CN109595333B - 一种消除齿轮箱内传动齿轮间隙的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种消除齿轮箱内传动齿轮间隙的装置，包括输入齿轮和输出齿轮，还包括消隙轴，所述消隙轴的左端通过锁定件套设有第一消隙齿轮，所消隙轴的右端固定套设有第二消隙齿轮；所述输入齿轮分别与两个第一消隙齿轮啮合，所述输出齿轮分别与两个第二消隙齿轮啮合；所述第一消隙齿轮的左端面上设置有弧状台阶，所述消隙轴的左端端头安装有调节件，所述调节件的调节部与弧状台阶的侧面相抵，实现了对输入齿轮和输出齿轮稳定正反消隙的功能；本发明具有结构简单、拆装方便、极大减少运行成本、消隙稳定、消隙手动可调、普适各种传动情况、联动消隙、正反转消隙、有效保证消隙精度的有益效果。

Description

一种消除齿轮箱内传动齿轮间隙的装置

技术领域

本发明属于齿轮消隙技术领域，具体涉及一种消除齿轮箱内传动齿轮间隙的装置。

背景技术

在数控机床的机械齿轮箱中的传动领域，往往需要将齿轮箱的输出转速降低，从而实现大扭矩输出。对齿轮箱进行输出转速减速即是通过齿轮箱内部的齿轮组之间特定减速比的啮合传动实现的，在理想情况下，齿轮与齿轮之间的传动比时固定不变的，即齿轮组之间减速后的转速也是不变的。但是在时间情况中，由于齿轮的生产工艺、齿轮组之间的装配精度会出现误差，因此齿轮组的轮齿在相互啮合时，传动齿的齿面之间会存在一定的传动间隙，如果对齿轮箱的输出端有较高的定位精度需求，那传动齿之间存在的传动间隙就会对输出端的定位精度造成较大的影响，从而造成定位精度不足的问题，特别是在精密传动领域，消除齿轮组之间的传动间隙的必要且必须的。现有的消除齿轮组传动间隙的方式一般通过斜齿轮传动消除传动间隙，但是斜齿轮的生产成本较高。而传统采用直齿轮消除传动间隙的方式大多通过能够变形又复原的材料制造齿轮、通过弹簧或游丝压紧齿轮、将齿轮轮齿磁化等方式使相互啮合的轮齿的齿面贴合实现消隙功能，但是上述方法依旧存在着成本较高、消隙情况不稳定等缺陷。因此，针对传统的齿轮消隙装置存在的缺陷，本发明公开了一种消除齿轮箱内传动齿轮间隙的装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种消除齿轮箱内传动齿轮间隙的装置，使传动齿轮的啮合齿的齿面时刻贴紧另一个齿轮的前齿面或后齿面，从而实现稳定消除齿轮组传动间隙的功能，具有消隙稳定、运行成本低的效果。

本发明通过下述技术方案实现：

一种消除齿轮箱内传动齿轮间隙的装置，包括输入齿轮和输出齿轮，还包括消隙轴，所述消隙轴的左端通过锁定件套设有第一消隙齿轮，所述消隙轴的右端固定套设有第二消隙齿轮；所述输入齿轮分别与两个第一消隙齿轮啮合，所述输出齿轮分别与两个第二消隙齿轮啮合；所述第一消隙齿轮的左端面上设置有弧状台阶，所述消隙轴的左端端头安装有调节件，所述调节件的调节部与弧状台阶的侧面相抵。

工作原理及使用方法：

分别套装在同一根消隙轴的两端的第一消隙齿轮和第二消隙齿轮构成了消隙组件，其中，第一消隙齿轮转动套装于消隙轴上，第一消隙齿轮和消隙轴之间安装有锁定件，将锁定件锁紧时，第一消隙齿轮与消隙轴相当于固定连接，此时第一消隙齿轮可跟随消隙轴共同转动；将锁定件解锁时，第一消隙齿轮相当于转动套设在消隙轴上，此时第一消隙齿轮不伴随消隙轴共同转动，且第一消隙齿轮和消隙轴之间可进行相对独立的转动。第二消隙齿轮与消隙轴固定连接，第二消隙齿轮伴随销隙轴共同转动。消隙组件共两组，两个第一消隙齿轮分别对称布置于输入齿轮的两侧并与输入齿轮啮合，两个第二消隙齿轮分别对称布置于输出齿轮的两侧并与输出齿轮啮合。在进行齿轮组传动之前，需要预先消除齿轮传动间隙，首先将胀紧套松开，使第一消隙齿轮与消隙轴可相对独立转动，此时调节安装于消隙轴左端端头处的调节件，使调节件的调节部抵住第一消隙齿轮的左端面上的弧状台阶的侧面并带动弧状台阶沿周向旋转一定的角度，弧状台阶即带动第一消隙齿轮转动一定的角度，直到第一消隙齿轮的轮齿的齿面与输入齿轮的轮齿的齿面紧密贴合。而且，为了适应输入齿轮的正反转消隙，应使输入齿轮的两侧的第一消隙齿轮的转动方向相反，即使一侧的第一消隙齿轮的轮齿的前齿面与输入齿轮的前齿面贴合，使另一侧的第一消隙齿轮的轮齿的后齿面与输入齿轮的后齿面贴合，无论输入齿轮正转还是反转，输入齿轮的啮合齿的齿面均与一侧的第一消隙齿轮的齿面紧密贴合，消除了传动间隙。当第一消隙齿轮的齿面与输入齿轮的齿面贴合后，继续使用调节件，由于输入齿轮固定，此时使用调节件抵压第一消隙齿轮的弧状台阶时，第一消隙齿轮不再转动，调节件受到弧状台阶的反作用力，从而带动消隙轴转动，销隙轴即带动第二消隙齿轮转动一定角度，使第二消隙齿轮的轮齿齿面和输出齿轮的轮齿齿面紧密贴合，消除第二消隙齿轮和输出齿轮之间的传动间隙。输出齿轮两侧的第二消隙齿轮反向转动，实现一侧的第二消隙齿轮的轮齿的前齿面与输出齿轮的前齿面贴合，使另一侧的第二消隙齿轮的轮齿的后齿面与输出齿轮的后齿面贴合，适应输出齿轮的正反转消隙。通过人工手动调节消隙的方式，能够根据不同的齿轮组及消隙精度进行相应的调节，更具普遍性。当输入齿轮与输出齿轮处的传动间隙均消除后，将第一消隙齿轮与消隙轴之间的锁定件锁紧，即可进行正常传动。

为了更好的实现本发明，进一步地，所述调节件包括调节座和调节螺栓，所述调节座固定安装于消隙轴的左端端头，调节座的两端分别反向贯穿安装有调节螺栓；所述调节螺栓的端面与弧状台阶的侧面相抵，且调节螺栓的轴向与弧状台阶所在的圆周相切。

调节座固定安装于消隙轴的左端端头，调节座的两端贯穿安装有调节螺栓，调节螺栓的轴向与弧状台阶所在的圆周相切，通过转动调节螺栓，使调节螺栓的端头抵住弧状台阶的侧面，继续转动调节螺栓，调节螺栓即可推动弧状台阶沿圆周方向进行转动。应为齿轮的轮齿齿面之间的间隙实际上很小，因此调节螺栓的调节形成并不需要过长，只要能推动弧状台阶并带动第一消隙齿轮选转一个微小的转角即可实现第一消隙齿轮的轮齿齿面与输入齿轮的轮齿齿面的紧密贴合。调节螺栓调节到位后，调节螺栓始终处于将弧状台阶抵紧的状态，能够有效防止在长时间的传动过程中，第一消隙齿轮的轮齿齿面与输入齿轮的轮齿齿面再次分离形成间隙，因此能够达到十分稳定的消隙传动效果。

为了更好的实现本发明，进一步地，所述调节座的两端设置有相互平行的斜面，所述斜面上贯穿安装有调节螺栓。

为了使调节螺栓的安装更加方便，因此在调节座的两端设置有相互平行的斜面，斜面的倾斜角度与弧状台阶的侧面的倾斜角度大致相同，此时将调节螺栓垂直于调节座的斜面安装，即可保证调节螺栓垂直抵住弧状台阶的侧面，能在最省力的情况下推动弧状台阶，同时有效避免了弧状台阶的变形，有效延长了消隙组件的使用时间。

为了更好的实现本发明，进一步地，所述锁定件为胀紧套，所述胀紧套套装于第一消隙齿轮和消隙轴之间。

需要锁定第一消隙齿轮时，只需要将胀紧套朝向第一消隙齿轮的中心孔内推进，胀紧套即可将第一消隙齿轮胀紧固定在销隙轴上；需要解锁第一消隙齿轮时，只需要将胀紧套朝向第一消隙齿轮的外侧拉出，即可实现第一消隙齿轮在消隙轴上的自由转动。

为了更好的实现本发明，进一步地，所述胀紧套的左端面设置有带有螺纹孔的环形凸沿，所述环形凸沿通过螺栓与第一消隙齿轮的左端面连接。

胀紧套左端的环形凸沿上沿周向设置有若干螺纹孔，在第一消隙齿轮的左端面上对应环形凸沿上的螺纹孔设置有安装孔，通过在螺纹孔和安装孔中旋入螺栓即可实现胀紧套在第一消隙齿轮上的固定安装；需要锁定第一消隙齿轮时，即拧紧环形凸沿上的螺栓，将胀紧套推进第一消隙齿轮的中心孔内，需要解锁第一消隙齿轮时，即旋松环形凸沿上的螺栓，将胀紧套从第一消隙齿轮的中心孔内拉出；同时环形凸沿与第一消隙齿轮的左端端面接触时，能起到限位的作用，防止胀紧套过于进入第一消隙齿轮的中心孔。

为了更好的实现本发明，进一步地，所述第二消隙齿轮与消隙轴整体成型为齿轮轴。

第二消隙齿轮与消隙轴之间始终处于固定连接状态，如果采用平键或锁定销将第二消隙齿轮固定安装在销隙轴，在平键和键槽之间仍然可能存在间隙，同时消隙轴上传递的扭矩较大，长时间使用后可能导致平键或锁定销变形，因此为了保证第二消隙齿轮的传动精度，同时延长第二消隙齿轮的使用时间，将第二消隙齿轮和消隙轴整体成型制作成齿轮轴的形式。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本发明通过通过在消隙轴的左端通过锁定件套设第一消隙齿轮，在消隙轴的右端固定套设第二消隙齿轮；将输入齿轮分别与两个第一消隙齿轮啮合，将输出齿轮分别与两个第二消隙齿轮啮合；在第一消隙齿轮的左端面上设置弧状台阶，在消隙轴的左端端头安装调节件，并使调节件的调节部与弧状台阶的侧面相抵；在松开锁定件的情况下，通过操作调节件，使调节件的调节部抵住弧状台阶，通过弧状台阶带动第一消隙齿轮转动一定角度，实现第一消隙齿轮与输入齿轮之间的消隙；通过调节件受到的反作用力，带动消隙轴及第二消隙齿轮的转动，实现第二消隙齿轮与输出齿轮之间的消隙，消隙完成后将锁定件锁紧即可实现消隙传动；本发明具有结构简单、拆装方便、极大减少运行成本、消隙稳定、消隙手动可调、普适各种传动情况的有益效果。

（2）本发明通过在输入齿轮的两侧分别啮合第一消隙齿轮，通过调节件分别将两侧的第一消隙齿轮进行顺时针和逆时针消隙，实现了两侧的第一消隙齿轮的轮齿齿面分别与输入齿轮的轮齿齿面的前齿面和后齿面贴合，适应输入齿轮正、反转均有效稳定消隙的功能；通过调节件分别将两侧的第二消隙齿轮进行顺时针和逆时针消隙，实现了两侧的第二消隙齿轮的轮齿齿面分别与输出齿轮的轮齿齿面的前齿面和后齿面贴合，适应输出齿轮正、反转均有效稳定消隙的功能；本发明具有联动消隙、正反转消隙、有效保证消隙精度的有益效果。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为图1的左视图；

图3为图1的右视图；

图4为图2的A向剖视图；

图5为调节件的结构示意图。

其中：1-输入齿轮；2-输出齿轮；3-消隙轴；4-锁定件；5-弧状台阶；6-调节件；61-调节座；62-调节螺栓；01-第一消隙齿轮；02-第二消隙齿轮。

具体实施方式

实施例1：

本实施例的一种消除齿轮箱内传动齿轮间隙的装置，如图1-图4所示，包括输入齿轮1和输出齿轮2，还包括消隙轴3，所述消隙轴3的左端通过锁定件4套设有第一消隙齿轮01，所述消隙轴3的右端固定套设有第二消隙齿轮02；所述输入齿轮1分别与两个第一消隙齿轮01啮合，所述输出齿轮2分别与两个第二消隙齿轮02啮合；所述第一消隙齿轮01的左端面上设置有弧状台阶5，所述消隙轴3的左端端头安装有调节件6，所述调节件6的调节部与弧状台阶5的侧面相抵。

在进行齿轮传动之前需要预先消除齿轮组之间的传动间隙，首先将锁定件4松开，取消对第一消隙齿轮01的锁定，此时第一消隙齿轮01不伴随也不带动消隙轴3进行转动，并且第一消隙齿轮01和消隙轴3之间可进行相对独立的转动。取消对第一消隙齿轮01的锁定后，操作调节件6，使调节件6的调节部抵住弧状台阶5的侧面并推动弧状台阶5沿圆周方向转动移动的角度，在操作调节件6时，通过人工观察的方式，观察第一消隙齿轮01的轮齿齿面和输入齿轮1的轮齿齿面是否紧密贴合。而且为了使用输入齿轮1的正、反向转动消隙，将输入齿轮1的一侧的第一消隙齿轮01顺时针转动调节，使第一消隙齿轮01的轮齿的前齿面与输入齿轮1的轮齿的前齿面紧密贴合；将输入齿轮1的另一侧的第一消隙齿轮01逆时针调节，使第一消隙齿轮01的轮齿的后齿面与输入齿轮1的轮齿的后齿面紧密贴合，当输入齿轮1反向转动时，原本的前齿面贴合变为后齿面贴合，原本的后齿面贴合变为前齿面贴合，即能够适应输入齿轮1的正、翻转消隙。

当第一消隙齿轮01的轮齿齿面与输入齿轮1的轮齿齿面相互贴合之后，如果继续操作调节件6，由于第一消隙齿轮01被输入齿轮1限位不再继续转动，则调节件6受到弧状台阶5到的反转作用力，此时调节件6带动消隙轴3转动，第二消隙齿轮02在销隙轴3的带动下转动，直到第二消隙齿轮02的轮齿齿面与输出齿轮2的轮齿齿面进密贴合，由于两根消隙轴3也分别进行顺时针和逆时针的转动，即输出齿轮2的轮齿齿面与其两侧的第二消隙齿轮02的轮齿齿面也分别对应前齿面和后齿面贴合，同样适用于输出齿轮2的正、反转消隙。

当齿轮组之间的间隙消除后，将锁定件4锁紧，此时第一消隙齿轮01相当于与消隙轴3固定连接，即整个齿轮组可进行正常的传动。

采用上述消隙装置，取代了传统齿轮消隙装置中采用弹簧、斜齿轮的消隙方式，大大减少了制造成本，同时消隙装置的结构更简洁、易拆装、易更换。同时，采用调节件6抵住弧状台阶5使第一消隙齿轮01转动一定角度的手动调节实现第一消隙齿轮01与输入齿轮1之间的消隙，同时利用第一消隙齿轮01到位后的反作用力，实现第二消隙齿轮02与输出齿轮2之间的消隙，从采用弹簧、斜齿轮的不可调节方式转化为了能够根据不同的传动情况及传动精度进行相应的调节方式，能够普适于各种传动情况。

同时将输入齿轮1的两侧的第一消隙齿轮01分别进行顺时针消隙和逆时针消隙，将输出齿轮02的两侧的第二消隙齿轮02进行相应的顺时针消隙和逆时针消隙，无论输入齿轮1和输出齿轮2进行正转还是反转，动力齿轮的轮齿齿面与消隙齿轮的轮齿齿面之间始终处于紧密贴合的消隙状态，解决了传统的消隙齿轮装置中只能适应单向传动的问题。

实施例2：

本实施例在实施例1的基础上做进一步优化，如图5所示，所述调节件6包括调节座61和调节螺栓62，所述调节座61固定安装于消隙轴3的左端端头，调节座61的两端分别反向贯穿安装有调节螺栓62；所述调节螺栓62的端面与弧状台阶5的侧面相抵，且调节螺栓62的轴向与弧状台阶5所在的圆周相切。

需要进行消隙时，转动安装于调节座61的两端的调节螺栓62，使调节螺栓62的端面推动弧状台阶5的侧面，弧状台阶5在调节螺栓62的推动下沿圆方向转动，通过人工手动操控调节螺栓62的旋出或旋进行程，即可灵活控制弧状台阶5的转动角度，即可灵活调节第一消隙齿轮01的转动角度，从而可操控地调节第一消隙齿轮01与输入齿轮1之间的轮齿间隙。

本实施例的其他部分与实施例1相同，故不再赘述。

实施例3：

本实施例在上述实施例1或2的基础上做进一步优化，所述调节座61的两端设置有相互平行的斜面，所述斜面上贯穿安装有调节螺栓62。

如果不在调节座61的两端设置有相互平行的斜面，为了保证调节螺栓62的轴向与弧状台阶5所在的圆周相切，调节螺栓62的安装孔就必须处于接近水平的状态，则弧状台阶5也就接近半圆的形状，这回造成调节螺栓62的安装位置十分狭窄，不利于人工操作调节螺栓62。因此为了在保证调节螺栓62的轴向与弧状台阶5所在的圆周相切的前提下，使调节螺栓62的行程空间尽可能大而便于人工操作，因此在调节座61的两端设置有相互平行的斜面，此时弧状台阶5的弧度较小，只需要保证斜面的倾斜角度与弧状台阶5的侧面的倾斜角度大致相同即可，调节螺栓62垂直于斜面安装，即实现调节螺栓62的端面垂直抵住弧状台阶5的侧面，操作空间更大，拆卸更加方便。

本实施例的其他部分与上述实施例1或2相同，故不再赘述。

实施例4：

本实施例在上述实施例1-3任一项的基础上做进一步优化，所述锁定件4为胀紧套，所述胀紧套套装于第一消隙齿轮01和消隙轴3之间。

使用胀紧套4进行第一消隙齿轮01的锁定相比于使用锁定销、锁定键等方式更为便捷，当胀紧套4朝向第一消隙齿轮01的中心孔内移动时，胀紧套4将第一消隙齿轮01胀紧锁定，使第一消隙齿轮01与消隙轴3处于固定连接的状态。为了保证胀紧套4顺利进入第一消隙齿轮01的内孔，在第一消隙齿轮01的中心孔的孔口处设置有导向台阶，同时在胀紧套4靠近中心孔的一端端面设置有匹配的台阶。

本实施例的其他部分与上述实施例1-3任一项相同，故不再赘述。

实施例5：

本实施例在上述实施例1-4任一项的基础上做进一步优化，所述胀紧套的左端面设置有带有螺纹孔的环形凸沿，所述环形凸沿通过螺栓与第一消隙齿轮01的左端面连接。

凸沿通过螺栓与第一消隙齿轮01的左端面连接，将螺栓拧紧时即通过凸沿将胀紧套4推入第一消隙齿轮01的中心孔中，实现对第一消隙齿轮01的锁紧固定；将螺栓松开时即通过凸沿将胀紧套4从第一消隙齿轮01的中心孔内拉出，实现对第一消隙齿轮01的解锁。同时，凸沿与第一消隙齿轮01的左端面接触贴合后，能对胀紧套4进行限位，防止胀紧套4过渡进入第一消隙齿轮01的中心孔而不便取出。

本实施例的其他部分与上述实施例1-4任一项相同，故不再赘述。

实施例6：

本实施例在上述实施例1-5任一项的基础上做进一步优化，所述第二消隙齿轮02与消隙轴3整体成型为齿轮轴。

第二消隙齿轮02可以通过平键或锁定销等部件固定套设在销隙轴3上，当时平键与键槽、锁定销与销孔之间也存在间隙，依旧会产生传动间隙的问题；同时，消隙轴3传递较大的扭矩，长时间传动后，平键或锁定销可能发生变形甚至断裂的可能。将第二消隙齿轮02与消隙轴3整体成型制作为齿轮轴，不仅消除了额外传动间隙，同时大大加强了消隙轴3与第二消隙齿轮02的整体强度，使齿轮轴更加耐用。

本实施例的其他部分与上述实施例1-5任一项相同，故不再赘述。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种消除齿轮箱内传动齿轮间隙的装置，包括输入齿轮（1）和输出齿轮（2），其特征在于，还包括消隙轴（3），所述消隙轴（3）的左端通过锁定件（4）套设有第一消隙齿轮（01），所述消隙轴（3）的右端固定套设有第二消隙齿轮（02）；所述输入齿轮（1）分别与两个第一消隙齿轮（01）啮合，所述输出齿轮（2）分别与两个第二消隙齿轮（02）啮合；所述第一消隙齿轮（01）的左端面上设置有弧状台阶（5），所述消隙轴（3）的左端端头安装有调节件（6），所述调节件（6）的调节部与弧状台阶（5）的侧面相抵。

2.根据权利要求1所述的一种消除齿轮箱内传动齿轮间隙的装置，其特征在于，所述调节件（6）包括调节座（61）和调节螺栓（62），所述调节座（61）固定安装于消隙轴（3）的左端端头，调节座（61）的两端分别反向贯穿安装有调节螺栓（62）；所述调节螺栓（62）的端面与弧状台阶（5）的侧面相抵，且调节螺栓（62）的轴向与弧状台阶（5）所在的圆周相切。

3.根据权利要求2所述的一种消除齿轮箱内传动齿轮间隙的装置，其特征在于，所述调节座（61）的两端设置有相互平行的斜面，所述斜面上贯穿安装有调节螺栓（62）。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种消除齿轮箱内传动齿轮间隙的装置，其特征在于，所述锁定件（4）为胀紧套，所述胀紧套套装于第一消隙齿轮（01）和消隙轴（3）之间。

5.根据权利要求4所述的一种消除齿轮箱内传动齿轮间隙的装置，其特征在于，所述胀紧套的左端面设置有带有螺纹孔的环形凸沿，所述环形凸沿通过螺栓与第一消隙齿轮（01）的左端面连接。

6.根据权利要求1所述的一种消除齿轮箱内传动齿轮间隙的装置，其特征在于，所述第二消隙齿轮（02）与消隙轴（3）整体成型为齿轮轴。

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