CN114483883B - 一种无侧隙啮合齿轮 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无侧隙啮合齿轮，属于齿轮技术领域，本方案包括主动轴和从动轴，主动轴上套接主动齿轮，从动轴上套接从动齿轮，主动齿轮啮合从动齿轮，主动齿轮远离主动轴的一端卡接补偿齿轮，补偿齿轮上开有滑槽，滑槽与主动齿轮间安装补偿机构。主动齿轮的齿牙啮合在从动齿轮齿间隙一侧的齿牙上，此时主动齿轮转动时带动补偿机构，补偿机构弹性驱动补偿齿轮的齿牙啮合在从动齿轮齿间隙另一侧的齿牙上，则不论主动齿轮从正转变换到反转，或者从反转变换到正转时，补偿齿轮的齿牙均啮合在从动齿轮齿间隙另一侧的齿牙上，始终满足无侧隙啮合，避免主动齿轮换向时产生的空程冲击和噪声。
Description
技术领域
本发明涉及齿轮技术领域，具体为一种无侧隙啮合齿轮。
背景技术
齿轮传动是机械传动中应用最为广泛的一种传动形式，它的传动比较准确，效率高，结构紧凑，工作可靠，寿命长，目前由于加工、安装误差及温度变化而引起的尺寸变化等因素，以及防止卡死，在轮齿的非工作面都存在有一定的齿侧间隙。齿轮传动机构有侧隙的存在，侧隙用来防止由于误差和热变形而使轮齿卡住，并且给齿面间的润滑油膜留有空间，但侧隙同时又给机构在反转时带来一定的空程，使机构不能准确定位，同时在运行过程中会产生很大的噪声，加速了齿轮的损坏，为了减少或消除侧隙给机构带来的不利影响，需要采用无侧隙齿轮传动。
目前针对齿轮进行的无侧隙啮合方式大多采用一个补偿齿轮贴合在啮合的从动齿轮齿牙上，从而与主动齿轮同时啮合在从动齿轮齿间距两侧的齿牙面上，如[中国发明]CN201810259448.3一种可动态调节齿轮啮合侧隙的齿轮组、[中国发明]CN202011289411.9一种齿轮组件及齿轮组合和[中国实用新型]CN201920539433.2一种无侧隙齿轮传动机构中，均通过弹簧的弹力将调节齿轮(或张紧齿轮)在主动齿轮转动时压紧在从动齿轮的齿间距另一侧的齿牙面上，则主动齿轮反转时，因为调节齿轮(或张紧齿轮)贴合从动齿轮，从而达到无侧隙啮合的目的，减小反转时空程带来的冲击，但是，当主动齿轮反转后，调节齿轮(或张紧齿轮)因为弹簧压缩会逐渐与主动齿轮重合，此时主动齿轮另一侧与从动齿轮又存在侧隙，当主动齿轮从反转恢复到正转时，又存在空程导致的冲击，仍会造成很大噪声并影响齿轮寿命，为此我们提出一种无侧隙啮合齿轮用于解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无侧隙啮合齿轮，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种无侧隙啮合齿轮，包括主动轴和从动轴，所述主动轴上固定套接主动齿轮，所述从动轴上固定套接从动齿轮，所述主动齿轮啮合从动齿轮，所述主动齿轮远离主动轴的一端活动卡接补偿齿轮，所述补偿齿轮的齿牙紧密贴合从动齿轮的齿牙，所述补偿齿轮上开有滑槽，所述滑槽与主动齿轮间安装补偿机构。
优选的一种实施案例，所述主动齿轮的内壁、从动齿轮的内壁，主动轴的外壁和从动轴的外壁上均开有键槽，所述键槽内卡接平键。
优选的一种实施案例，所述补偿齿轮的大小与主动齿轮的大小相同，所述从动齿轮的厚度等于主动齿轮和补偿齿轮的厚度之和，所述主动齿轮、从动齿轮和补偿齿轮的齿间距均大于齿宽。
优选的一种实施案例，所述滑槽的数量为两个，且两个滑槽沿补偿齿轮的轴线对称分布，所述滑槽间的补偿齿轮上开有限位槽，所述限位槽内滑动卡接限位销，所述主动齿轮的端面开有两个销孔，所述限位销通过螺纹结构连接销孔。
优选的一种实施案例，所述滑槽和限位槽均为弧形结构，且滑槽的轴线、限位槽的轴线、补偿齿轮的轴线、主动齿轮的轴线和主动轴的轴线均位于同一直线上，所述限位销为T型圆柱结构，且限位销的小径端直径等于限位槽的宽度。
优选的一种实施案例，所述补偿机构包括第一液压缸，所述主动齿轮正对滑槽的端面固定内嵌安装第一液压缸，所述第一液压缸靠近补偿齿轮的一侧外壁固定连接连接杆的一端，所述连接杆的另一端固定连接第二液压缸的外壁，所述第二液压缸滑动卡接在滑槽的中部，所述第二液压缸的外壁两侧分别固定连接有软管的一端，所述软管的另一端分别固定连接第一液压缸的外壁两侧，所述第一液压缸内滑动卡接第一活塞，所述第二液压缸的内腔滑动卡接第二活塞，所述第二活塞的两侧均固定安装有推拉杆，两个所述推拉杆分别滑动贯穿第二液压缸的两端并固定安装连接板，两个所述连接板上均固定连接弹簧的一端，两个所述弹簧的另一端分别固定连接滑槽的两侧内壁。
优选的一种实施案例，所述主动齿轮的端面开有卡接第一液压缸的安装槽，所述第一液压缸固定安装在安装槽内，所述连接杆的长度和第一液压缸的厚度之和等于安装槽的深度，所述第二液压缸的两侧外壁与补偿齿轮的两端端面对齐。
优选的一种实施案例，所述第一液压缸、第二液压缸、第一活塞、第二活塞和推拉杆均为弧形结构，且弧形结构的轴线与主动轴的轴线重合。
优选的一种实施案例，所述第一活塞的两侧外壁均固定安装有惯性球，两个所述软管交叉成X型结构，所述软管两端分别固定连接在第一液压缸和第二液压缸相远离的一端外壁上。
优选的一种实施案例，所述第一液压缸外壁两端均开有连接孔，所述软管固定连接连接孔，所述连接孔内固定套接有导流筒，所述导流筒内开有节流孔，所述节流孔的剖面为两端大中间小的弧形结构。
本发明的有益效果在于：
主动齿轮的齿牙啮合在从动齿轮齿间隙一侧的齿牙上，此时主动齿轮转动时带动补偿机构，补偿机构弹性驱动补偿齿轮的齿牙啮合在从动齿轮齿间隙另一侧的齿牙上，则不论主动齿轮从正转变换到反转，或者从反转变换到正转时，补偿齿轮的齿牙均啮合在从动齿轮齿间隙另一侧的齿牙上，始终满足无侧隙啮合，避免主动齿轮换向时产生的空程冲击和噪声。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种无侧隙啮合齿轮的结构示意图。
图2为本发明结构爆炸图。
图3为本发明图2中C处放大结构示意图。
图4为本发明图1中B处放大结构示意图。
图5为本发明图3中D处结构示意图。
图6为本发明图1中A处放大结构示意图。
图中：1、主动轴；2、从动轴；3、主动齿轮；4、从动齿轮；5、补偿齿轮；6、滑槽；7、补偿机构；71、第一液压缸；72、连接杆；73、第二液压缸；74、第一活塞；75、第二活塞；76、软管；77、推拉杆；78、连接板；79、弹簧；8、限位槽；9、限位销；10、销孔；11、键槽；12、平键；13、惯性球；14、连接孔；15、导流筒；16、节流孔。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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，本领域普通技术人员在没有做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。
实施例：如图1至图6所示，本发明提供了一种无侧隙啮合齿轮，包括主动轴1和从动轴2，所述主动轴1上固定套接主动齿轮3，所述从动轴2上固定套接从动齿轮4，所述主动齿轮3啮合从动齿轮4，所述主动齿轮3远离主动轴1的一端活动卡接补偿齿轮5，所述补偿齿轮5的齿牙紧密贴合从动齿轮4的齿牙，所述补偿齿轮5上开有滑槽6，所述滑槽6与主动齿轮3间安装补偿机构7。主动轴1带动主动齿轮3转动，主动齿轮3啮合从动齿轮4，从而驱动从动轴2转动时，主动齿轮3的齿牙啮合在从动齿轮4齿间隙一侧的齿牙上，此时主动齿轮3转动时带动补偿机构7，补偿机构7弹性驱动补偿齿轮5的齿牙啮合在从动齿轮4齿间隙另一侧的齿牙上，则不论主动齿轮3从正转变换到反转，或者从反转变换到正转时，补偿齿轮5的齿牙均啮合在从动齿轮4齿间隙另一侧的齿牙上，始终满足无侧隙啮合，避免主动齿轮3换向时产生的空程冲击和噪声。
优选的一种实施案例，所述主动齿轮3的内壁、从动齿轮4的内壁，主动轴1的外壁和从动轴2的外壁上均开有键槽11，所述键槽11内卡接平键12，则主动齿轮3和从动齿轮4通过平键和键槽分别固定安装在主动轴1和从动轴2上。
优选的一种实施案例，所述补偿齿轮5的大小与主动齿轮3的大小相同，所述从动齿轮4的厚度等于主动齿轮3和补偿齿轮5的厚度之和，所述主动齿轮3、从动齿轮4和补偿齿轮5的齿间距均大于齿宽，使得主动齿轮3和补偿齿轮5能够同时啮合从动齿轮4。
优选的一种实施案例，所述滑槽6的数量为两个，且两个滑槽6沿补偿齿轮5的轴线对称分布，所述滑槽6间的补偿齿轮5上开有限位槽8，所述限位槽8内滑动卡接限位销9，所述主动齿轮3的端面开有两个销孔10，所述限位销9通过螺纹结构连接销孔10，通过限位销9和限位槽8对补偿齿轮5进行导向和限位，使得补偿齿轮5只能沿主动齿轮3轴线进行小距离转动，从而对主动齿轮3啮合从动齿轮4的另一侧齿间隙进行补偿啮合，达到无侧隙啮合的目的。
优选的一种实施案例，所述滑槽6和限位槽8均为弧形结构，且滑槽6的轴线、限位槽8的轴线、补偿齿轮5的轴线、主动齿轮3的轴线和主动轴1的轴线均位于同一直线上，所述限位销9为T型圆柱结构，且限位销9的小径端直径等于限位槽8的宽度。
优选的一种实施案例，所述补偿机构7包括第一液压缸71，所述主动齿轮3正对滑槽6的端面固定内嵌安装第一液压缸71，所述第一液压缸71靠近补偿齿轮5的一侧外壁固定连接连接杆72的一端，所述连接杆72的另一端固定连接第二液压缸73的外壁，所述第二液压缸73滑动卡接在滑槽6的中部，所述第二液压缸73的外壁两侧分别固定连接有软管76的一端，所述软管76的另一端分别固定连接第一液压缸71的外壁两侧，所述第一液压缸71内滑动卡接第一活塞74，所述第二液压缸73的内腔滑动卡接第二活塞75，所述第二活塞75的两侧均固定安装有推拉杆77，两个所述推拉杆77分别滑动贯穿第二液压缸73的两端并固定安装连接板78，两个所述连接板78上均固定连接弹簧79的一端，两个所述弹簧79的另一端分别固定连接滑槽6的两侧内壁，所述主动齿轮3的端面开有卡接第一液压缸71的安装槽，所述第一液压缸71固定安装在安装槽内，所述连接杆72的长度和第一液压缸71的厚度之和等于安装槽的深度，所述第二液压缸73的两侧外壁与补偿齿轮5的两端端面对齐，所述第一液压缸71、第二液压缸73、第一活塞74、第二活塞75和推拉杆77均为弧形结构，且弧形结构的轴线与主动轴1的轴线重合，所述第一活塞74的两侧外壁均固定安装有惯性球13，两个所述软管76交叉成X型结构，所述软管76两端分别固定连接在第一液压缸71和第二液压缸73相远离的一端外壁上，所述第一液压缸71外壁两端均开有连接孔14，第一液压缸71和第二液压缸73内均填充有液压油，则主动齿轮3高速正转时转时(逆时针转动，如图1和图6所示)，此时主动齿轮3的齿牙与从动齿轮4的齿间隙左侧贴合，主动齿轮3高速转动时，第一活塞74在惯性球13的重力和惯性下，会向顺时针方向移动，则第一液压缸71一端会将液压油压入第二液压缸73的一端，同时，第一液压缸71另一端会抽吸第二液压缸73另一端的液压油，此时第二活塞75会在液压油的压力下沿第二液压缸73向顺时针方向移动，则推拉杆77滑动时，弹簧79形变并拉动补偿齿轮5向顺时针转动，则补偿齿轮5的齿牙啮合在从动齿轮4的齿间隙右侧，实现无侧隙啮合，如此，当主动齿轮3逐渐换向反转时，即主动齿轮3逐渐减速并顺时针转动，此时，补偿齿轮5贴合从动齿轮4，并逐渐受到向顺时针的压力，弹簧79形变进行缓冲，并且第二液压缸73内的液压油开始反向流动，进一步起到缓冲效果，避免换向时空程撞击，当主动齿轮3的齿牙与从动齿轮4的齿间隙右侧贴合并高速反转时，即高速顺时针转动时，此时第一活塞74在惯性下沿第一液压缸71向逆时针方向移动，则与上述远离相同，补偿齿轮5会反向向逆时针方向移动，则补偿齿轮5此时会齿牙啮合在从动齿轮4的齿间隙左侧，再次达到无侧隙啮合，实现主动齿轮3任意换向均满足无侧隙啮合，稳定传动。
优选的一种实施案例，所述软管76固定连接连接孔14，所述连接孔14内固定套接有导流筒15，所述导流筒15内开有节流孔16，所述节流孔16的剖面为两端大中间小的弧形结构，则液压油流动时，被节流孔16的细小孔径进行节流，达到缓慢流动目的，从而提高缓冲效果，达到稳定补偿的目的。
使用时，主动轴1带动主动齿轮3转动，主动齿轮3啮合从动齿轮4，从而驱动从动轴2转动时，第一液压缸71和第二液压缸73内均填充有液压油，则主动齿轮3高速正转时转时，即逆时针转动，此时主动齿轮3的齿牙与从动齿轮4的齿间隙左侧贴合，主动齿轮3高速转动时，第一活塞74在惯性球13的重力和惯性下，会向顺时针方向移动，则第一液压缸71一端会将液压油压入第二液压缸73的一端，同时，第一液压缸71另一端会抽吸第二液压缸73另一端的液压油，此时第二活塞75会在液压油的压力下沿第二液压缸73向顺时针方向移动，则推拉杆77滑动时，弹簧79形变并拉动补偿齿轮5向顺时针转动，则补偿齿轮5的齿牙啮合在从动齿轮4的齿间隙右侧，实现无侧隙啮合，如此，当主动齿轮3逐渐换向反转时，即主动齿轮3逐渐减速并顺时针转动，此时，补偿齿轮5贴合从动齿轮4，并逐渐受到向顺时针的压力，弹簧79形变进行缓冲，并且第二液压缸73内的液压油开始反向流动，进一步起到缓冲效果，避免换向时空程撞击，当主动齿轮3的齿牙与从动齿轮4的齿间隙右侧贴合并高速反转时，即高速顺时针转动时，此时第一活塞74在惯性下沿第一液压缸71向逆时针方向移动，则与上述远离相同，补偿齿轮5会反向向逆时针方向移动，则补偿齿轮5此时会齿牙啮合在从动齿轮4的齿间隙左侧，再次达到无侧隙啮合，实现主动齿轮3任意换向均满足无侧隙啮合，稳定传动。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种无侧隙啮合齿轮，包括主动轴（1）和从动轴（2），其特征在于：所述主动轴（1）上固定套接主动齿轮（3），所述从动轴（2）上固定套接从动齿轮（4），所述主动齿轮（3）啮合从动齿轮（4），所述主动齿轮（3）远离主动轴（1）的一端活动卡接补偿齿轮（5），所述补偿齿轮（5）的齿牙紧密贴合从动齿轮（4）的齿牙，所述补偿齿轮（5）上开有滑槽（6），所述滑槽（6）与主动齿轮（3）间安装补偿机构（7）；所述补偿机构（7）包括第一液压缸（71），所述主动齿轮（3）正对滑槽（6）的端面固定内嵌安装第一液压缸（71），所述第一液压缸（71）靠近补偿齿轮（5）的一侧外壁固定连接连接杆（72）的一端，所述连接杆（72）的另一端固定连接第二液压缸（73）的外壁，所述第二液压缸（73）滑动卡接在滑槽（6）的中部，所述第二液压缸（73）的外壁两侧分别固定连接有软管（76）的一端，所述软管（76）的另一端分别固定连接第一液压缸（71）的外壁两侧，所述第一液压缸（71）内滑动卡接第一活塞（74），所述第二液压缸（73）的内腔滑动卡接第二活塞（75），所述第二活塞（75）的两侧均固定安装有推拉杆（77），两个所述推拉杆（77）分别滑动贯穿第二液压缸（73）的两端并固定安装连接板（78），两个所述连接板（78）上均固定连接弹簧（79）的一端，两个所述弹簧（79）的另一端分别固定连接滑槽（6）的两侧内壁；所述第一活塞（74）的两侧外壁均固定安装有惯性球（13），两个所述软管（76）交叉成X型结构，所述软管（76）两端分别固定连接在第一液压缸（71）和第二液压缸（73）相远离的一端外壁上。
2.如权利要求1所述的一种无侧隙啮合齿轮，其特征在于：所述主动齿轮（3）的内壁、从动齿轮（4）的内壁，主动轴（1）的外壁和从动轴（2）的外壁上均开有键槽（11），所述键槽（11）内卡接平键（12）。
3.如权利要求1所述的一种无侧隙啮合齿轮，其特征在于：所述补偿齿轮（5）的大小与主动齿轮（3）的大小相同，所述从动齿轮（4）的厚度等于主动齿轮（3）和补偿齿轮（5）的厚度之和，所述主动齿轮（3）、从动齿轮（4）和补偿齿轮（5）的齿间距均大于齿宽。
4.如权利要求1所述的一种无侧隙啮合齿轮，其特征在于：所述滑槽（6）的数量为两个，且两个滑槽（6）沿补偿齿轮（5）的轴线对称分布，所述滑槽（6）间的补偿齿轮（5）上开有限位槽（8），所述限位槽（8）内滑动卡接限位销（9），所述主动齿轮（3）的端面开有两个销孔（10），所述限位销（9）通过螺纹结构连接销孔（10）。
5.如权利要求4所述的一种无侧隙啮合齿轮，其特征在于：所述滑槽（6）和限位槽（8）均为弧形结构，且滑槽（6）的轴线、限位槽（8）的轴线、补偿齿轮（5）的轴线、主动齿轮（3）的轴线和主动轴（1）的轴线均位于同一直线上，所述限位销（9）为T型圆柱结构，且限位销（9）的小径端直径等于限位槽（8）的宽度。
6.如权利要求1所述的一种无侧隙啮合齿轮，其特征在于：所述主动齿轮（3）的端面开有卡接第一液压缸（71）的安装槽，所述第一液压缸（71）固定安装在安装槽内，所述连接杆（72）的长度和第一液压缸（71）的厚度之和等于安装槽的深度，所述第二液压缸（73）的两侧外壁与补偿齿轮（5）的两端端面对齐。
7.如权利要求1所述的一种无侧隙啮合齿轮，其特征在于：所述第一液压缸（71）、第二液压缸（73）、第一活塞（74）、第二活塞（75）和推拉杆（77）均为弧形结构，且弧形结构的轴线与主动轴（1）的轴线重合。
8.如权利要求1所述的一种无侧隙啮合齿轮，其特征在于：所述第一液压缸（71）外壁两端均开有连接孔（14），所述软管（76）固定连接连接孔（14），所述连接孔（14）内固定套接有导流筒（15），所述导流筒（15）内开有节流孔（16），所述节流孔（16）的剖面为两端大中间小的弧形结构。
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