CN114321325A - 一种组合齿轮 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种组合齿轮，包括后连接盘、前连接盘和齿轮体，后连接盘靠近前连接盘的端面中心处一体设置有第一轴连套筒，齿轮体套接于第一轴连套筒上；前连接盘的端面中心处一体设置有第二轴连套筒，第二轴连套筒螺纹连接于第一轴连套筒的外侧并与第一轴连套筒固定连接；第一轴连套筒的内孔壁上开设有第一连接内螺纹，第二轴连套筒的端部内孔壁上开设有与第一连接内螺纹的螺纹方向相反的第二连接内螺纹。本发明采用可拆卸的组装结构，使得组合齿轮在传动轴上安装和拆卸过程方便快捷，安装位置可灵活设定及自锁固定，可实现齿轮组件的局部更换，无需对其他部位进行拆装操作，更无需将齿轮从安装位置上卸下，使得更换过程简单方便。

Description

一种组合齿轮

技术领域

本发明涉及齿轮技术领域，具体为一种组合齿轮。

背景技术

齿轮普遍应用于各种设备中，起到传动、变向等功能。现有的齿轮的结构具体都包括轮盘、设置于轮盘上的齿牙，轮盘上开设有轴孔，用于齿轮在轴上的安装连接。对于金属齿轮，通常为整体结构，虽然其刚度大、使用寿命较长，但是在传动过程中，尤其频繁启动、工作环境不佳、散热条件不好等使用环境中，依然会存在齿牙的局部损坏。设备一旦出现齿轮损坏，需要将损坏的齿轮从安装位置卸下，更换新的齿轮后才能实现设备的正常运行。

现有技术中，用于载荷较大或者有冲击载荷齿轮在安装时，一般是在齿轮的内孔和轴的圆周面上开设键槽，并通过与平键过盈配合的连接方式实现齿轮在轴上的安装和固定。此种装配方式，不能实现齿轮在轴上的轴向定位，需要在轴上设置轴肩和/或采用卡圈、螺母等辅助定位结构实现轴向定位，使得齿轮的更换操作比较费时费力、繁琐和麻烦。而且齿轮通通常为一体结构，对于出现局部损坏的齿轮，由于修复成本较大，通常只能整体报废处理，则大部分未出现损坏的齿牙仍然能够继续使用的情况下提前结束使用寿命，造成资源浪费，提升了设备的使用成本。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足，提出了一种组合齿轮，采用可拆卸的组装结构，使得组合齿轮在传动轴上安装和拆卸过程方便快捷，且组合齿轮在传动轴上安装位置可灵活设定及自锁固定，无需使用轴肩、卡圈、螺母等辅助定位结构，采用拼接结构的齿轮结构，可实现齿轮组件的局部更换，延长齿轮的使用寿命、提升整体的使用率，节约成本；同时，在对齿轮组件进行局部更换时，无需对其他部位进行拆装操作，更无需将齿轮从安装位置上卸下，使得更换过程简单方便。

为实现上述效果，本发明采用的技术方案为：

一种组合齿轮，包括后连接盘、前连接盘和齿轮体，所述后连接盘靠近前连接盘的端面中心处一体设置有第一轴连套筒，所述齿轮体套接于第一轴连套筒上；

所述前连接盘远离后连接盘的端面中心处一体设置有第二轴连套筒，所述第二轴连套筒螺纹连接于第一轴连套筒的外侧，且第二轴连套筒通过多个螺钉与第一轴连套筒固定连接；

所述第一轴连套筒的内孔壁上开设有第一连接内螺纹，所述第二轴连套筒远离第一轴连套筒的端部内孔壁上开设有第二连接内螺纹，第二连接内螺纹的螺纹方向与第一连接内螺纹的螺纹方向相反。

进一步的，所述第一轴连套筒靠近后连接盘的端部外圆周面上设置有多个定位凸起，所述齿轮体的内孔壁上设置有多个与定位凸起相匹配的定位凹槽。

进一步的，所述齿轮体的两端面上分别设置有嵌装凹槽，嵌装凹槽的轮廓与后连接盘/前连接盘的轮廓相匹配，所述前连接盘内嵌于齿轮体的一侧端面内，后连接盘内嵌于齿轮体的另一侧端面内。

进一步的，所述第二轴连套筒靠近第一轴连套筒的端部内孔壁上开设有第三连接内螺纹，所述第一轴连套筒远离后连接盘的端部外圆周面上开设有连接外螺纹，所述第三连接内螺纹与连接外螺纹匹配连接。

进一步的，所述第三连接内螺纹的螺纹方向与第二连接内螺纹的螺纹方向相同，且第三连接内螺纹的螺距与第二连接内螺纹的螺距相同。

进一步的，所述第二连接内螺纹的孔径小于第一连接内螺纹的孔径。

进一步的，所述齿轮体由多个呈扇形状的齿轮单件依次毗邻拼接而成。

进一步的，所述齿轮单件的一侧面设置有卡接凸起、另一侧面开设有卡接凹槽，相邻两个齿轮单件通过卡接凸起与卡接凹槽活动卡接。

进一步的，所述齿轮单件的两端面上均设置有台阶面，多个齿轮单件的台阶面拼接形成环形的嵌装凹槽。

进一步的，所述齿轮单件靠近前连接盘的端面上开设有弧形压槽，多个齿轮单件的弧形压槽拼接形成环形压槽，所述前连接盘靠近齿轮体的端面上设置有与弧形压槽相匹配的环形压条。

与现有技术相比较，本发明的有益效果如下：

1、本发明采用可拆卸的组合齿轮结构，后连接盘、前连接盘均采用螺纹连接的方式安装于传动轴上，齿轮体采用套装插接的方式安装在后连接盘上，使得安装和拆卸过程方便快捷；同时，后连接盘、前连接盘与传动轴之间的连接采用反向螺纹连接，后连接盘与前连接盘之间采用螺钉固定连接，可实现组合齿轮在传动轴上安装位置的灵活设定及自锁固定，无需使用轴肩、卡圈、螺母等辅助定位结构；

2、本发明通过采用拼接结构的齿轮结构，可实现齿轮组件的局部更换，延长了齿轮的使用寿命，提升了整体的使用率，节约成本，具有良好的实用性；同时，在对齿轮组件进行局部更换时，无需对其他部位进行拆装操作，更无需将齿轮从安装位置上卸下，使得更换过程简单方便。

附图说明

图1为本发明实施例一的立体结构示意图；

图2为本发明实施例一的立体爆炸结构示意图；

图3为本发明实施例一的剖视结构示意图；

图4为本发明实施例一中所述后连接盘的立体结构示意图；

图5为本发明实施例一中所述前连接盘的立体结构示意图；

图6为本发明实施例一中所述齿轮体的立体结构示意图；

图7为本发明实施例一使用状态的示意图；

图8为本发明实施例二的立体结构示意图；

图9为本发明实施例二的立体爆炸结构示意图；

图10为本发明实施例二的剖视结构示意图；

图11为本发明实施例二中所述前连接盘的立体结构示意图；

图12为本发明实施例二中所述齿轮单体的立体结构示意图；

图13为本发明实施例二中所述齿轮体的立体结构示意图；

图14为本发明实施例二使用状态的示意图。

其中：1后连接盘、2前连接盘、3齿轮体、301定位凹槽、302嵌装凹槽、31齿轮单件、311卡接凸起、312卡接凹槽、313弧形压槽、314台阶面、4第一轴连套筒、41第一连接内螺纹、42定位凸起、43连接外螺纹、5第二轴连套筒、51第二连接内螺纹、52第三连接内螺纹、6螺钉、7安装轴。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

实施例一：

请参阅图1至图6，一种组合齿轮，包括后连接盘1、前连接盘2和齿轮体3。本实施例中。后连接盘1和前连接盘2均为圆盘结构，且后连接盘1和前连接盘2的直径相同。

后连接盘1靠近前连接盘2的端面中心处一体设置有第一轴连套筒4，后连接盘1和第一轴连套筒4的轴心处为空心结构。齿轮体3套接于第一轴连套筒4上。第一轴连套筒4靠近后连接盘1的端部外圆周面上设置有多个(如9个)均匀分布的定位凸起42，齿轮体3的内孔壁上设置有多个与定位凸起42相匹配的定位凹槽301。本实施例中，定位凹槽33为V型通槽并沿齿轮的轴线方向设置。齿轮体3的内孔直径与第一轴连套筒4的外圆周直径相同，使得齿轮体3可由第一轴连套筒4的端部套接在第一轴连套筒4上，并通过定位凹槽301与定位凸起42的匹配，实现齿轮体3在第一轴连套筒4上的周向定位和径向定位。

前连接盘2远离后连接盘1的端面中心处一体设置有第二轴连套筒5，前连接盘2和第二轴连套筒的轴心处也为空心结构，且第二轴连套筒5的内孔为阶梯孔。阶梯孔靠近第一轴连套筒4的端部内孔壁上开设有第三连接内螺纹52，第一轴连套筒4远离后连接盘1的端部外圆周面上开设有连接外螺纹43，第三连接内螺纹52与连接外螺纹43匹配连接。通过第三连接内螺纹52与连接外螺纹43之间的匹配连接，使得第二轴连套筒5螺纹连接于第一轴连套筒4的外侧；通过调整第三连接内螺纹52与连接外螺纹43之间螺纹连接的长度，可调整前连接盘2相对于后连接盘1的距离，从而使得齿轮体3夹持于后连接盘1和前连接盘2之间，实现齿轮体3在第一轴连套筒4上的轴向定位。

优选的，齿轮体3的两端面上分别设置有嵌装凹槽302，嵌装凹槽302的轮廓与后连接盘1/前连接盘2的轮廓相匹配，即嵌装凹槽32为圆形凹槽，且直径与后连接盘1/前连接盘2的外径尺寸相同，使得齿轮体3夹持于后连接盘1和前连接盘2之间后，前连接盘2内嵌于齿轮体3的一侧端面内，后连接盘1内嵌于齿轮体3的另一侧端面内。通过设定后连接盘1/前连接盘2的盘梯厚度及嵌装凹槽302的槽深尺寸，可实现不同盘体结构的组合齿轮，即后连接盘1/前连接盘2的外端面突出或内凹或平齐于齿轮体3的外端面。

第二轴连套筒5的端面和第一轴连套筒4的端面对应地开设有多个(如3个)螺钉连接孔。调整前连接盘2相对于后连接盘1的距离，并将齿轮体3夹持于前连接盘2和后连接盘1之间后，第二轴连套筒5的端面通过位于螺钉连接孔内的螺钉6与第一轴连套筒4的端面固定连接，使前连接盘2、后连接盘1和齿轮体3形成一体结构的组合齿轮。优选的，螺钉6采用内六角凹端紧定螺钉，使得螺钉6能够完全没入前连接盘2的外端面内，保证前连接盘2端面的平整性。

第一轴连套筒4的内孔壁上开设有第一连接内螺纹41，通过第一连接内螺纹41实现第一轴连套筒4与传动轴7的螺纹连接，从而实现后连接盘1在传动轴7上的位置设定。

第二轴连套筒5远离第一轴连套筒4的端部内孔壁上开设有第二连接内螺纹51，通过第二连接内螺纹51实现第二轴连套筒5与传动轴7的螺纹连接，从而实现前连接盘2在传动轴7上的位置调整。第三连接内螺纹52的螺纹方向与第二连接内螺纹51的螺纹方向相同，且第三连接内螺纹52的螺距与第二连接内螺纹51的螺距相同，使得第二轴连套筒5通过螺纹连接在传动轴7上调整轴向位置时，第三连接内螺纹52与连接外螺纹43能够匹配连接并同步螺纹连接。

第二连接内螺纹51的螺纹方向与第一连接内螺纹41的螺纹方向相反，则对应的，传动轴7上分别与第二连接内螺纹51和第一连接内螺纹41相匹配的两个螺纹段螺纹方向也相反。同时，为了满足后连接盘1和前连接盘2在传动轴7上的先后装配要求，第二连接内螺纹51的孔径小于第一连接内螺纹41的孔径；对应地，传动轴7上与第二连接内螺纹51相匹配的螺纹段直径小于与第一连接内螺纹41相匹配的螺纹段的直径。

参阅图7，本实施例在传动轴上的安装过程如下：

(1)将后连接盘1套接在传动轴7上，并通过第一连接内螺纹41与传动轴7上大直径螺纹段进行螺纹连接，并调整设定后连接盘1在传动轴7上的位置；

(2)将齿轮体3套接在第一轴连套筒4上，并使定位凹槽301与定位凸起42的匹配连接；

(3)将前连接盘2套接在传动轴7上，并通过第二连接内螺纹51与传动轴7上小直径螺纹段进行螺纹连接，使前连接盘2将齿轮体3紧压在后连接盘1上；

(4)将三个螺钉6依次拧入前连接盘2的螺钉连接孔内，直至螺钉6与后连接盘1可靠连接。

组装完成后，由于第二连接内螺纹51的螺纹方向与第一连接内螺纹41的螺纹方向相反，则当组合齿轮因外力作用而产生相对传动轴7轴向转动的趋势时，后连接盘1趋于旋进向右移动且前连接盘2趋于旋出向左移动，或者后连接盘1趋于旋出向左移动且前连接盘2趋于旋进向右移动，后连接盘1和前连接盘2各自的运动趋势相抵消，因而形成位置自锁的效果，则组合齿轮可在传动轴上实现自身的轴向定位，无需使用轴肩、卡圈、螺母等辅助定位结构。

当出现齿牙磨损而需要更换齿轮时，将三个螺钉6依次反向拧出使之与第一轴连套筒4分离，反向转动第二轴连套筒5使之同时与第一轴连套筒4和传动轴7分离，再将齿轮体3从第一轴连套筒4上取下，而后将新的齿轮体3按照上述的组装过程重新装配，即可完成齿轮体3的更换过程。

实施例二：

请参阅图8至图13所示，本实施例与实施例一的区别之一在于：齿轮体3由多个齿轮单件31依次毗邻拼接而成。齿轮单件31整体呈扇形状，扇形的两边线分别处于齿槽的中心径线上，如图12所示。本实施例中，扇形两边线夹角所对应的圆心角为40°，齿轮单件31的个数为9个，则9个齿轮组件依次毗邻拼接后形成完整圆环结构的齿轮体3，如图13所示，且所形成的的齿轮体3与实施例一中的整体式的齿轮体3在尺寸参数上均形，且在第一轴连套筒4上的轴向和周向的定位方式与实施例一基本相同。每个齿轮单件31上对应分布的齿牙数为4个，则9个齿轮单件31拼接后形成齿数为32的齿轮。每个齿轮单件31可单独沿径向插入或抽出，对其余齿轮单件31的位置均不存在位置干涉。

优选的，齿轮单件31的一侧面设置有卡接凸起311、另一侧面开设有卡接凹槽312，卡接凸起311和卡接凹槽312均位于齿轮单件31的侧面中心处，并沿齿轮的径向分布。相邻两个齿轮单件31通过卡接凸起311与卡接凹槽312活动卡接，可保证各个齿轮单件31拼接后中心平面位于同于平面内，且对齿轮单件31的单独沿径向插入或抽出不会造成干涉。卡接凸起311与卡接凹槽312之间为阻尼滑动连接，摩擦力可保持相邻两个齿轮单件31之间的位置关系。

后连接盘1及第一轴连套筒4的结构与实施例一中相同，此处不再重述。优选的，齿轮单件31靠近第一轴连套筒4的侧面开设有与实施例一中相同的定位凹槽301。本实施例中，定位凹槽301为V型通槽，位于齿轮单件31的弧形面中心处，并沿齿轮的轴线方向设置。第一轴连套筒4靠近后连接盘1的端部外圆周面上设置有与定位凹槽33相匹配的定位凸起42，如图4所示。通过定位凹槽301与定位凸起42的配合，可实现齿轮单件31在第一轴连套筒4圆周面上的周向定位。

进一步的，齿轮单件31的两端面上均设置有台阶面314，多个齿轮单件31的台阶面314拼接形成用于嵌装后连接盘1/前连接盘2的嵌装凹槽，如图13所示。嵌装凹槽的轮廓与后连接盘1/前连接盘2的轮廓相匹配，即嵌装凹槽为圆形凹槽，且直径与后连接盘1/前连接盘2的外径尺寸相同，使得齿轮体夹持于后连接盘1和前连接盘2之间后，前连接盘2内嵌于齿轮体3的一侧端面内，后连接盘1内嵌于齿轮体3的另一侧端面内，实现各个齿轮单件31在第一轴连套筒4上的轴向定位。

通过设定后连接盘1/前连接盘2的盘梯厚度及嵌装凹槽的槽深尺寸，可实现不同盘体结构的组合齿轮，即后连接盘1/前连接盘2的外端面突出或内凹或平齐于齿轮体的外端面。

本实施例与实施例一的区别之二在于：如图12和图13所示，齿轮单件31靠近前连接盘2的端面上开设有弧形压槽313，多个齿轮单件31的弧形压槽313拼接形成环形压槽，前连接盘2靠近齿轮体的端面上设置有与弧形压槽相匹配的环形压条21，如图11所示。前连接盘2位于嵌入凹槽内的同时，环形压条21与环形压槽匹配对接，实现各个齿轮单件31在径向上的位置固定。

本实施例中，第二轴连套筒5的结构及连接安装方式与实施例一种相同。

参阅图14，本实施例在传动轴7上的安装过程如下：

(1)将后连接盘1套接在传动轴7上，并通过第一连接内螺纹41与传动轴7上大直径螺纹段进行螺纹连接，并调整设定后连接盘1在传动轴7上的位置；

(2)将齿轮单件31沿第一轴连套筒4的圆周面逐个套接形成齿轮体，并使每个齿轮单件31的定位凹槽301与定位凸起42的匹配连接；

(3)将前连接盘2套接在传动轴7上，并通过第二连接内螺纹51与传动轴7上小直径螺纹段进行螺纹连接，继而通过第三连接内螺纹52与连接外螺纹43的匹配连接，使前连接盘2将齿轮体3紧压在后连接盘1上；

(4)将三个螺钉6依次拧入前连接盘2的螺钉连接孔内，直至螺钉6与后连接盘1可靠连接。

组装完成后，由于第二连接内螺纹51的螺纹方向与第一连接内螺纹41的螺纹方向相反，则当组合齿轮因外力作用而产生相对传动轴7轴向转动的趋势时，后连接盘1趋于旋进向右移动且前连接盘2趋于旋出向左移动，或者后连接盘1趋于旋出向左移动且前连接盘2趋于旋进向右移动，后连接盘1和前连接盘2各自的运动趋势相抵消，因而形成位置自锁的效果，则组合齿轮可在传动轴上实现自身的轴向定位，无需使用轴肩、卡圈、螺母等辅助定位结构。

当出现齿牙磨损而需要更换齿轮时，将三个螺钉6依次反向拧出使之与第一轴连套筒4分离，反向转动第二轴连套筒5使环形压条21与环形压槽分离，再将需要更换的齿轮单件31单独沿传动轴7的径向取下，而后将新的齿轮单件31按照上述的组装过程重新装配，即可完成齿轮单件31的更换过程。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种组合齿轮，其特征在于：包括后连接盘(1)、前连接盘(2)和齿轮体(3)，所述后连接盘(1)靠近前连接盘(2)的端面中心处一体设置有第一轴连套筒(4)，所述齿轮体(3)套接于第一轴连套筒(4)上；

所述前连接盘(2)远离后连接盘(1)的端面中心处一体设置有第二轴连套筒(5)，所述第二轴连套筒(5)螺纹连接于第一轴连套筒(4)的外侧，且第二轴连套筒(5)通过多个螺钉(6)与第一轴连套筒(4)固定连接；

所述第一轴连套筒(4)的内孔壁上开设有第一连接内螺纹(41)，所述第二轴连套筒(5)远离第一轴连套筒(4)的端部内孔壁上开设有第二连接内螺纹(51)，第二连接内螺纹(51)的螺纹方向与第一连接内螺纹(41)的螺纹方向相反。

2.根据权利要求1所述的一种组合齿轮，其特征在于：所述第一轴连套筒(4)靠近后连接盘(1)的端部外圆周面上设置有多个定位凸起(42)，所述齿轮体(3)的内孔壁上设置有多个与定位凸起(42)相匹配的定位凹槽(301)。

3.根据权利要求1所述的一种组合齿轮，其特征在于：所述齿轮体(3)的两端面上分别设置有嵌装凹槽(302)，嵌装凹槽(302)的轮廓与后连接盘(1)/前连接盘(2)的轮廓相匹配，所述前连接盘(2)内嵌于齿轮体的一侧端面内，后连接盘(1)内嵌于齿轮体的另一侧端面内。

4.根据权利要求1所述的一种组合齿轮，其特征在于：所述第二轴连套筒(5)靠近第一轴连套筒(4)的端部内孔壁上开设有第三连接内螺纹(52)，所述第一轴连套筒(4)远离后连接盘(1)的端部外圆周面上开设有连接外螺纹(43)，所述第三连接内螺纹(52)与连接外螺纹(43)匹配连接。

5.根据权利要求4所述的一种组合齿轮，其特征在于：所述第三连接内螺纹(52)的螺纹方向与第二连接内螺纹(51)的螺纹方向相同，且第三连接内螺纹(52)的螺距与第二连接内螺纹(51)的螺距相同。

6.根据权利要求1所述的一种组合齿轮，其特征在于：所述第二连接内螺纹(51)的孔径小于第一连接内螺纹(41)的孔径。

7.根据权利要求1至6任意一项所述的一种组合齿轮，其特征在于：所述齿轮体(3)由多个呈扇形状的齿轮单件(31)依次毗邻拼接而成。

8.根据权利要求7所述的一种组合齿轮，其特征在于：所述齿轮单件(31)的一侧面设置有卡接凸起(311)、另一侧面开设有卡接凹槽(312)，相邻两个齿轮单件(31)通过卡接凸起(311)与卡接凹槽(312)活动卡接。

9.根据权利要求7所述的一种组合齿轮，其特征在于：所述齿轮单件(31)的两端面上均设置有台阶面(314)，多个齿轮单件(31)的台阶面(314)拼接形成环形的嵌装凹槽。

10.根据权利要求7所述的一种组合齿轮，其特征在于：所述齿轮单件(31)靠近前连接盘(2)的端面上开设有弧形压槽(313)，多个齿轮单件(31)的弧形压槽(313)拼接形成环形压槽，所述前连接盘(2)靠近齿轮体的端面上设置有与弧形压槽相匹配的环形压条(21)。

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