外壁面设置环形凹槽，该环形凹槽内安装有第三挡圈，该第三挡圈抵挡在导向槽顶面。
进一步的，还包括第二挡圈，第二挡圈嵌装在主齿轮轴外壁面的环形凹槽内，同时第二挡圈抵挡在轴套顶部的端面上，主齿轮轴在靠近底端处设置有法兰面，该法兰面抵接在轴套内壁台阶面。
进一步的，所述丢底座上设置有凸起的支柱，凸起支柱用于卡装所述扭簧的一个杆状端部，所述扭簧的另一个杆状端部卡装在支板的板边缘处。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
在齿轮传动的过程中，齿轮啮合的精度直接决定着主轴转角反馈值的精确程度，本发明采用扭簧结构来实现齿轮的自动紧密啮合，大齿轮的位置是固定的，支板在扭簧弹力的作用下带动驱动齿轮靠向大齿轮，将大齿轮和小齿轮紧密贴合，啮合精度大大提高。
附图说明
图1是本发明实施例中齿轮传动装置的结构示意图；
图2是本发明实施例中主齿轮轴及相关零部件的剖面图；
图3是本发明实施例中支板连接电位器和小齿轮的结构示意图。
在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：
1-底座 2-扭簧 3-转轴
4-第一挡圈 5-小齿轮 6-大齿轮
7-第一螺钉 8-电位器 9-支板
10-套管支座 11-第二螺钉 12-垫圈
13-主齿轮轴 14-第二挡圈 15-第三挡圈
16-轴套 17-紧定螺钉
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
为了提高齿轮传动精度，本发明提供了一种高精度的齿轮传动机构，本发明主要是采用扭簧结构来实现齿轮间的紧密啮合，消除啮合间隙，可大幅度提高齿轮的传动精度，进而提高了整个系统的传动精度。
图1是本发明实施例中齿轮传动装置的结构示意图，图2是本发明实施例中主齿轮轴及相关零部件的剖面图，结合两图可知，本发明齿轮传动装置包括底座1、扭簧2、转轴3、第一挡圈4、小齿轮5、大齿轮6、第一螺钉7、支板9、套管支座10、第二螺钉11、垫圈12、主齿轮轴13、第二挡圈14、第三挡圈15、轴套16以及紧定螺钉17。
其中，底座1整体呈板状，其上设置了呈圆筒状的导向槽和凸出底座1的支柱。轴套16设置在底座1的圆筒状导向槽内，主齿轮轴13置于轴套16中，该主齿轮轴13可在轴套16内自由转动。主齿轮轴13通过第二挡圈14与轴套16顶部相抵接，具体的，第二挡圈14嵌装在主齿轮轴13外壁面的环形凹槽内，同时第二挡圈14抵挡在轴套16顶部的端面上。此外，主齿轮轴13在靠近底端处设置有法兰面，该法兰面抵接在轴套16内壁台阶面处。这样的设计，使得主齿轮轴13和轴套16间在轴向方向上相对固定，不能发生相对移动。
轴套16底端外壁面设置了台阶面，底座1上呈圆筒状的导向槽内部也设置有相应的台阶面，轴套16插装在底座1的导向槽内，并且轴套16底部的台阶面抵接在导向槽底部的台阶面处，轴套16顶部处外壁面设置环形凹槽，该环形凹槽内安装有第三挡圈15，该第三挡圈15抵挡在导向槽顶面，这样的设计使得轴套16和导向槽在轴向方向上相对固定，不会发生相对移动。则，主齿轮轴13、轴套16以及底座间在沿主齿轮轴13的轴向方向相对牢固连接，不能发生轴向窜动或者微小位移的移动。轴套16与主齿轮轴13相互配合，使得主齿轮轴13只能周向转动，这样的设计可以有效的提高主齿轮轴的定位精度和传动精度。
大齿轮6安装在主齿轮轴13的顶部，大齿轮6与主齿轮轴13过盈配合，在主齿轮轴13的端部设置了垫圈12和螺钉11,通过螺钉11和垫圈12对大齿轮6进行预紧，以防止大齿轮6沿主齿轮轴13的轴向移动。
转轴3通过螺纹固定于底座1上，套管支座10套装在转轴3上，支板9呈板状，支板9一端设置有通孔，通过该通孔使支板9与套管支座10相连，套管支座10与支板9之间为过盈配合的连接形式。外界的计量元件通过第一螺钉7固定在支板9的另一端上，小齿轮5通过紧定螺钉17固定在电位器8的转轴上。扭簧2套装在套管支座10上，扭簧2一端头被底座1上的支柱卡住，另一端被支板9卡住。在套管支座10的端部处设置了第一挡圈4，用于将支板9限制在套管支座10端部处，防止支板9与套管支座10发生脱离。
图3是本发明实施例中支板连接电位器和小齿轮的结构示意图，由图可知，通过第一螺钉7将电位器8固定在支板9的一端，电位器8具有伸出支板9的转轴，小齿轮插装在该轴上，通过紧定螺钉17沿径向同时穿过小齿轮壁和电位器8转轴，将小齿轮5固定在电位器8的转轴上。支板的另一端与套管支座10相固定。
在扭簧2的扭力作用下，支板9可微微转动，从而带动小齿轮5紧密贴合着大齿轮6，使得小齿轮5与大齿轮6紧密的啮合在一起，可大大提高齿轮的传动精度，克服了传统装置中大齿轮和小齿轮啮合不紧密造成的传动精度问题。
在实际工程中，大齿轮6与小齿轮5可形成一定的传动比，使小齿轮5转角成比例放大，小齿轮5的转角反馈给外界的计量元件，本发明实施中，外界的计量元件为电位器8，这样经过放大的角度再经过电位器8传递给外界的控制系统，进而在一定程度上提高了控制系统的控制精度。
在本发明的一个具体实施例中，在齿轮传动的过程中，大齿轮带动小齿轮转动，将主轴转角角度值反馈给电位器，电位器将角度信号反馈给中央控制单元，中央控制单元将实测的角度信号与设定的角度信号进行比较，从而精确的控制系统主轴转角。齿轮传动比设计为3，小齿轮通过紧定螺钉固定在电位器的转轴上，当主齿轮轴转动时，主轴的实际转角经过大齿轮和小齿轮的传动后，电位器的响应转角就放大了3倍，这样就大大的提高了系统的控制精度，保证了系统精确定位。
在齿轮传动的过程中，齿轮啮合的精度直接决定着主轴转角反馈值的精确程度，本发明采用扭簧结构来实现齿轮的自动紧密啮合，大齿轮的位置是固定的，支板在扭簧弹力的作用下带动驱动齿轮靠向大齿轮，将大齿轮和小齿轮紧密贴合，啮合精度大大提高。系统的传动角度通过主齿轮轴传递给大齿轮，大齿轮带动小齿轮转动，通过齿轮传动比将角度放大后传递给小齿轮，小齿轮再将放大后的角度传递给与之连接的电位器，电位器将角度信号传递给控制系统进行处理，进而对整个系统进行精确控制。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种齿轮传动装置，其与外界的角度计量元件相连，以给外界的角度计量元件提供准确的齿轮转动角度，其特征在于，其包括底座(1)、扭簧(2)、转轴(3)、小齿轮(5)、大齿轮(6)、支板(9)、套管支座(10)、主齿轮轴(13)以及轴套(16)，其中，
所述轴套(16)安装在底座(1)上，所述主齿轮轴(13)设置在轴套(16)内，所述大齿轮(6)固定在所述主齿轮轴(13)的端部，所述主齿轮轴(13)能在轴套(16)内沿周向自由旋转，
所述转轴(3)也固定在底座(1)上，所述套管支座(10)套装在转轴(3)上，所述扭簧(2)套装在所述套管支座(10)外，所述支板(9)一端固定在所述套管支座(10)端部，外界的角度计量元件设置在所述支板(9)的另一端，所述小齿轮(5)固定在外界角度计量元件的转轴端部，所述小齿轮(5)与所述大齿轮(6)相邻并相互啮合，
扭簧(2)一个杆状端部与底座(1)相固定，扭簧(2)另一个杆状端部与支板(9)相固定，该扭簧(2)能利用自身扭力推动所述支板(9)旋转移动从而使小齿轮(5)与大齿轮(6)紧密啮合。
2.如权利要求1所述的一种齿轮传动装置，其特征在于，所述底座(1)上设置有呈圆筒状的导向槽，轴套(16)底端外壁面设置有台阶面，底座(1)上呈圆筒状的导向槽内部也设置有相应的台阶面，轴套(16)设置在底座(1)的圆筒状导向槽内时轴套(16)底部的台阶面抵接在导向槽底部的台阶面处。
3.如权利要求2所述的一种齿轮传动装置，其特征在于，还包括第三档圈(15)，轴套(16)顶部处外壁面设置环形凹槽，该环形凹槽内安装有第三挡圈(15)，该第三挡圈(15)同时抵挡在导向槽顶面。
4.如权利要求3所述的一种齿轮传动装置，其特征在于，还包括第二挡圈(14)，第二挡圈(14)嵌装在主齿轮轴(13)外壁面的环形凹槽内，同时第二挡圈(14)抵挡在轴套(16)顶部的端面上，
主齿轮轴(13)在靠近底端处设置有法兰面，该法兰面抵接在轴套(16)内壁台阶面上。
5.如权利要求4所述的一种齿轮传动装置，其特征在于，所述底座(1)上设置有凸起的支柱，该凸起支柱用于卡装所述扭簧(2)的一个杆状端部，所述扭簧(2)的另一个杆状端部卡装在支板(9)的边缘处。
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