CN107630978A

CN107630978A - 自锁齿轮组

Info

Publication number: CN107630978A
Application number: CN201711020676.7A
Authority: CN
Inventors: 林军基; 芮祥; 张曾焰
Original assignee: Dongguan Creation Electronic Technology Co Ltd
Current assignee: Dongguan Creation Electronic Technology Co Ltd
Priority date: 2017-10-27
Filing date: 2017-10-27
Publication date: 2018-01-26
Anticipated expiration: 2037-10-27
Also published as: CN107630978B

Abstract

一种自锁齿轮组，用于作为手表中齿轮箱中的组成部分，手表齿轮箱还包括壳体组件、电机、及传动齿轮组，电机驱动传动齿轮组转动，然后传动齿轮组带动自锁齿轮组转动，自锁齿轮组带动手表中的指针转动。该自锁齿轮组包括龆轮、及与龆轮啮合的轮片；所述龆轮及所述轮片的模数均为m，m的大小为0.05～0.1；在龆轮作为主动轮，即龆轮带动轮片转动时，龆轮及轮片可灵活转动；在轮片作为主动轮、即轮片带动龆轮转动时，轮片会受到龆轮的卡阻而使轮片及龆轮均处于制动状态。本发明的自锁齿轮组通过调整龆轮及轮片的齿数、模数、中心圆半径、齿顶圆弧半径，令自锁齿轮组在减速传动时能实现灵活传动，在增速传动实现自锁，避免了手表指针的走时误差。

Description

自锁齿轮组

技术领域

本发明涉及机械传动，特别是涉及一种自锁齿轮组。

背景技术

随着科技进步，智能手表日渐流行。该手表无论是机芯结构还是成品手表均趋于模块化。机芯分为机械和电子两个模块。其中机械模块由步进电机和齿轮传动系统两部分组成，简称齿轮箱。齿轮箱由步进电机接收电子模块输出的电信号，通过电磁转换产生机械能，然后带动齿轮机构实现减速传动。齿轮箱中包含直接驱动指针转动的齿轮组。为了满足多功能需求，一只成品智能手表往往要多个齿轮箱组合才能实现。这就使得手表面积增大，指针随之加长，指针的偏心力矩增大，因此造成滑针现象，而滑针则会导致手表的走时误差，导致手表给佩戴者显示不精确的时间。在使用过程中，佩戴者外加的惯性力和随机震动，则会加剧这种现象。

发明内容

基于此，本发明提供一种可消除手表齿轮箱中的滑针现象，避免走时误差的自锁齿轮组。

为了实现本发明的目的，本发明采用以下技术方案：

一种自锁齿轮组，包括龆轮、及与所述龆轮啮合的轮片；所述龆轮及所述轮片的模数均为m，m的大小为0.05～0.1；所述龆轮及所述轮片的齿厚系数均为S^*；所述龆轮、所述轮片的齿数分别为Z₁、Z₂；所述龆轮、所述轮片的分度圆半径分别为R₁、R₂；所述龆轮、所述轮片的中心圆半径系数分别为ΔR_Z1、ΔR_Z2；所述龆轮、所述轮片的中心圆半径调整系数分别为C₁、C₂；所述龆轮、所述轮片的齿顶圆弧系数分别为ρ^* ₁、ρ^* ₂；所述龆轮、所述轮片的齿顶圆弧调整系数分别为Q₁、Q₂；所述轮片的齿顶高系数为h^*；所述龆轮的分度圆半径R₁由式(1)确定：

所述龆轮的中心圆半径R_Z1由式(2)确定：

R_Z1＝C₁·(R₁-ΔR_Z1·m) (2)

所述龆轮的齿顶圆弧半径为ρ₁由式(3)确定：

ρ₁＝Q₁·ρ^* ₁·m (3)

所述轮片的分度圆半径R₂由式(4)确定：

所述轮片的中心圆半径R_Z2由式(5)确定：

R_Z2＝C₂·(R₂-ΔR_Z2·m) (5)

所述轮片的齿顶圆弧半径ρ₂由式(6)确定：

ρ₂＝Q₂·ρ^* ₂·m (6)

所述龆轮与所述轮片的中心距A由式(7)确定：

本发明的自锁齿轮组通过调整龆轮及轮片的齿数、模数、中心圆半径、齿顶圆弧半径，令自锁齿轮组在减速传动时能实现灵活传动，在增速传动实现自锁，避免了手表指针的走时误差。

在其中一个实施例中，所述龆轮的齿厚S₁由式(8)确定：

S₁＝S^*·m (8)

所述龆轮的圆心到其齿顶圆弧中心的连线与龆轮的Y轴的夹角β₁由式(9)确定：

所述龆轮的齿顶圆半径R_a1由式(10)确定：

所述龆轮的齿根圆半径R_g1由式(11)确定：

R_g1＝R₂-(R_a1-R₁)-0.4·m (11)

所述轮片的齿厚S₂由式(12)确定：

S₂＝S^*·m (12)

所述轮片的圆心到其齿顶圆弧中心的连线与所述轮片的Y轴的夹角β₂由式(13)确定：

所述轮片的齿顶圆半径R_a2由式(14)确定：

所述轮片的齿根圆半径R_g2由式(15)确定：

R_g2＝R₁-h^*m (15)

在其中一个实施例中，所述龆轮与所述轮片的出啮角α为20～25度。

在其中一个实施例中，所述龆轮与所述轮片的出啮角α为22.52度。

在其中一个实施例中，所述龆轮及所述轮片的齿厚系数均为S^*的大小为1～1.57。

在其中一个实施例中，所述龆轮的中心圆半径系数ΔR_Z1的大小为0.01～0.20；所述轮片的中心圆半径系数ΔR_Z2大小为0.11～0.28。

在其中一个实施例中，所述龆轮的中心圆半径调整系数C₁为1.04～1.08；所述轮片的中心圆半径调整系数C₂为0.88～0.92。

在其中一个实施例中，所述龆轮的齿顶圆弧调整系数为Q₁为1.17～1.23；所述轮片的齿顶圆弧调整系数Q₂为0.77～0.83。

在其中一个实施例中，所述龆轮的齿顶圆弧系数ρ^* ₁的大小为1～1.45；所述轮片的齿顶圆弧系数ρ^* ₂的大小为1.2～2。

附图说明

图1为本发明的一较佳实施例的自锁齿轮组在龆轮作为主动轮时的平面示意图；

图2为图1所示的自锁齿轮组在轮片作为主动轮时的平面示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

请参阅图1及图2，为本发明一较佳实施方式的自锁齿轮组10，用于作为手表中齿轮箱中的组成部分，手表齿轮箱还包括壳体组件、电机、及传动齿轮组；在齿轮箱中，电机驱动传动齿轮组转动，然后传动齿轮组带动自锁齿轮组10转动，自锁齿轮组10带动手表中的指针转动。该自锁齿轮组10包括龆轮20、及与龆轮20啮合的轮片30；在龆轮20作为主动轮，即龆轮20带动轮片30转动时，龆轮20及轮片30可灵活转动；在轮片30作为主动轮、即轮片30具有带动龆轮20转动趋势时，轮片30会受到龆轮20的卡阻而使轮片30及龆轮20均处于制动状态。

由于龆轮20与轮片30啮合，因此，龆轮20及轮片30的模数均为m，m的大小为0.05～0.1。

龆轮20及轮片30的齿厚系数均为S^*，S^*的大小为1～1.57。

龆轮20的齿数为Z₁，龆轮20的分度圆半径R₁为：

龆轮20的中心圆半径系数为ΔR_Z1，ΔR_Z1的大小为0.01～0.20；龆轮20的中心圆半径调整系数为C₁，C₁的大小为1.04～1.08；龆轮20的中心圆半径R_Z1为：

R_Z1＝C₁·(R₁-ΔR_Z1·m)

龆轮20的齿顶圆弧系数为ρ^* ₁，ρ^* ₁的大小为1～1.45；龆轮20的齿顶圆弧调整系数为Q₁，为保留龆轮20的齿顶最小间隙，Q₁的大小为1.17～1.23；龆轮20的齿顶圆弧半径为ρ₁为：

ρ₁＝Q₁·ρ^* ₁·m

龆轮20的齿厚S₁为

S₁＝S^*·m

龆轮20的圆心到其齿顶圆弧中心连线与龆轮20的Y轴的夹角β₁为：

为避免龆轮20的齿尖圆弧参与啮合工作，以保证自锁齿轮组10长期工作可靠，龆轮20的齿顶圆半径R_a1为：

龆轮20的齿根圆半径R_g1为：

R_g1＝R₂-(R_a1-R₁)-0.4·m

其中，R₂为轮片30的分度圆半径。

轮片30的齿数为Z₂，轮片30的分度圆半径R₂为：

轮片30的中心圆半径系数为ΔR_Z2，ΔR_Z2的大小为0.11～0.28；轮片30的中心圆半径调整系数为C₂，C₂的大小为0.88～0.92；轮片30的中心圆半径R_Z2为：

R_Z2＝C₂·(R₂-ΔR_Z2·m)

轮片30的齿顶圆弧系数为ρ^* ₂，ρ^* ₂的大小为1.2～2；轮片30的齿顶圆弧调整系数为Q2，为保留轮片30齿顶最小间隙，Q2的大小为0.77～0.83；轮片30的齿顶圆弧半径为ρ₂为：

ρ₂＝Q₂·ρ^* ₂·m

轮片30的齿厚为S₂，S₂为：

S₂＝S^*·m

轮片30的圆心到其齿顶圆弧中心的连线与轮片30的Y轴的夹角β₂为：

为避免轮片30的齿尖圆弧参与啮合工作，以保证自锁齿轮组10长期工作可靠，轮片30的齿顶圆半径R_a2为：

轮片30的齿根圆半径R_g2为：

R_g2＝R₁-h^*m

其中，h^*为轮片30的齿顶高系数。

龆轮20与轮片30的中心距A为：

请参阅图2，龆轮20与轮片30的出啮角α为20～25度，即当龆轮20与轮片30的一对啮合的齿在即脱啮时，直线A与直线B的夹角为20～25度，其中，直线A为龆轮20的啮合齿的齿顶圆弧中心与龆轮20的转动中心的连线，直线B为龆轮20的转动中心与轮片30的转动中心的连线。

具体地，在其中一种实施方式中，为确保起到自锁功能，同时避免加工难度过大，龆轮20的齿数为8、模数为0.066、中心圆半径为0.266、齿顶圆弧半径为0.103；轮片30的齿数为48、模数为0.066、中心圆半径为1.397、齿顶圆弧半径为0.105；为使自锁更加可靠，龆轮20与轮片30的出啮角α为22.52度。

请参阅图1，在正常工作时，齿轮箱中的传动齿轮组带动自锁齿轮组10中的龆轮20转动，龆轮20在自锁齿轮组10中作为主动轮，由于龆轮20的齿数少于轮片30的齿数，故自锁齿轮组10作减速传动。龆轮20与轮片30的重合度为1，即当龆轮20的带动轮片30的前一对齿转至即将脱啮位置时，龆轮20与轮片30的后一对齿即将进入啮合，后一对齿一旦进入啮合，则前一对齿立即被迫分离，龆轮20通过啮合的齿推动轮片30灵活地转动，轮片30的轴心部与指针(图未示)连接，使指针跟随轮片30转动。

请参阅图2，当指针因自身摆动惯性或因佩戴者的手臂挥动等因素而自行转动时，指针带动轮片30转动，由于轮片30的角转速快于龆轮20，轮片30具有推动龆轮20转动的趋势，轮片30在自锁齿轮组10中作为主动轮，由于轮片30的齿数多于龆轮20的齿数，故自锁齿轮组10作增速传动。在轮片30的齿推动龆轮20的齿的过程中，由于龆轮20与轮片30的出啮角α较小，轮片30与龆轮20的一对正在啮合的齿在传动的过程中，轮片30的下一个即将啮合的齿的侧部会卡到龆轮20的下一个即将啮合的齿的齿顶部，产生非正常啮合，轮片30的非正常啮合的齿的侧部对龆轮20的齿尖部产生接近指向龆轮20转动中心的压力F1，同时，龆轮20的齿向轮片30的齿产生与轮片30转动方向相反的压力F2。龆轮20所受到的转动力矩接近为零，故龆轮20不会跟随轮片30转动，同时，轮片30受到了龆轮20的卡阻，不会继续跟随指针转动，实现了自锁齿轮组10增速传动状态下的自锁，避免了手表指针指示的失误。

当指针的自行转动趋势停止后，轮片30不再受到指针的带动，龆轮20重新作为自锁齿轮中的主动轮，轮片30保持跟随龆轮20的带动而转动。

本实施例中，通过调整龆轮及轮片的齿数、模数、分度圆半径、中心圆半径、齿顶圆弧半径、齿顶圆半径、齿根圆半径及齿厚，令自锁齿轮组在减速传动时能实现灵活传动，在增速传动实现自锁，避免了手表指针的走时误差。

齿轮传动的齿形为钟表齿形。凡利用钟表齿形形成自锁的齿轮传动均与本项目有关。在齿轮传动中，凡传动方向改变，即由减速变为增速或由增速变为减速时，其齿轮机构立即处于自锁状态或自锁临界状态的均与本项目有关。

以上所述实施例仅表达了本发明的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种自锁齿轮组，其特征在于，包括龆轮、及与所述龆轮啮合的轮片；所述龆轮及所述轮片的模数均为m，m的大小为0.05～0.1；所述龆轮及所述轮片的齿厚系数均为S^*；所述龆轮、所述轮片的齿数分别为Z₁、Z₂；所述龆轮、所述轮片的分度圆半径分别为R₁、R₂；所述龆轮、所述轮片的中心圆半径系数分别为ΔR_Z1、ΔR_Z2；所述龆轮、所述轮片的中心圆半径调整系数分别为C₁、C₂；所述龆轮、所述轮片的齿顶圆弧系数分别为ρ^* ₁、ρ^* ₂；所述龆轮、所述轮片的齿顶圆弧调整系数分别为Q₁、Q₂；所述轮片的齿顶高系数为h^*；所述龆轮的分度圆半径R₁由式(1)确定：

所述龆轮的中心圆半径R_Z1由式(2)确定：

R_Z1＝C₁·(R₁-ΔR_Z1·m) (2)

所述龆轮的齿顶圆弧半径为ρ₁由式(3)确定：

ρ₁＝Q₁·ρ^* ₁·m (3)

所述轮片的分度圆半径R₂由式(4)确定：

所述轮片的中心圆半径R_Z2由式(5)确定：

R_Z2＝C₂·(R₂-ΔR_Z2·m) (5)

所述轮片的齿顶圆弧半径ρ₂由式(6)确定：

ρ₂＝Q₂·ρ^* ₂·m (6)

所述龆轮与所述轮片的中心距A由式(7)确定：

2.根据权利要求1所述的自锁齿轮组，其特征在于，所述龆轮的齿厚S₁由式(8)确定：

S₁＝S^*·m (8)

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所述龆轮的齿顶圆半径R_a1由式(10)确定：

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所述龆轮的齿根圆半径R_g1由式(11)确定：

R_g1＝R₂-(R_a1-R₁)-0.4·m (11)

所述轮片的齿厚S₂由式(12)确定：

S₂＝S^*·m (12)

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所述轮片的齿顶圆半径R_a2由式(14)确定：

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所述轮片的齿根圆半径R_g2由式(15)确定：

R_g2＝R₁-h^*m (15)

3.根据权利要求2所述的自锁齿轮组，其特征在于，所述龆轮与所述轮片的出啮角α为20～25度。

4.根据权利要求3所述的自锁齿轮组，其特征在于，所述龆轮与所述轮片的出啮角α为22.52度。

5.根据权利要求2所述的自锁齿轮组，其特征在于，所述龆轮及所述轮片的齿厚系数均为S^*的大小为1～1.57。

6.根据权利要求1所述的自锁齿轮组，其特征在于，所述龆轮的中心圆半径系数ΔR_Z1的大小为0.01～0.20；所述轮片的中心圆半径系数ΔR_Z2大小为0.11～0.28。

7.根据权利要求6所述的自锁齿轮组，其特征在于，所述龆轮的中心圆半径调整系数C₁为1.04～1.08；所述轮片的中心圆半径调整系数C₂为0.88～0.92。

8.根据权利要求1所述的自锁齿轮组，其特征在于，所述龆轮的齿顶圆弧调整系数为Q₁为1.17～1.23；所述轮片的齿顶圆弧调整系数Q₂为0.77～0.83。

9.根据权利要求8所述的自锁齿轮组，其特征在于，所述龆轮的齿顶圆弧系数ρ^* ₁的大小为1～1.45；所述轮片的齿顶圆弧系数ρ^* ₂的大小为1.2～2。