CN114198461A - 一种径向齿轮消隙结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种径向齿轮消隙结构，包括两个大齿轮和两组小齿轮系结构，小齿轮系结构包括小齿轮、弹性杠杆、铰接轴、齿轮架和调节螺钉，齿轮架和弹性杠杆分别与铰接轴铰接，齿轮架上铰接有小齿轮，两个小齿轮相互啮合并分别与大齿轮啮合，两个弹性杠杆分别与齿轮架相互咬合，齿轮架与弹性杠杆之间设有用于调整小齿轮与大齿轮间隙的调节螺钉。本发明公开的径向齿轮消隙结构，能够对齿轮径向位置进行调节，从而实现对齿轮啮合精度的控制；并利用弹性杠杆相互咬合产生内力作用，防止齿轮在反向力作用下发生过度压紧造成齿面疲劳损伤；并借助杠杆的弹性作用消除齿面跳动带来的啮合卡死问题，保证了齿轮啮合的精密性并提高齿轮传动的准确性和稳定性。

Description

一种径向齿轮消隙结构
技术领域
本发明涉及齿轮消隙技术领域，尤其是一种径向齿轮消隙结构。
背景技术
齿轮传动作为机械传动的一种重要方式，而齿轮又是整个传动系统的核心零部件，齿轮啮合的精密性，直接影响着齿轮传动系统的准确性和稳定性，齿轮啮合精度丧失会导致整个齿轮传动系统传动比偏差、系统运转噪音大等问题，因此如何消除啮合间隙，保证齿轮啮合的精密性进而提高齿轮传动系统准确性和稳定性是亟待解决的问题。
发明内容
本发明针对以上问题提出了一种径向齿轮消隙结构。
本发明采用的技术手段如下：
一种径向齿轮消隙结构，包括第一大齿轮、第二大齿轮、第一小齿轮、第二小齿轮、第一铰接轴、第二铰接轴、第一弹性杠杆、第二弹性杠杆、第一间隙调整机构、第二间隙调整机构、第一齿轮架以及第二齿轮架；
所述第一大齿轮和所述第二大齿轮相对设置在齿轮轴上；
所述第一齿轮架一端与所述第一铰接轴铰接，另一端铰接有所述第一小齿轮，所述第二齿轮架一端与所述第二铰接轴铰接，另一端铰接有所述第二小齿轮，所述第一小齿轮与所述第二小齿轮啮合，且所述第一小齿轮与所述第一大齿轮啮合，所述第二小齿轮与所述第二大齿轮啮合；
所述第一齿轮架一侧设有所述第一弹性杠杆，所述第一弹性杠杆一端与所述第一铰接轴铰接，另一端置于所述第二齿轮架朝向第二大齿轮的一侧且与所述第二齿轮架抵接，所述第二齿轮架一侧设有所述第二弹性杠杆，所述第二弹性杠杆一端与所述第二铰接轴铰接，另一端置于所述第一齿轮架朝向第一大齿轮的一侧且与所述第一齿轮架抵接，所述第一弹性杠杆和所述第二弹性杠杆位于所述第一齿轮架的不同侧；
所述第一齿轮架与所述第一弹性杠杆之间设有用于调整所述第一小齿轮与所述第一大齿轮间隙的所述第一间隙调整机构，所述第二齿轮架与所述第二弹性杠杆之间设有用于调整所述第二小齿轮与所述第二大齿轮间隙的所述第二间隙调整机构。
进一步地，所述第一弹性杠杆和所述第二弹性杠杆的结构相同，包括用于与铰接轴铰接的杠杆铰接部、用于与齿轮架抵接的杠杆咬合部以及用于连接所述杠杆铰接部和所述杠杆咬合部的杠杆连接部，所述杠杆连接部弯曲形成用于容纳小齿轮轴的凹槽。
进一步地，所述杠杆连接部的弯折部的变截面结构。
进一步地，所述第一间隙调整机构和所述第二间隙调整机构的结构相同，包括调整螺钉，所述调整螺钉设置在弹性杠杆上且一端与齿轮架抵接。
进一步地，所述杠杆咬合部与齿轮架抵接的作用点与铰接轴的距离和调整螺钉与齿轮架抵接的作用点与铰接轴的距离相等。
进一步地，所述第一齿轮架与所述第二齿轮架结构相同，包括用于与铰接轴连接的齿轮架铰接部和用于安装小齿轮的齿轮固定部，所述齿轮固定部上设有两个固定耳，小齿轮通过轴承安装在两个所述固定耳之间。
进一步地，所述杠杆连接部上设有调整螺钉安装凸起，所述固定耳上加工有螺钉抵接槽，所述调整螺钉安装在所述调整螺钉安装凸起上且一端与所述螺钉抵接槽抵接。
与现有技术比较，本发明公开的径向齿轮消隙结构具有以下有益效果：由于设置有间隙调整机构，通过间隙调整机构能够调整弹性杠杆与齿轮架的相对位置，对齿轮径向位置进行调节，从而实现对齿轮啮合精度的控制；同时，利用弹性杠杆相互咬合产生的内力作用，防止齿轮在反向力作用下发生过度压紧造成齿面疲劳损伤；并借助杠杆的弹性作用消除齿面跳动带来的啮合卡死问题，消除啮合间隙，保证了齿轮啮合的精密性进而提高齿轮传动系统准确性和稳定性。
附图说明
图1为本发明公开的径向齿轮消隙结构的结构图；
图2为本发明公开的弹性杠杆的结构图；
图3为本发明公开的齿轮架的结构图；
图4为本发明公开的弹性杠杆的受力分析图。
图中：10、第一大齿轮，11、第二大齿轮，20、第一小齿轮，21、第二小齿轮，30、第一铰接轴，31、第二铰接轴，40、第一弹性杠杆，41、第二弹性杠杆，42、杠杆铰接部，43、杠杆咬合部，44、杠杆连接部，45、调整螺钉安装凸起，46、容纳小齿轮轴的凹槽，50、第一齿轮架，51、第二齿轮架，52、齿轮架铰接部，53、齿轮固定部，54、固定耳，55、螺钉抵接槽，56、轴承孔，6、调整螺钉，7、轴承。
具体实施方式
如图1所示为本发明公开的径向齿轮消隙结构，包括第一大齿轮10、第二大齿轮11、第一小齿轮20、第二小齿轮21、第一铰接轴30、第二铰接轴31、第一弹性杠杆40、第二弹性杠杆41、第一间隙调整机构、第二间隙调整机构、第一齿轮架50以及第二齿轮架51；
所述第一大齿轮10和所述第二大齿轮11相对设置在齿轮轴上，图中齿轮轴未示出，第一大齿轮10和所述第二大齿轮11分别通过轴承安装在齿轮轴上；
所述第一齿轮架50一端与所述第一铰接轴30铰接，另一端铰接有所述第一小齿轮20，所述第二齿轮架51一端与所述第二铰接轴31铰接，另一端铰接有所述第二小齿轮21，所述第一小齿轮20与所述第二小齿轮21啮合，且所述第一小齿轮20与所述第一大齿轮10啮合，所述第二小齿轮21与所述第二大齿轮11啮合，具体地，在本实施例中，如图3所示，所述第一齿轮架50与所述第二齿轮架51结构相同，包括用于与铰接轴连接的齿轮架铰接部52和用于安装小齿轮的齿轮固定部53，所述齿轮固定部53上设有两个固定耳54，固定耳上设置有轴承孔56，小齿轮的齿轮轴两端通过轴承孔56内的轴承安装在两个所述固定耳54之间，齿轮架通过铰接轴与机壳连接，通过其中一个小齿轮的输入可以驱动另一个小齿轮和两个大齿轮的转动；
所述第一齿轮架50一侧设有所述第一弹性杠杆40，所述第一弹性杠杆40一端与所述第一铰接轴30铰接，另一端置于所述第二齿轮架51朝向第二大齿轮11的一侧且与所述第二齿轮架51朝向大齿轮的一侧抵接，所述第二齿轮架51一侧设有所述第二弹性杠杆41，所述第二弹性杠杆41一端与所述第二铰接轴31铰接，另一端置于所述第一齿轮架50朝向第一大齿轮10的一侧且与所述第一齿轮架50朝向大齿轮的一侧抵接，所述第一弹性杠杆40和所述第二弹性杠杆41位于所述第一齿轮架的不同侧，在本实施中，如图2所示，所述第一弹性杠杆和所述第二弹性杠杆的结构相同，包括用于与铰接轴铰接的杠杆铰接部42、用于与齿轮架抵接的杠杆咬合部43以及用于连接所述杠杆铰接部42和所述杠杆咬合部43的杠杆连接部44，所述杠杆连接部44弯曲形成用于容纳小齿轮轴的凹槽46；
所述第一齿轮架50与所述第一弹性杠杆40之间设有用于调整所述第一小齿轮20与所述第一大齿轮10间隙的所述第一间隙调整机构，所述第二齿轮架51与所述第二弹性杠杆41之间设有用于调整所述第二小齿轮21与所述第二大齿轮11间隙的所述第二间隙调整机构。
本发明公开的径向齿轮消隙结构由于弹性杠杆与齿轮架通过共用一根铰接轴实现铰接，并通过间隙调整机构调节弹性杠杆与齿轮架的相对位置，进而实现对小齿轮和大齿轮啮合径向压紧，可以消除其啮合间隙。同时，两组相互啮合的小齿轮系，通过弹性杠杆实现相互“咬合”，形成内部作用力，当小齿轮系统受到大齿轮的反作用力时，既可以使小齿轮受到向下的作用力而防止出现啮合间隙，又可防止小齿轮所受向下的力过大而导致齿轮过度啮合造成齿面磨损。
具体地，本发明中，所述第一间隙调整机构和所述第二间隙调整机构的结构相同，包括调整螺钉6，所述调整螺钉6设置在弹性杠杆上且一端与齿轮架抵接，本实施例中，如图2所示，所述杠杆连接部44上设有调整螺钉安装凸起45，如图3所示，所述固定耳54上加工有螺钉抵接槽55，所述调整螺钉6安装在所述调整螺钉安装凸起45上且一端与所述螺钉抵接槽55抵接。
当第一小齿轮20和第二小齿轮21受到第一大齿轮10和第二大齿轮11的反作用力时，由于两个小齿轮之间啮合关系的存在，导致其中一个小齿轮产生向上运动趋势，同时压迫另一个小齿轮向下运动，此时向下运动的小齿轮与大齿轮处于过度啮合状态，会对齿面造成疲劳损伤。而本发明中，第一弹性杠杆40的杠杆咬合部钩住第二齿轮架51的底部，而第二弹性杠杆41的杠杆咬合部则钩住第一齿轮架50的底部，使两个小齿轮系形成相互“咬合”状态。如图1中，当第一小齿轮20在反作用力作用下向上运动，固定在第一齿轮架50上的第一弹性杠杆40会传递给第二齿轮架51一个向上的力，而第二齿轮架51同时又受到调整螺钉6提供的向下压力。对弹性杠杆进行受力分析，如图4所示，弹性杠杆中部受到螺钉拉力F1，弹性杠杆的杠杆咬合部端受到齿轮架的反作用力F2，由于力臂L2>L1，则弹性杠杆保持平衡状态时，F1>F2。由于两个小齿轮系统为对称结构，故此两个弹性杠杆受力一致。两组相互啮合的小齿轮系，通过弹性杠杆实现相互“咬合”，形成内部作用力，从而实现了当小齿轮系统受到大齿轮的反作用力时，既可以使小齿轮受到向下的作用力而防止出现啮合间隙，又可防止小齿轮所受向下的力过大而导致齿轮过度啮合造成齿面磨损
在弹性杠杆转弯处结构的截面积进行了适当的削减，使其在保持刚性的同时带有一些弹性。在静止状态下通过调整螺钉6消除了小齿轮与大齿轮的啮合间隙，但由于加工误差的原因导致齿面跳动的存在，当齿轮发生转动时，两个啮合齿轮之间会出现间隙过大精度丢失或间隙过小造成齿面过度磨损甚至卡死等问题。本发明由于弹性杠杆部分位置截面做了适量缩减，使其产生弹性，可有效解决因齿面跳动所带来的啮合间隙变化问题。
进一步地，所述杠杆咬合部43与齿轮架抵接的作用点与铰接轴的距离和调整螺钉6与齿轮架抵接的作用点与铰接轴的距离相等，即在小齿轮系统中，第一弹性杠杆40对第二齿轮架51的施力点与调整螺钉6对第二齿轮架51的施力点位置距离铰接轴支点近似相等，且通过对弹性杠杆受力分析可知F1>F2，因此第二小齿轮系统受F1与F2合力方向向下，此时既可以防止小齿轮受到过多的向下压力而导致小齿轮与大齿轮过度啮合，造成齿面损伤，同时由于向下合力的存在，又可以防止小齿轮向外弹开，而造成齿轮啮合出现间隙，导致啮合精度丧失。
进一步地，所述杠杆连接部的弯折部的变截面结构，弹性杠杆具有可变截面，使其在保持刚性的同时具备一定弹性，通过改变弹性杠杆受力端的截面积，使其具有一定弹性，当啮合齿轮的齿面因齿面跳动出现高点时，由于杠杆弹性的存在，可以防止因齿面高点而导致的齿面磨损或齿轮啮合卡死问题。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种径向齿轮消隙结构，其特征在于：包括第一大齿轮、第二大齿轮、第一小齿轮、第二小齿轮、第一铰接轴、第二铰接轴、第一弹性杠杆、第二弹性杠杆、第一间隙调整机构、第二间隙调整机构、第一齿轮架以及第二齿轮架；
所述第一大齿轮和所述第二大齿轮相对设置在齿轮轴上；
所述第一齿轮架一端与所述第一铰接轴铰接，另一端铰接有所述第一小齿轮，所述第二齿轮架一端与所述第二铰接轴铰接，另一端铰接有所述第二小齿轮，所述第一小齿轮与所述第二小齿轮啮合，且所述第一小齿轮与所述第一大齿轮啮合，所述第二小齿轮与所述第二大齿轮啮合；
所述第一齿轮架一侧设有所述第一弹性杠杆，所述第一弹性杠杆一端与所述第一铰接轴铰接，另一端置于所述第二齿轮架朝向第二大齿轮的一侧且与所述第二齿轮架抵接，所述第二齿轮架一侧设有所述第二弹性杠杆，所述第二弹性杠杆一端与所述第二铰接轴铰接，另一端置于所述第一齿轮架朝向第一大齿轮的一侧且与所述第一齿轮架抵接，所述第一弹性杠杆和所述第二弹性杠杆位于所述第一齿轮架的不同侧；
所述第一齿轮架与所述第一弹性杠杆之间设有用于调整所述第一小齿轮与所述第一大齿轮间隙的所述第一间隙调整机构，所述第二齿轮架与所述第二弹性杠杆之间设有用于调整所述第二小齿轮与所述第二大齿轮间隙的所述第二间隙调整机构。
2.根据权利要求1所述的径向齿轮消隙结构，其特征在于：所述第一弹性杠杆和所述第二弹性杠杆的结构相同，包括用于与铰接轴铰接的杠杆铰接部、用于与齿轮架抵接的杠杆咬合部以及用于连接所述杠杆铰接部和所述杠杆咬合部的杠杆连接部，所述杠杆连接部弯曲形成用于容纳小齿轮轴的凹槽。
3.根据权利要求2所述的径向齿轮消隙结构，其特征在于：所述杠杆连接部的弯折部的变截面结构。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的径向齿轮消隙结构，其特征在于：所述第一间隙调整机构和所述第二间隙调整机构的结构相同，包括调整螺钉，所述调整螺钉设置在弹性杠杆上且一端与齿轮架抵接。
5.根据权利要求4所述的径向齿轮消隙结构，其特征在于：所述杠杆咬合部与齿轮架抵接的作用点与铰接轴的距离和调整螺钉与齿轮架抵接的作用点与铰接轴的距离相等。
6.根据权利要求5所述的径向齿轮消隙结构，其特征在于：所述第一齿轮架与所述第二齿轮架结构相同，包括用于与铰接轴连接的齿轮架铰接部和用于安装小齿轮的齿轮固定部，所述齿轮固定部上设有两个固定耳，小齿轮通过轴承安装在两个所述固定耳之间。
7.根据权利要求6所述的径向齿轮消隙结构，其特征在于：所述杠杆连接部上设有调整螺钉安装凸起，所述固定耳上加工有螺钉抵接槽，所述调整螺钉安装在所述调整螺钉安装凸起上且一端与所述螺钉抵接槽抵接。
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