CN110513441A - 用于绣花机绣框的驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于绣花机绣框的驱动装置，包括由联轴器固定连接的驱动电机以及输入轴，并且上述输入轴固定有传动齿轮；还包括至少一个固定有传动齿轮的传动轴，上述传动轴具有均与上一级的传动齿轮啮合的第一消隙齿轮、第二消隙齿轮，上述第一消隙齿轮的轮齿的正齿面/反齿面、上述第二消隙齿轮的轮齿的反齿面/正齿面始终与传动齿轮的轮齿的反齿面/正齿面、正齿面/反齿面紧密接触，最后一级的传动轴为输出轴。本发明的有益效果在于，消除了传动齿轮齿隙，实现了高频率往复精准传动的技术目的。

Description

用于绣花机绣框的驱动装置

技术领域

本发明涉及一种使用齿轮传动的驱动装置，尤其是用于绣花机绣框的驱动装置。

背景技术

绣花机的绣框，其驱动模式是一种往复运动模式，传统的该往复运动模式采用皮带传动，如现有技术中CN201420139610.5公开了一种新型绣花机绣框驱动结构，包括设置在绣花机台板上的导轨、设置在导轨上的皮带、设置在皮带上的小车、设置在小车上的驱动块和设置在导轨一端的驱动电机，所述小车上设有压块将小车压紧在皮带上。由于绣花机的绣框其移动定位的精准度要求较高，而皮带由于其具有张紧的特性，定位时不存在间隙差，因此现有技术使用皮带作为传动机构，而皮带传动存在着以下缺陷：现有绣花机的绣框，其使用的皮带其传动比例一般在1:3-1:4，由于空间以及皮带在皮带轮的包裹性因素限制，因此传动比例不能超过1:4，若使用皮带配置二级甚至三级传动后，会出现阻尼较大，动能损耗较大的问题。另外，皮带传动存在一定的弹性且拉力随着时间的延长会不断衰竭，造成精度和寿命不得下降的突出问题。

绣花机的绣框运动，是一个频率非常高的往复运动，其响应要求比较高，这种模式的运动比较适合齿轮传动，使用齿轮传动可以实现在较好动力输出的情况下传动比例大于1:4，甚至可以实现传动比例大于1:7。然而齿轮传动有一个缺陷即齿轮的啮合存在间隙，会使得绣框的最终定位存在不精准以及小幅度晃动的情况，现有技术CN201420055145.7公开了一种绣花机伺服驱动无齿隙齿轮传动箱，其将齿轮应用在了绣花机的传动，通过第一被动齿轮和第二被动齿轮旁边设有四个调整块来消除齿轮间隙，而这种消除齿轮间隙的方式比较简单，第一被动齿轮和第二被动齿轮与传动轴三者的结构稳定性较差，长时间使用容易出现局部损伤甚至损坏的问题。而对于齿轮消除间隙，如现有技术CN201711133627.4公开了用于中心距固定的齿轮传动的齿隙消除机构及其消除方法，其通过设置有一组正向齿隙消除组件、一组反向齿隙消除组件、一个调整销，调整正向齿隙消除组件和反向齿隙消除组件的相对角度。其通过调节主动轴与从动轴分别设置的两个正向啮合、逆向啮合的齿轮来消除齿隙。这种结构模式存在着单向啮合稳定性较差，同轴齿轮结构关联度较低的问题，并且消除齿隙更强调于通过调整，而非结构本身。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种用于绣花机绣框的驱动装置，消除了传动齿轮齿隙，实现了高频率往复精准传动的技术目的。

本发明是通过以下技术方案来实现的。

一种用于绣花机绣框的驱动装置，包括由联轴器固定连接的驱动电机以及输入轴，并且上述输入轴固定有传动齿轮；

还包括至少一个固定有传动齿轮的传动轴，上述传动轴具有均与上一级的传动齿轮啮合的第一消隙齿轮、第二消隙齿轮，上述第一消隙齿轮的轮齿的正齿面/反齿面、上述第二消隙齿轮的轮齿的反齿面/正齿面始终与传动齿轮的轮齿的反齿面/正齿面、正齿面/反齿面紧密接触，最后一级的传动轴为输出轴。

本驱动装置的传动构架，其核心原理是通过设置相互轮齿交错的第一消隙齿轮、第二消隙齿轮，使其两者的轮齿分别与传动齿轮的轮齿的正反齿面紧密贴合，一方面消除了传动齿轮的齿隙，使得绣框的高频往复传动落位精准，提高了绣花的精确度以及绣花品质，另一方面消除齿隙避免了齿轮之间咬合时轮齿之间高频的碰撞所导致的轮齿损伤，减少发出的碰撞声响，再一方面减少了动能的损耗，提高了能耗利用率。

进一步地，上述第一消隙齿轮与上述传动轴固定，上述第二消隙齿轮与上述传动轴固定或与上述第一消隙齿轮固定。

第一消隙齿轮、第二消隙齿轮以及传动轴之间的结构设置，尤其是连接结构设置是影响传动稳定性以及精确性的重要因素，以第一消隙齿轮与传动轴相互固定构建了最为基础的结构构架，而第二消隙齿轮的固定方式，若是与传动轴固定，提供了一种较为简便的固定方式，便于简化第二消隙齿轮的结构以及便于安装固定，若是与第一消隙齿轮固定，相比前者第二消隙齿轮与传动轴之间的作用力，其作用力将分散在于第一消隙齿轮的固定点上，这种分散作用力的设置可以有效避免第二消隙齿轮在传动轴的打滑现象，另外，因两个齿轮侧面连接在一起，可以提高齿轮的轴向刚度，有效防止齿轮的晃动。

进一步地，上述第一消隙齿轮与传动轴一体化设置。

这种一体化设置使得第一消隙齿轮与传动轴的结构稳定性较强，精度高。

进一步地，上述第一消隙齿轮或上述第二消隙齿轮的端面具有共同套于上述传动轴的抱紧箍，上述抱紧箍具有沿径向的缝隙，设置有两端均位于抱紧箍侧壁的通孔，并且上述通孔由上述缝隙分隔为两段，上述通孔用于装配固紧件夹紧抱紧箍。

通过抱紧箍的设置，一方面使得第一消隙齿轮或第一消隙齿轮的结构稳定性得到提高，另一方面使得与传动轴的接触面也随之得到扩大，并且通过在通孔装配固紧件可以调节第一消隙齿轮或第二消隙齿轮在传动轴的夹紧力度，使用较为灵活。

进一步地，上述第一消隙齿轮、上述第二消隙齿轮分别设置有多个平行于传动轴的第一固定孔、第二固定孔，上述第一固定孔与上述第二固定孔一一对应，并且均设置固定螺栓固定连接。

这种通过设置第一固定孔与第二固定孔，并使用固定螺栓的方式，能够使得第一消隙齿轮与第二消隙齿轮进行较为稳固的固定连接，并且第二消隙齿轮与第一消隙齿轮之间的固定点是均匀分散的，从而使得作用力并非集中在单一点，可避免局部打滑甚至损伤的现象。

进一步地，第一消隙齿轮与第二消隙齿轮之间安插设置有偏心销，偏心销位于第一消隙齿轮的部分或者位于第二消隙齿轮的部分的中轴线非相同直线。

设置偏心销，可以在将第二消隙齿轮与第一消隙齿轮相固定时即可调节第一消隙齿轮与第二消隙齿轮之间的错位角度，从而使得消除齿隙，而至于偏心销的偏心部分是位于第一消隙齿轮还是第二消隙齿轮都是可行的，对结构与固定并不会造成影响。

进一步地，上述第一消隙齿轮与上述第二消隙齿轮的同朝向的端面各自设置有第一固定件、第二固定件，并且第二固定件或第一固定件穿过上述第一消隙齿轮或上述第二消隙齿轮，上述第一固定件或上述第二固定件具有固紧件，上述固紧件与上述第二固定件或第一固定件紧密接触或固定连接。

无论第二消隙齿轮的固定对象是传动轴还是第一消隙齿轮，通过设置第一固定件、第二固定件以及固紧件，都可加强第一消隙齿轮与第二消隙齿轮之间的连接稳定性，固紧件若是紧密接触或固定连接即以抵住或拉住的方式确保了第一消隙齿轮与第二消隙齿轮的错位角度不会发生变化。

进一步地，还包括有箱体，上述输入轴、上述传动轴、上述输出轴均设置在上述箱体内。

进一步地，上述箱体由两个壳体拼接固定而成。

箱体是收容输入轴、传动轴、输出轴以及装配的各个齿轮的框架部件，由于第一消隙齿轮、第二消隙齿轮与传动轴的装配安装需要空间，因此，箱体必须是由壳体拼接的，这样就使得传动轴、输出轴的齿轮装配具有空间余地。

本发明的有益效果：

使用齿轮传动替代了传统技术的皮带传动，解决了皮带的传动比例过小，在增大传动比例的情况下有着强劲动力以及低损耗的优点，并且通过第一消隙齿轮、第二消隙齿轮的错位设置解决了齿轮传动存在的齿隙问题，使得绣框的高频往复移动满足了定位精准的要求，整个装置结构设计合理，使用效果较佳。

附图说明

图1为实施案例1用于绣花机绣框的驱动装置的立体示意图；

图2为实施案例1去除一个壳体后的立体示意图；

图3为实施案例2用于绣花机绣框的驱动装置的立体示意图；

图4为实施案例2去除一个壳体后的立体示意图；

图5为实施案例3第一消隙齿轮、第二消隙齿轮与传动齿轮的啮合示意图；

图6为实施案例4第一消隙齿轮与第二消隙齿轮的立体示意图；

图7为实施案例4第一消隙齿轮与第二消隙齿轮的右视图；

图8为实施案例4第一消隙齿轮与第二消隙齿轮的剖视示意图；

图9为实施案例5第一消隙齿轮与第二消隙齿轮的立体示意图；

图10为实施案例5抱紧箍的结构示意图；

图11为实施案例6第一消隙齿轮与第二消隙齿轮的立体示意图；

图12为实施案例7第一消隙齿轮与第二消隙齿轮的立体示意图；

图13为实施案例7第一消隙齿轮与第二消隙齿轮的剖视示意图。

图中：

驱动电机1、联轴器2、箱体3、壳体31a、壳体32a、壳体31b、壳体32b、轴承401、第一消隙齿轮41、轮齿41-a、第一固定孔411、第一固定件412、固紧件4120、第二消隙齿轮42、轮齿42-a、第二固定孔421、固定螺栓4210、偏心销4220、第二固定件422、传动齿轮43、轮齿43-a、齿槽43-b、输入轴44、传动轴45、输出轴46、抱紧箍5、缝隙51、通孔52。

具体实施方式

下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

实施案例1：

参照图1、图2，用于绣花机绣框的驱动装置，其包括驱动电机1、联轴器2、箱体3以及箱体3内设置的部件。

箱体3的内部为传动机构，在本实施案例中，其传动为二级传动，箱体3的内部部件包括：输入轴44、传动轴45、输出轴46。对于输入轴44，其一端与位于箱体3外的联轴器2固定连接，联轴器2的另一端与驱动电机1的机轴固定连接，输入轴44位于箱体3的两端均设置有轴承401，输入轴44固定有传动齿轮43。传动轴45的两端分别通过轴承401连接在箱体3，传动轴具有第一消隙齿轮41、第二消隙齿轮42、传动齿轮43。

对于第一消隙齿轮41、第二消隙齿轮42，两者共同啮合输入轴43的传动齿轮，为了便于表述，在本实施案例以及之后的实施案例中，以图2为视角方向，位于左侧的为第一消隙齿轮41，位于右侧的为第二消隙齿轮42。另外，第一消隙齿轮41、第二消隙齿轮42的左右关系并非本申请的所有实施案例限定，左右位置可以互换。

输出轴46，其两端分别通过轴承401连接在箱体3，并且，输出轴46的两端均穿出箱体3，输出轴46具有第一消隙齿轮41、第二消隙齿轮42，这两者啮合传动轴45的传动齿轮。

箱体3是由壳体31a与壳体32a拼接而成的，壳体31a与壳体32a构成的拼接面为竖直平面，该拼接面平行于传动轴45以及输出轴46，并且该拼接面恰好通过输入轴44、传动轴45以及输出轴46。

壳体31a与壳体32a的拼接面选择主要是考虑传动轴45、输出轴46在固定安装第一消隙齿轮41、第二消隙齿轮42时需要一定的空间要求，因此总体原则是必须给予第一消隙齿轮41、第二消隙齿轮42的装配空间。

实际上，拼接面并非必须严格平行于传动轴45以及输出轴46，稍有偏斜角度也是满足第一消隙齿轮41、第二消隙齿轮42装配空间的，同样地，壳体31a与壳体32a的拼接也并非必须构成平整的拼接面，拼接处可以采用阶梯状或锯齿状的，这样衍生出的拼接方案也就较为繁多，在此不再累述。

实施案例2：

参照图3、图4，与实施案例1的区别在于箱体3的壳体31b与壳体32b的拼接方式，其余与实施案例1均相同。

在实施案例2中，壳体31b与壳体32b的拼接面为竖直面，并且该拼接面垂直于传动轴45以及输出轴46。与实施案例1相同的是，拼接面并非必须严格垂直于传动轴45以及输出轴46，稍有偏斜角度也是满足第一消隙齿轮41、第二消隙齿轮42装配空间的，同样地，壳体31b与壳体32b的拼接也并非必须构成平整的拼接面，拼接处可以采用阶梯状或锯齿状的，这样衍生出的拼接方案也就较为繁多，在此不再累述。

实施案例3：

参照图5，以图5中向上的方向为正向，向下的方向为反向，第一消隙齿轮41的轮齿41-a与第二消隙齿轮42的轮齿42-a相互错开，在啮合时，第一消隙齿轮41的轮齿41-a位于传动齿轮43的齿槽43-b中，并且其正齿面41-c1与传动齿轮43的轮齿43a的反齿面43-c2紧密接触，第二消隙齿轮42的轮齿42-a位于传动齿轮43的齿槽43-b中，并且其反齿面42-c2与传动齿轮43的轮齿43-a的正齿面43-c1紧密接触。

同样地，第一消隙齿轮41、第二消隙齿轮42与传动齿轮43的关系互换亦可，即轮齿41-a的反齿面41-c2与轮齿43a的正齿面43-c1紧密接触，轮齿42-a的正齿面42-c1与轮齿43-a的反齿面43-c2紧密接触。

实施案例4：

传动轴45、输出轴46的第一消隙齿轮41、第二消隙齿轮42的结构完全相同，仅仅是尺寸有区别，因此关于第一消隙齿轮41、第二消隙齿轮42的结构均使用输出轴46的进行说明，传动轴45的与之完全相同不再累述，参照图6-图8，第一消隙齿轮41与输出轴46一体化设置，在生产时仅需将第一消隙齿轮41与传动轴46一体设置模具即可。

第二消隙齿轮42套于输出轴46并且与第一消隙齿轮41相互固定，在第一消隙齿轮41设置有六个第一固定孔411，第二消隙齿轮42设置有六个第二固定孔421，第一固定孔411与第二固定孔421一一对应，第一固定孔411与第二固定孔421均平行于输出轴46，并且关于输出轴46对称设置，设置有固定螺栓4210由第二固定孔421插入并伸至第一固定孔411，完成第一消隙齿轮41与第二消隙齿轮42的固定连接。

第一消隙齿轮41的左端面设置有第一固定件412，第二消隙齿轮42的左端面设置有第二固定件422，第一固定件412与第二固定件422相互平行，第二固定件422穿过第一消隙齿轮41，在第一固定件412处设置有固紧件4120，固紧件4120与第二固定件422紧密接触或者固定连接。第一固定件412与第二固定件422以及固紧件4120的设置主要是为了加强第一消隙齿轮41与第二消隙齿轮42之间的结构稳定性，以确保第一消隙齿轮41与第二消隙齿轮42之间齿轮的错位角度保持不变。因此显而易见的，第一固定件412与第二固定件422设置在第一消隙齿轮41与第二消隙齿轮42的右端面的效果也是相近的。但是，依照本实施案例，将第一固定件412与第二固定件422设置在左端面，那么第一固定件412与第二固定件422通过固紧件4120的作用点即位于第一消隙齿轮41靠近左端面处，而第一消隙齿轮41与第二消隙齿轮42之间通过固定螺栓4210的作用力靠近右端面处，这样作用力的分布就会比较均匀而非集中在右端面处，有利于第一消隙齿轮41与输出轴46的结构稳定性。对于固紧件4120，也可以为第二固定件422的组成部分而与第一固定件412紧密接触。

实施案例5：

参照图9-图10，第一消隙齿轮41与输出轴46一体化设置，与实施案例4相同。

第二消隙齿轮42背向第一消隙齿轮41的端面具共同套于输出轴46的抱紧箍5，抱紧箍5可以与第二消隙齿轮42一体化设置，也可以固定在其端面，抱紧箍5具有沿径向的缝隙51，设置有两端均位于抱紧箍5侧壁的通孔52，并且通孔52由缝隙51分隔为两段，通孔用于装配固紧件夹紧抱紧箍，通常可使用螺杆与螺帽进行固定连接，也可以使用其他的固定方式进行固定连接。

第一消隙齿轮41的第一固定件与第二消隙齿轮42的第二固定件与实施案例4相同。

实施案例6：

参照图11，第一消隙齿轮41、第二消隙齿轮42的端面均具套于输出轴46的抱紧箍5，抱紧箍5的结构与实施案例5相同。

实施案例7：

参照图12、图13，第一消隙齿轮41与输出轴46一体化设置，第二消隙齿轮42通过固定螺栓与第一消隙齿轮41固定，与实施案例4相同，与实施案例4不同的是，本实施案例并没有设置第一固定件与第二固定件，而是在第一消隙齿轮41与第二消隙齿轮42安插设置有偏心销4220，使用偏心销4220可以在将第二消隙齿轮42固定安装在第一消隙齿轮41时即可调节轮齿错开，同时若长时间使用后又出现齿隙时亦可通过偏心销4220消除齿隙。对于偏心销4220而言，其位于第一消隙齿轮41的部分4221与位于第二消隙齿轮42的部分4222，只要其中之一为偏心部分即可。

实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种用于绣花机绣框的驱动装置，其特征在于，包括由联轴器（2）固定连接的驱动电机（1）以及输入轴（44），并且所述输入轴（44）固定有传动齿轮（43）；

还包括至少一个固定有传动齿轮（43）的传动轴（45），所述传动轴（45）具有均与上一级的传动齿轮（43）啮合的第一消隙齿轮（41）、第二消隙齿轮（42），所述第一消隙齿轮（41）的轮齿（41-a）的正齿面（41-c1）/反齿面（41-c2）、所述第二消隙齿轮（42）的轮齿（42-a）的反齿面（42-c2）/正齿面（42-c1）始终与传动齿轮（43）的轮齿（43-a）的反齿面（43-c2）/正齿面（43-c1）、正齿面（43-c1）/反齿面（43-c2）紧密接触，最后一级的传动轴（45）为输出轴（46）。

2.根据权利要求1所述的用于绣花机绣框的驱动装置，其特征在于，所述第一消隙齿轮（41）与所述传动轴（45）固定，所述第二消隙齿轮（42）与所述传动轴（45）固定或与所述第一消隙齿轮（41）固定。

3.根据权利要求2所述的用于绣花机绣框的驱动装置，其特征在于，所述第一消隙齿轮（41）与传动轴（45）一体化设置。

4.根据权利要求2所述的用于绣花机绣框的驱动装置，其特征在于，所述第一消隙齿轮（41）或所述第二消隙齿轮（42）的端面具有共同套于所述传动轴（45）的抱紧箍（5），所述抱紧箍（5）具有沿径向的缝隙（51），设置有两端均位于抱紧箍（5）侧壁的通孔（52），并且所述通孔（52）由所述缝隙（51）分隔为两段，所述通孔（52）用于装配固紧件夹紧抱紧箍（5）。

5.根据权利要求2所述的用于绣花机绣框的驱动装置，其特征在于，所述第一消隙齿轮（41）、所述第二消隙齿轮（42）分别设置有多个平行于传动轴（45）的第一固定孔（411）、第二固定孔（421），所述第一固定孔（411）与所述第二固定孔（421）一一对应，并且均设置固定螺栓（4210）固定连接。

6.根据权利要求5所述的用于绣花机绣框的驱动装置，其特征在于，所述第一消隙齿轮（41）与所述第二消隙齿轮（42）之间安插设置有偏心销（4220），所述偏心销（4220）位于所述第一消隙齿轮（41）的部分（4221）或者位于所述第二消隙齿轮（42）的部分（4222）的中轴线非相同直线。

7.根据权利要求2所述的用于绣花机绣框的驱动装置，其特征在于，所述第一消隙齿轮（41）与所述第二消隙齿轮（42）的同朝向的端面各自设置有第一固定件（412）、第二固定件（422），并且第二固定件（422）或第一固定件（412）穿过所述第一消隙齿轮（41）或所述第二消隙齿轮（42），所述第一固定件（412）或所述第二固定件（422）具有固紧件（4120），所述固紧件（4120）与所述第二固定件（422）或第一固定件（412）紧密接触或固定连接。

8.根据权利要求1-7任一项所述的用于绣花机绣框的驱动装置，其特征在于，还包括有箱体（3），所述输入轴（44）、所述传动轴（45）、所述输出轴（46）均设置在所述箱体（3）内。

9.根据权利要求8所述的用于绣花机绣框的驱动装置，其特征在于，所述箱体（3）由两个壳体拼接固定而成。