CN110159741A - 一种齿轮传动结构及齿轮传动系 - Google Patents
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Abstract
本发明属于发动机技术领域，公开了一种齿轮传动结构及齿轮传动系。该齿轮传动结构，包括相互啮合的啮合齿轮和剪切齿轮，剪切齿轮包括：主齿轮；消隙齿轮，其套设于主齿轮上，且消隙齿轮和主齿轮的齿数和模数均相同，消隙齿轮能够相对于主齿轮转动；复位件，其一端连接于消隙齿轮，另一端抵接于主齿轮，使啮合齿轮中工作齿齿面的两侧分别抵接于主齿轮的齿面和消隙齿轮的齿面，用于消除啮合齿轮和剪切齿轮之间的侧隙。该齿轮传动结构，复位件的使用寿命和弹性刚度比橡胶容易量化和评估，使用寿命长，可靠性好，从而保证齿轮传动过程中侧隙消除的效果。
Description
技术领域
本发明涉及发动机技术领域，尤其涉及一种齿轮传动结构及齿轮传动系。
背景技术
如图1所示，在发动机的齿轮传动系中，由于受到相关零件公差、加工误差等因素影响，两个相配对齿轮的工作齿面接触时，在两个非工作齿面之间会形成一定侧隙，相互啮合的齿轮在传动过程中会因为侧隙而相互敲击，进而产生敲击噪声，影响发动机的成品质量。
为了解决这个问题，如图2-3所示，现有技术在啮合齿轮和剪切齿轮相互啮合时，设置剪切齿轮由主齿轮1＇和消隙齿轮2＇两部分组成，圆柱销3＇能够穿设主齿轮1＇和消隙齿轮2＇，以实现主齿轮1＇和消隙齿轮2＇的连接。在圆柱销3＇的外部套设有橡胶4＇，依靠橡胶4＇的弹性作用使得主齿轮1＇和消隙齿轮2＇之间错开一定的角度，即错齿量X，实现主齿轮1＇和消隙齿轮2＇分别与啮合齿轮相贴合，从而消除齿轮间的侧隙。
采用这种方式，由于消隙齿轮2＇的回位需要靠橡胶4＇的弹性保证，但是橡胶4＇使用寿命无法保证，如果齿轮传动为斜齿轮传动时，橡胶4＇容易损坏，橡胶4＇的有效使用寿命较低，从而影响侧隙消除效果。同时，橡胶4＇刚度无法评估，若刚度过大容易造成传动齿轮因热涨而卡死的情况，无法保证齿轮传动系的正常工作。
发明内容
本发明的目的在于提供一种齿轮传动结构及齿轮传动系，用于保证啮合齿轮间侧隙消除效果，可靠性好。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种齿轮传动结构，包括相互啮合的啮合齿轮和剪切齿轮，所述剪切齿轮包括：
主齿轮；
消隙齿轮，其套设于所述主齿轮上，且所述消隙齿轮和所述主齿轮的齿数和模数均相同，所述消隙齿轮能够相对于所述主齿轮转；
复位件，其一端连接于所述消隙齿轮，另一端抵接于所述主齿轮，使所述啮合齿轮中工作齿齿面的两侧分别抵接于所述主齿轮的齿面和所述消隙齿轮的齿面。
作为优选，在所述主齿轮上设置有第一定位孔，在所述消隙齿轮上设置有第二定位孔，所述第一定位孔和所述第二定位孔错位设置，所述第一定位孔和所述第二定位孔用于插接件选择性穿设，使所述消隙齿轮位于安装位置。
作为优选，在所述消隙齿轮上设置有中心孔，在所述主齿轮上对应所述中心孔凸设有中心轴，所述中心轴穿设于所述中心孔。
作为优选，该齿轮传动结构还包括弹性挡圈，在所述中心轴上沿其周向设置有环形凹槽，所述弹性挡圈设置于所述环形凹槽内并抵接于所述消隙齿轮的侧面，用于所述消隙齿轮的轴向限位。
作为优选，所述复位件可拆卸连接于所述消隙齿轮。
作为优选，所述复位件包括相互连接的安装板和卡爪，所述安装板可拆卸连接于所述消隙齿轮，所述卡爪能够抵接于所述主齿轮。
作为优选，在所述主齿轮上设置有第一通孔，在所述消隙齿轮上设置有第二通孔，所述第一通孔和所述第二通孔错位设置，所述卡爪能够分别穿设于所述第二通孔和所述第一通孔并抵接于所述第一通孔的内壁。
作为优选，在所述安装板上设置有安装孔，在所述消隙齿轮上设置有螺纹孔，螺栓穿设于所述安装孔和所述螺纹孔。
作为优选，所述第一通孔、所述第二通孔及所述复位件的数量均为多个，多个所述第一通孔沿所述主齿轮的周向间隔设置，多个所述第二通孔沿所述消隙齿轮的周向间隔设置，每个所述复位件穿设一个所述第一通孔和一个所述第二通孔。
为达上述目的，本发明还提供了一种齿轮传动系，包括上述的齿轮传动结构。
本发明的有益效果：
本实施例提供的齿轮传动结构，在将消隙齿轮套设于主齿轮上之后，复位件为自由状态，消隙齿轮和主齿轮的轮齿相互错开一定角度，此时消隙齿轮处于初始位置，然后驱动消隙齿轮相对于主齿轮转动，使消隙齿轮和主齿轮的轮齿相互对齐，复位件为压缩工作状态，之后将主齿轮和消隙齿轮的位置进行锁定，此时消隙齿轮处于安装位置；在实现剪切齿轮的装配之后，将剪切齿轮与啮合齿轮进行啮合并放置于发动机内，然后解除主齿轮和消隙齿轮之间的锁定，消隙齿轮会在复位件的恢复作用力下具有从安装位置向初始位置回转的趋势，但是与剪切齿轮相互啮合的啮合齿轮的工作齿会阻止消隙齿轮回位，最终使该啮合齿轮的工作齿齿面的一侧与主齿轮的齿面接触，另一侧与消隙齿轮的齿面接触，此时主齿轮和消隙齿轮之间会产生一定的错齿量，从而消除剪切齿轮与啮合齿轮齿轮之间的侧隙，以减少在齿轮传动过程中敲击噪声的产生。
采用这种方式，与现有技术采用带有橡胶的圆柱销相比，复位件的使用寿命和弹性刚度比橡胶容易量化和评估，即使是在进行斜齿轮传动过程中同样适用，不容易受到斜齿轮轴向力的影响，使用寿命长，可靠性好，从而保证齿轮传动过程中侧隙消除的效果。
附图说明
图1是现有技术齿轮传动系中相互啮合的齿轮出现侧隙的示意图；
图2是现有技术剪切齿轮的结构示意图；
图3是现有技术啮合齿轮和剪切齿轮相互啮合存在错齿量的示意图；
图4是本发明齿轮传动结构的结构示意图；
图5是本发明齿轮传动结构中剪切齿轮的爆炸示意图；
图6是本发明齿轮传动结构中消隙齿轮的结构示意图；
图7是本发明齿轮传动结构中复位件的结构示意图；
图8是本发明齿轮传动结构中在消隙齿轮上安装有复位件的结构示意图；
图9是本发明齿轮传动结构中主齿轮的结构示意图；
图10是本发明齿轮传动结构中主齿轮和消隙齿轮完成装配一个视角的结构示意图；
图11是本发明齿轮传动结构中主齿轮和消隙齿轮完成装配另一个视角的结构示意图；
图12是本发明齿轮传动结构中消隙齿轮从工作位置回转的工作状态示意图。
图中：
1＇、主齿轮；2＇、消隙齿轮；3＇、圆柱销；4＇、橡胶；
1、啮合齿轮；2、剪切齿轮；11、工作齿；
21、主齿轮；22、消隙齿轮；23、复位件；24、插接件；25、弹性挡圈；26、螺栓；
211、第一定位孔；212、中心轴；213、第一通孔；
2121、环形凹槽；
221、第二定位孔；222、中心孔；223、第二通孔；224、螺纹孔；
231、安装板；232、卡爪；2311、安装孔。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
本实施例提供了一种齿轮传动结构，主要适用于发动机齿轮传动领域，如图4所示，该齿轮传动结构包括相互啮合的啮合齿轮1和剪切齿轮2。其中剪切齿轮2为组合齿轮结构，如图4-5所示，剪切齿轮2具体包括主齿轮21、消隙齿轮22、复位件23及弹性挡圈25，消隙齿轮22套设于主齿轮21上，形成剪切齿轮2的主体结构。
如图4-5所示，消隙齿轮22和主齿轮21的齿数和模数均相同，使得主齿轮21和消隙齿轮22中每个轮齿都能够对齐，消隙齿轮22能够相对于主齿轮21转动。在主齿轮21和消隙齿轮22之间设置有复位件23，复位件23具体为弹簧片，复位件23的一端连接于消隙齿轮22，另一端抵接于主齿轮21，复位件23起到了对消隙齿轮22复位的作用，使啮合齿轮1中工作齿11齿面的两侧分别抵接于主齿轮21的齿面和消隙齿轮22的齿面，用于消除啮合齿轮1和剪切齿轮2之间的侧隙。
本实施例提供的齿轮传动结构，在将消隙齿轮22套设于主齿轮21上之后，复位件23为自由状态，消隙齿轮22和主齿轮21的轮齿相互错开一定角度，此时消隙齿轮22处于初始位置，然后驱动消隙齿轮22相对于主齿轮21转动，使消隙齿轮22和主齿轮21的轮齿相互对齐，复位件23为工作状态，之后将主齿轮21和消隙齿轮22的位置进行锁定，此时消隙齿轮22处于安装位置；在实现剪切齿轮2的装配之后，将剪切齿轮2与啮合齿轮1进行啮合并放置于发动机内，然后解除主齿轮21和消隙齿轮22之间的锁定，消隙齿轮22会在复位件23的恢复作用力下具有从安装位置向初始位置回转的趋势，但是与剪切齿轮2相互啮合的啮合齿轮1的工作齿11会阻止消隙齿轮22回位，最终使该啮合齿轮1的工作齿11齿面的一侧与主齿轮21的齿面接触，另一侧与消隙齿轮22的齿面接触，同时在主齿轮21和消隙齿轮22之间会产生一定的错齿量，从而消除剪切齿轮2与啮合齿轮1齿轮之间的侧隙，以减少在齿轮传动过程中敲击噪声的产生。
采用这种方式，与现有技术采用带有橡胶的圆柱销相比，复位件23的使用寿命和弹性刚度比橡胶容易量化和评估，即使是在进行斜齿轮传动过程中同样适用，不容易受到斜齿轮轴向力的影响，使用寿命长，可靠性好，从而保证齿轮传动过程中侧隙消除的效果。
进一步地，如图6所示，在消隙齿轮22的中心设置有中心孔222，中心孔222为圆形通孔结构，用于与主齿轮21的安装。在消隙齿轮22上未开设中心孔222的部分设置有第二定位孔221，第二定位孔221为圆形通孔结构，用于插接件24选择性的穿设。其中插接件24具体为圆柱销，在圆柱销的一端设置有把手，便于将插接件24安装和拆卸。同时，在消隙齿轮22上沿中心孔222的周向设置有多个第二通孔223，第二通孔223的横截面为扇形结构，每个第二通孔223的一侧均设置有多个螺纹孔224，第二通孔223和螺纹孔224均用于复位件23的安装。
具体地，第二通孔223的数量为三个，三个第二通孔223沿中心孔222的周向间隔设置，每个第二通孔223的一侧对应设置有两个螺纹孔224，其中第二通孔223和螺纹孔224的具体数量可以根据实际生产需要进行调整，只要能够实现本实施例的功能，都在本实施例的保护范围之内。
如图7所示，复位件23具体为类似L形结构的弹簧片，复位件23具体包括相互垂直设置的安装板231和卡爪232，在安装板231上设置有两个安装孔2311，每个螺栓26穿设于一个安装孔2311和一个消隙齿轮22的螺纹孔224，以实现安装板231和消隙齿轮22之间的可拆卸连接。为了降低生产成本，卡爪232和安装板231为一体成型结构，卡爪232由从安装板231上沿垂直方向向下延伸而形成，两个卡爪232之间具有空隙。
在将卡爪232伸入第二通孔223之后，将螺栓26穿设安装孔2311和螺纹孔224，形成如图8所示的在消隙齿轮22上安装复位件23的结构。
为了实现主齿轮21与消隙齿轮22和复位件23的安装，如图9所示，在主齿轮21上对应中心孔222凸设有中心轴212，中心轴212穿设于消隙齿轮22的中心孔222，使得消隙齿轮22能够以中心轴212为旋转中心进行转动。为了减少消隙齿轮22相对于主齿轮21在轴向方向上的移动，在中心轴212上沿其周向设置有环形凹槽2121，如图10所示，将弹性挡圈25设置于环形凹槽2121内并抵接于消隙齿轮22的侧面，用于消隙齿轮22的轴向限位。
如图9所示，在主齿轮21上设置有第一定位孔211，第一定位孔211为圆形通孔结构，且第一定位孔211和第二定位孔221的直径相同，第一定位孔211和第二定位孔221共同用于插接件24选择性穿设，使消隙齿轮22位于安装位置。同时，在主齿轮21上设置有第一通孔213，第一通孔213与第二通孔223的结构和形状相同，第一通孔213和第二通孔223错位设置，如图10所示，卡爪232能够分别穿设于第二通孔223和第一通孔213并抵接于第一通孔213的内壁，实现卡爪232和主齿轮21之间的抵接，以便于消隙齿轮22在复位件23的复位作用下进行回转。
在将消隙齿轮22放置于主齿轮21上并将主齿轮21的中心轴212穿设于消隙齿轮22的中心孔222时，复位件23的卡爪232伸入第一通孔213和第二通孔223并抵接于第一通孔213的内壁，然后通过弹性挡圈25对两者进行轴向限位。第一定位孔211和第二定位孔221错位设置，将消隙齿轮22相对于主齿轮21进行转动，使得第一定位孔211和第二定位孔221正对，以便于插接件24穿设于第一定位孔211和第二定位孔221，形成如图10所示的装配完成的剪切齿轮2的结构。
本实施例提供的齿轮传动结构的工作过程如下所示：
如图11所示，复位件23处于自由状态，消隙齿轮22和主齿轮21的轮齿相互错开一定角度，消隙齿轮22处于初始位置a，且第一定位孔211和第二定位孔221错位设置，然后将消隙齿轮22相对于主齿轮21进行转动，使得消隙齿轮22和主齿轮21的轮齿相互对齐，且第一定位孔211和第二定位孔221正对，以便于插接件24穿设于第一定位孔211和第二定位孔221。由于插接件24相当于将主齿轮21和消隙齿轮22的位置进行锁定，消隙齿轮22处于安装位置a＇；
如图12所示，在实现剪切齿轮2的装配之后，将剪切齿轮2与啮合齿轮1进行啮合并放置于发动机内，然后将插接件24拔出，以脱离主齿轮21和消隙齿轮22，消隙齿轮22会在复位件23的恢复作用力下具有从安装位置a＇向初始位置a回转的趋势，但是与剪切齿轮2相互啮合的啮合齿轮1的工作齿11会阻止消隙齿轮22回位，最终使该啮合齿轮1的工作齿11齿面的一侧与主齿轮21的齿面接触，另一侧与消隙齿轮22的齿面接触，此时主齿轮21和消隙齿轮22之间会产生一定的错齿量X，从而消除剪切齿轮2与啮合齿轮1齿轮之间的侧隙，以减少在齿轮传动过程中敲击噪声的产生。
由于在齿轮传动工作过程中容易受热膨胀，导致各个齿轮结构的轮齿齿宽的尺寸变大，此时消隙齿轮22无需相对于主齿轮21回转很大角度，就能够实现与啮合齿轮1的齿面相接触，使得如图12所示的主齿轮21和消隙齿轮22之间的错齿量X减少。因此，在复位件23的复位作用下，可以根据工作中齿轮的受热膨胀量动态调节错齿量，该剪切齿轮2起到了实时消隙的作用。同时，由于消隙齿轮22回转角度较小，啮合齿轮1和消隙齿轮22两者之间相互接触产生的摩擦力较小，以减少啮合齿轮1和剪切齿轮2之间因受热膨胀而卡死的情况。
本实施例还提供了一种齿轮传动系，该齿轮传动系包括上述的齿轮传动结构，用于保证啮合齿轮1间侧隙消除效果，具有可靠性好、使用周期长的优势。
于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
此外，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (10)
1.一种齿轮传动结构，包括相互啮合的啮合齿轮(1)和剪切齿轮(2)，其特征在于，所述剪切齿轮(2)包括：
主齿轮(21)；
消隙齿轮(22)，其套设于所述主齿轮(21)上，且所述消隙齿轮(22)和所述主齿轮(21)的齿数和模数均相同，所述消隙齿轮(22)能够相对于所述主齿轮(21)转动；
复位件(23)，其一端连接于所述消隙齿轮(22)，另一端抵接于所述主齿轮(21)，使所述啮合齿轮(1)中工作齿(11)齿面的两侧分别抵接于所述主齿轮(21)的齿面和所述消隙齿轮(22)的齿面。
2.根据权利要求1所述的齿轮传动结构，其特征在于，在所述主齿轮(21)上设置有第一定位孔(211)，在所述消隙齿轮(22)上设置有第二定位孔(221)，所述第一定位孔(211)和所述第二定位孔(221)错位设置，所述第一定位孔(211)和所述第二定位孔(221)用于插接件(24)选择性穿设，使所述消隙齿轮(22)位于安装位置。
3.根据权利要求1所述的齿轮传动结构，其特征在于，在所述消隙齿轮(22)上设置有中心孔(222)，在所述主齿轮(21)上对应所述中心孔(222)凸设有中心轴(212)，所述中心轴(212)穿设于所述中心孔(222)。
4.根据权利要求3所述的齿轮传动结构，其特征在于，该齿轮传动结构还包括弹性挡圈(25)，在所述中心轴(212)上沿其周向设置有环形凹槽(2121)，所述弹性挡圈(25)设置于所述环形凹槽(2121)内并抵接于所述消隙齿轮(22)的侧面，用于所述消隙齿轮(22)的轴向限位。
5.根据权利要求1所述的齿轮传动结构，其特征在于，所述复位件(23)可拆卸连接于所述消隙齿轮(22)。
6.根据权利要求5所述的齿轮传动结构，其特征在于，所述复位件(23)包括相互连接的安装板(231)和卡爪(232)，所述安装板(231)可拆卸连接于所述消隙齿轮(22)，所述卡爪(232)能够抵接于所述主齿轮(21)。
7.根据权利要求6所述的齿轮传动结构，其特征在于，在所述主齿轮(21)上设置有第一通孔(213)，在所述消隙齿轮(22)上设置有第二通孔(223)，所述第一通孔(213)和所述第二通孔(223)错位设置，所述卡爪(232)能够分别穿设于所述第二通孔(223)和所述第一通孔(213)并抵接于所述第一通孔(213)的内壁。
8.根据权利要求6所述的齿轮传动结构，其特征在于，在所述安装板(231)上设置有安装孔(2311)，在所述消隙齿轮(22)上设置有螺纹孔(224)，螺栓(26)穿设于所述安装孔(2311)和所述螺纹孔(224)。
9.根据权利要求7所述的齿轮传动结构，其特征在于，所述第一通孔(213)、所述第二通孔(223)及所述复位件(23)的数量均为多个，多个所述第一通孔(213)沿所述主齿轮(21)的周向间隔设置，多个所述第二通孔(223)沿所述消隙齿轮(22)的周向间隔设置，每个所述复位件(23)穿设一个所述第一通孔(213)和一个所述第二通孔(223)。
10.一种齿轮传动系，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的齿轮传动结构。
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