CN112555355B - 一种柔性齿轮传动机构 - Google Patents

Abstract

本说明书一个或多个实施例提供一种柔性齿轮传动机构，包括主齿轮，柔性齿轮和主齿轮相互啮合，其中柔性齿轮包括有齿轴、齿环、齿架、柔性连接部，齿轴为中空设计，以套设连接传动转轴，齿环同轴设于齿轴的外圈，齿环外周均匀间隔固定有轮齿，齿架连接支撑于齿轴外侧，以起到支撑连接的作用，柔性连接部连接于齿环和齿架之间，其中径向过渡段沿齿环内侧固定有若干个，周向过渡段固定连接于径向过渡段末端，周向过渡段为沿齿环内侧的同心圆环状设计，且和齿环内侧面之间留有空隙，从而实现高效柔性形变，以实现齿轮直径的自调节变化，以充分释放冲击振动应力或过盈配合形变力，以进一步利于高效、稳固柔性形变传动。

Description

一种柔性齿轮传动机构

技术领域

本说明书一个或多个实施例涉及齿轮传动机构技术领域，尤其涉及一种柔性齿轮传动机构。

背景技术

一般齿轮传动均采用刚性机构，即旋转齿轮零件均为刚性部件，由此要求相啮合齿轮的分度圆为严格相切配合，由此对其加工制造的精度要求以及耐冲击耐磨损的强度要求均较高，以达到相应传动系统的要求，且由冲击振动，卡嗒作响的刚性轮齿传动造成的可闻噪声无疑会带来其工作环境的不舒适，而柔性齿轮和普通刚性齿轮一样，工作时保持其原始形状，而由于其可具有柔性形变能力，从而两个啮合齿轮的分度圆可为过盈配合，受压力时齿轮直径会有调节变化，从而无疑会降低齿轮传动的加工制造精度要求和强度要求，且利于减少噪声，从而设计一种可高效、稳固柔性形变齿轮，以达到稳定传动的传动机构很有必要。

发明内容

有鉴于此，本说明书一个或多个实施例的目的在于提出一种柔性齿轮传动机构，以实现进一步利于高效、稳固柔性形变传动的功能。

基于上述目的，本说明书一个或多个实施例提供了一种柔性齿轮传动机构，包括：

主齿轮；

柔性齿轮，和主齿轮相互啮合，包括：

齿轴，齿轴为中空设计，用以套设连接转轴；

齿环，同轴设于齿轴的外圈，齿环外周均匀间隔固定有轮齿，以和主齿轮相啮合；

齿架，连接支撑于齿轴外侧；

柔性连接部，连接于齿环和齿架之间，柔性连接部包括有径向过渡段和周向过渡段，径向过渡段沿齿环内侧固定有若干个，且延伸方向朝向齿环的内侧径向，周向过渡段固定连接于径向过渡段末端，周向过渡段为沿齿环内侧的同心圆环状设计，且和齿环内侧面之间留有空隙。

优选地，柔性连接部还包括有径向二次过渡段和周向二次过渡段，径向二次过渡段固定于周向过渡段内侧，且延伸方向朝向齿环的内侧径向，周向二次过渡段固定连接于径向二次过渡段末端和相邻的周向过渡段之间，且为沿齿环内侧的同心圆环状设计。

优选地，齿环内侧上设有主凸起部，周向过渡段上相对设有凹陷部，以和主凸起部相匹配。

优选地，周向过渡段朝向齿环的一侧上设有若干个次凸起部，次凸起部还设于凹陷部内侧面上。

优选地，齿架包括有径连接架和环连接架，径连接架沿齿轴外周径向均匀间隔设置有若干个，径连接架头端固定于柔性连接部内侧，环连接架设计为和齿轴同心圆形状，且固定连接于各径连接架上。

优选地，齿轴内设有传动腔，传动腔设计呈未闭合的环状结构，传动腔内依次紧邻设置有若干段滑条，以可贴合传动腔内侧壁滑动，滑条两端侧面设计为倾斜面，且相邻的倾斜面之间形成朝内逐渐收口的间隙，径连接架末端贯穿入传动腔内，并插设于间隙处。

优选地，传动腔的环状缺口处固定有油腔，传动腔两端的滑条贯穿出传动腔，并插设入油腔内，齿轴外侧固定有与齿轴呈同心圆形状的液压缸，油腔和液压缸相连通，且连通处设有溢流阀，柔性齿轮一侧同轴固定有柔性次齿轮，转轴上靠近柔性次齿轮一侧同轴固定有凸缘环，液压缸的活动端固定于凸缘环上，液压缸抵触凸缘环伸出，以可带动柔性次齿轮滑动，并和主齿轮相啮合。

优选地，溢流阀上设有溢流阀报警器。

从上面所述可以看出，本说明书一个或多个实施例提供的一种柔性齿轮传动机构，通过设置主齿轮，柔性齿轮和主齿轮相互啮合，其中柔性齿轮包括有齿轴、齿环、齿架、柔性连接部，齿轴为中空设计，用以套设连接转轴，从而以可传动转轴转动，齿环同轴设于齿轴的外圈，齿环外周均匀间隔固定有轮齿，通过轮齿配合以实现和主齿轮相啮合，齿架连接支撑于齿轴外侧，以起到支撑连接的作用，柔性连接部连接于齿环和齿架之间，其中柔性连接部包括有径向过渡段和周向过渡段，径向过渡段沿齿环内侧固定有若干个，且延伸方向朝向齿环的内侧径向，周向过渡段固定连接于径向过渡段末端，周向过渡段为沿齿环内侧的同心圆环状设计，且和齿环内侧面之间留有空隙，从而柔性齿轮正常工作时可保持其原始形状，而受冲击振动应力或过盈配合时，通过径向过渡段及其连接的多个周向过渡段，一方面起到稳固支撑连接的作用，另一方面可柔性形变，且由于周向过渡段为沿齿环内侧的同心圆环状设计，以和齿环内侧面之间留有环状的空隙，从而以供齿环和柔性连接部以高效柔性形变，以实现齿轮直径的自调节变化，以充分释放冲击振动应力或过盈配合形变力，从而以可降低齿轮传动的加工制造精度要求和强度要求，以及减少刚性冲击振动碰撞带来的噪声，且由于无需较高的强度要求，从而可通过齿架支撑连接，从而相对于普通刚性齿轮，一方面利于减少用材成本，另一方面可进一步提供柔性形变的空间，由此，以实现进一步利于高效、稳固柔性形变传动的功能。

附图说明

为了更清楚地说明本说明书一个或多个实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书一个或多个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为本发明实施例的图1中A处的放大示意图；

图3为本发明实施例的柔性齿轮和柔性次齿轮的结构示意图。

图中：1、主齿轮；2、柔性齿轮；21、齿轴；22、齿环；23、齿架；231、径连接架；232、环连接架；24、柔性连接部；241、径向过渡段；242、周向过渡段；243、径向二次过渡段；244、周向二次过渡段；25、主凸起部；26、凹陷部；27、次凸起部；3、转轴；31、凸缘环；4、传动腔；41、滑条；5、油腔；6、液压缸；7、柔性次齿轮。

具体实施方式

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本公开进一步详细说明。

需要说明的是，除非另外定义，本说明书一个或多个实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本说明书一个或多个实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

一种柔性齿轮传动机构，如图1至图3所示，包括主齿轮1，柔性齿轮2和主齿轮1相互啮合，柔性齿轮2包括有齿轴21、齿环22、齿架23、柔性连接部24，其中，齿轴21为中空设计，用以套设连接转轴3，齿环22同轴设于齿轴21的外圈，齿环22外周均匀间隔固定有轮齿，以和主齿轮1相啮合，齿架23连接支撑于齿轴21外侧，柔性连接部24连接于齿环22和齿架23之间，柔性连接部24包括有径向过渡段241和周向过渡段242，径向过渡段241沿齿环22内侧固定有若干个，且延伸方向朝向齿环22的内侧径向，周向过渡段242固定连接于径向过渡段241末端，周向过渡段242为沿齿环22内侧的同心圆环状设计，且和齿环22内侧面之间留有空隙。

本发明通过设置主齿轮1，柔性齿轮2和主齿轮1相互啮合，其中柔性齿轮2包括有齿轴21、齿环22、齿架23、柔性连接部24，齿轴21为中空设计，用以套设连接转轴3，从而以可传动转轴3转动，齿环22同轴设于齿轴21的外圈，齿环22外周均匀间隔固定有轮齿，通过轮齿配合以实现和主齿轮1相啮合，齿架23连接支撑于齿轴21外侧，以起到支撑连接的作用，柔性连接部24连接于齿环22和齿架23之间，其中柔性连接部24包括有径向过渡段241和周向过渡段242，径向过渡段241沿齿环22内侧固定有若干个，且延伸方向朝向齿环22的内侧径向，周向过渡段242固定连接于径向过渡段241末端，周向过渡段242为沿齿环22内侧的同心圆环状设计，且和齿环22内侧面之间留有空隙，从而柔性齿轮2正常工作时可保持其原始形状，而受冲击振动应力或过盈配合时，通过径向过渡段241及其连接的多个周向过渡段242，一方面起到稳固支撑连接的作用，另一方面可柔性形变，且由于周向过渡段242为沿齿环22内侧的同心圆环状设计，以和齿环22内侧面之间留有环状的空隙，从而以供齿环22和柔性连接部24以高效柔性形变，以实现齿轮直径的自调节变化，以充分释放冲击振动应力或过盈配合形变力，从而以可降低齿轮传动的加工制造精度要求和强度要求，以及减少刚性冲击振动碰撞带来的噪声，且由于无需较高的强度要求，从而可通过齿架23支撑连接，从而相对于普通刚性齿轮，一方面利于减少用材成本，另一方面可进一步提供柔性形变的空间，由此，以实现进一步利于高效、稳固柔性形变传动的功能。

在本发明的实施例中，柔性连接部24还包括有径向二次过渡段243和周向二次过渡段244，径向二次过渡段243固定于周向过渡段242内侧，且延伸方向朝向齿环22的内侧径向，周向二次过渡段244固定连接于径向二次过渡段243末端和相邻的周向过渡段242之间，且为沿齿环22内侧的同心圆环状设计，从而一方面进一步利于齿环22和齿架23之间稳固支撑连接，以利于稳定传动，另一方面进一步利于高效柔性形变的空间和效果，以适应更高的自调节形变需求，和更好的释放冲击振动应力或过盈配合形变力。

在本发明的实施例中，齿环22内侧上设有主凸起部25，周向过渡段242上相对设有凹陷部26，以和主凸起部25相匹配，从而一方面利于更好的释放冲击振动应力或过盈配合形变力，另一方面形变时主凸起部25相应陷入凹陷部26，以利于避免柔性连接部24轴向偏移，从而以利于稳定高效传动。

在本发明的实施例中，周向过渡段242朝向齿环22的一侧上设有若干个次凸起部27，次凸起部27还设于凹陷部26内侧面上，从而柔性连接部24柔性形变时，以可抵触压缩次凸起部27，从而利于避免柔性连接部24轴向偏移，以起到限位作用，且以利于柔性连接部24形变后弹性复位。

在本发明的实施例中，齿架23包括有径连接架231和环连接架232，径连接架231沿齿轴21外周径向均匀间隔设置有若干个，径连接架231头端固定于柔性连接部24内侧，环连接架232设计为和齿轴21同心圆形状，且固定连接于各径连接架231上，从而以起到高效支撑连接作用，且利于减少用材成本以及进一步提供柔性形变的空间。

在本发明的实施例中，齿轴21内设有传动腔4，传动腔4设计呈未闭合的环状结构，传动腔4内依次紧邻设置有若干段滑条41，以可贴合传动腔4内侧壁滑动，滑条41两端侧面设计为倾斜面，且相邻的倾斜面之间形成朝内逐渐收口的间隙，径连接架231末端贯穿入传动腔4内，并插设于间隙处，从而柔性连接部24柔性形变时，以可推动相应的径连接架231沿收口的间隙向内插设，从而以利于进一步提升柔性形变的空间和效果，以更好的释放冲击振动应力或过盈配合形变力，且紧邻的滑条41收合以利于推动柔性连接部24形变后弹性复位。

在本发明的实施例中，传动腔4的环状缺口处固定有油腔5，以存储有液压油，传动腔4环状缺口两端处的滑条41贯穿出传动腔4，并插设入油腔5内，齿轴21外侧固定有与齿轴21呈同心圆形状的液压缸6，油腔5和液压缸6相连通，且连通处设有溢流阀(图中未示出)，柔性齿轮2一侧同轴固定有柔性次齿轮7，转轴3上靠近柔性次齿轮7一侧同轴固定有凸缘环31，液压缸6的活动端固定于凸缘环31上，从而正常使用时，柔性齿轮2和主齿轮1相啮合，并带动转轴3同步传动，而柔性连接部24柔性变形幅度过大或长时间使用后产生弹性疲劳无法复位时，由于径连接架231插设入滑条41间隙，以致滑条41滑动分散，以带动两端的滑条41插设入油腔5内过深，由于溢流阀本身特性，从而压缩的液压油经由溢流阀释放，以冲入液压缸6内，以带动液压缸6的活动端抵触凸缘环31伸出，从而带动柔性齿轮2和柔性次齿轮7沿转轴3轴向一并滑动，以使柔性齿轮2脱离退出啮合，而柔性次齿轮7滑动并迅速和主齿轮1重新啮合，从而在原柔性齿轮2出现柔性变形异常时，以可自触发迅速替换啮合新的柔性次齿轮7，以保证传动机构的临时过渡运转，以避免柔性齿轮2形变破损后碎片飞溅，且避免传动机构的突然制动带来的不良后果。

在本发明的实施例中，溢流阀上设有溢流阀报警器，溢流阀溢流产生的水流可触发溢流阀报警器报警，以提示操作人员及时维护处理。

在本发明公开的一种柔性齿轮传动机构中，使用时，通过柔性齿轮2和主齿轮1相互啮合，其中柔性齿轮2包括有齿轴21、齿环22、齿架23、柔性连接部24，齿轴21为中空设计，以套设连接传动转轴3，齿环22同轴设于齿轴21的外圈，齿环22外周均匀间隔固定有轮齿，齿架23连接支撑于齿轴21外侧，以起到支撑连接的作用，柔性连接部24连接于齿环22和齿架23之间，其中径向过渡段241沿齿环22内侧固定有若干个，周向过渡段242固定连接于径向过渡段241末端，周向过渡段242为沿齿环22内侧的同心圆环状设计，且和齿环22内侧面之间留有空隙，从而实现高效柔性形变，以实现齿轮直径的自调节变化，以充分释放冲击振动应力或过盈配合形变力，以进一步利于高效、稳固柔性形变传动，其中，柔性连接部24还包括有径向二次过渡段243和周向二次过渡段244，齿环22内侧上设有主凸起部25，周向过渡段242上相对设有凹陷部26，周向过渡段242朝向齿环22的一侧上设有若干个次凸起部27，次凸起部27还设于凹陷部26内侧面上，齿架23包括有径连接架231和环连接架232，齿轴21内设有传动腔4，传动腔4内依次紧邻设置有若干段滑条41，滑条41两端侧面设计为倾斜面，且相邻的倾斜面之间形成朝内逐渐收口的间隙，径连接架231末端贯穿入传动腔4内，并插设于间隙处，传动腔4的环状缺口处固定有油腔5，传动腔4环状缺口两端处的滑条41贯穿出传动腔4，并插设入油腔5内，油腔5和液压缸6相连通，从而柔性连接部24柔性变形幅度过大或长时间使用后产生弹性疲劳无法复位时，以带动两端的滑条41插设入油腔5内过深，以经由溢流阀释放触发液压缸6伸出，以带动柔性次齿轮7滑动啮合，溢流阀上设有溢流阀报警器，以提示操作人员及时维护处理。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本公开的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本说明书一个或多个实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。

本说明书一个或多个实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本说明书一个或多个实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种柔性齿轮传动机构，其特征在于，包括：

主齿轮；

柔性齿轮，和所述主齿轮相互啮合，包括：

齿轴，所述齿轴为中空设计，用以套设连接转轴；

齿环，同轴设于所述齿轴的外圈，所述齿环外周均匀间隔固定有轮齿，以和所述主齿轮相啮合；

齿架，连接支撑于所述齿轴外侧；

柔性连接部，连接于所述齿环和所述齿架之间，所述柔性连接部包括有径向过渡段和周向过渡段，所述径向过渡段沿所述齿环内侧固定有若干个，且延伸方向朝向所述齿环的内侧径向，所述周向过渡段固定连接于所述径向过渡段末端，所述周向过渡段为沿所述齿环内侧的同心圆环状设计，且和所述齿环内侧面之间留有空隙；

所述齿架包括有径连接架和环连接架，所述径连接架沿所述齿轴外周径向均匀间隔设置有若干个，所述径连接架头端固定于所述柔性连接部内侧，所述环连接架设计为和所述齿轴同心圆形状，且固定连接于各所述径连接架上；

所述齿轴内设有传动腔，所述传动腔设计呈未闭合的环状结构，所述传动腔内依次紧邻设置有若干段滑条，以可贴合所述传动腔内侧壁滑动，所述滑条两端侧面设计为倾斜面，且相邻的所述倾斜面之间形成朝内逐渐收口的间隙，所述径连接架末端贯穿入所述传动腔内，并插设于所述间隙处；

所述传动腔的环状缺口处固定有油腔，所述传动腔两端的所述滑条贯穿出所述传动腔，并插设入所述油腔内，所述齿轴外侧固定有与所述齿轴呈同心圆形状的液压缸，所述油腔和所述液压缸相连通，且连通处设有溢流阀，所述柔性齿轮一侧同轴固定有柔性次齿轮，所述转轴上靠近所述柔性次齿轮一侧同轴固定有凸缘环，所述液压缸的活动端固定于所述凸缘环上，所述液压缸抵触所述凸缘环伸出，以可带动所述柔性次齿轮滑动，并和所述主齿轮相啮合。

2.根据权利要求1所述的一种柔性齿轮传动机构，其特征在于，所述柔性连接部还包括有径向二次过渡段和周向二次过渡段，所述径向二次过渡段固定于所述周向过渡段内侧，且延伸方向朝向所述齿环的内侧径向，所述周向二次过渡段固定连接于所述径向二次过渡段末端和相邻的所述周向过渡段之间，且为沿所述齿环内侧的同心圆环状设计。

3.根据权利要求1所述的一种柔性齿轮传动机构，其特征在于，所述齿环内侧上设有主凸起部，所述周向过渡段上相对设有凹陷部，以和所述主凸起部相匹配。

4.根据权利要求3所述的一种柔性齿轮传动机构，其特征在于，所述周向过渡段朝向所述齿环的一侧上设有若干个次凸起部。

5.根据权利要求4所述的一种柔性齿轮传动机构，其特征在于，所述次凸起部设于所述凹陷部内侧面上。

6.根据权利要求1所述的一种柔性齿轮传动机构，其特征在于，所述溢流阀上设有溢流阀报警器。

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