CN202851923U - 一种自动消隙伺服减速机构 - Google Patents
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Abstract
一种自动消隙伺服减速机构包括两个双联齿轮，两个双联齿轮的小齿轮均与输出大齿轮或齿条啮合，两个双联齿轮的大齿轮均与输入小齿轮啮合，大齿轮或齿条与输入小齿轮中至少有一个是斜齿，又在双联齿轮之一与壳体之间设置一个轴向加载机构，该加载机构可以是弹簧，或是一个油缸或气缸，或是一个电磁铁与弹簧的组合，加载机构的轴向力通过斜齿啮合，转变成两个双联齿轮的小齿轮对大齿轮或齿条两侧齿面的消隙压力，从而能在使用周期内，自动消除传动链中齿轮副之间的间隙，提高数控设备的重复精度和定位精度。
Description
技术领域
本发明涉及一种齿轮减速机构，尤其是用于伺服电机减速增矩，并驱动运动机构作精确移动及定位的减速机构。
背景技术：：
已有伺服减速机构均存在一定的反向间隙或回差，如伺服电机专用精密行星减速器，有1-5角分的反向间隙，如谐波减速器，一般保证1-2角分的回差，这种精度可保证一般的应用，但用于机床的精密定位，或用于雕刻机进行精细浮雕加工则不能满足要求。
发明内容：
本发明所要解决问题是避免上述现有技术的存在的不足之处，提供一种新的伺服减速机构，该减速机构能在使用周期内，自动消除传动链中齿轮副之间的间隙，从而大大提高数控设备的重复精度和定位精度。
为达到本发明的目的，本发明采用如下技术方案。
方案1，一种自动消隙伺服减速机构包括大齿轮或齿条(1)、轴齿轮(2)、第一前轴承(4)、第一后轴承(5)、壳体(6)、第一大齿轮(7)、输入小齿轮(8)；轴齿轮(2)通过第一前轴承(4)、第一后轴承(5)安装在壳体(6)上，轴齿轮(2)及第一大齿轮(7)同轴固结，轴齿轮(2)与大齿轮或齿条(1)啮合，第一大齿轮(7)与输入小齿轮(8)啮合。其特征在于：消隙轴齿轮(11)和第二大齿轮(12)同轴固结，通过第二前轴承(9)、第二后轴承(10)安装在壳体(6)上，第二大齿轮(12)也与与小输入齿轮(8)啮合，消隙轴齿轮(11)也与大齿轮或齿条(1)啮合，所述大齿轮或齿条(1)和小齿轮(8)中，至少有一个是斜齿，消隙轴齿轮(11)、第二大齿轮(12)的组合，可以在壳体(6)中轴向窜动一定距离，在消隙轴齿轮(11)第二大齿轮(12)的组合与壳体(6)之间，设置有一个轴向加载机构。
方案2，所述之轴向加载机构是弹簧(14a)。
方案3，所述之轴向加载机构是一个油缸或气缸，它由缸筒(14b)、活塞(14c)、 密封圈(14d)构成一个密闭空间，该空间与接头(14e)相通。接头(14e)经管路(18)、调压阀(19)与压力源(20)相通。
方案4，所述之轴向加载机构是电磁铁；它由电磁铁(14j)、线圈(14k)、动铁芯(14l)构成；线圈通过电缆(21)，放大器(22)与电源(23)及伺服驱动器或控制系统(24)相连。
方案5，所述轴齿轮(2)、第一前轴承(4)、第一后轴承(5)、第一大齿轮(7)、壳体(6)、输入小齿轮(8)、消隙轴齿轮(11)、第二前轴承(9)、第二后轴承(10)、第二大齿轮(12)构成独立的多用途伺服减速单元，该多用途伺服减速单元可与大齿轮或齿条(1)构成外齿论减速机构或内齿论减速机构，或齿条减速机构。
方案6，设置有轮齿对准机构，该机构通过把所述第一大齿轮(7)或第二二大齿轮(12)安装在轮芯(12a)上而实现，第二大齿轮(12)和轮芯(12a)用多个螺钉(12b)联结，壳体上对应螺钉(12b)的半径位置制有一个螺孔并拧有螺堵(12c)。
方案7，所述第二前轴承(9)、第二后轴承(10)为下述之一：a，向心滚柱轴承和一个推力轴承(14h)的组合、b，向心球轴承和前滚珠滑套(9a)、后滚珠滑套(10a)的组合，
本发明有以下优点：
本发明伺服减速机构能在使用周期内，自动消除传动链中齿轮副之间的间隙，从而大大提高数控设备的重复精度和定位精度。
附图说明：
图1是本发明用弹簧(14a)加载消隙的自动消隙伺服减速机构方案2的剖面图。
图2为本发明用气液加载消隙的自动消隙伺服减速机构方案3的剖面图，消隙轴齿轮(11)的第二前轴承(9)、第二后轴承(10)经前滚珠滑套(9a)、后滚珠滑套(10a)安装在壳体(6)中。
图3为本发明用气液加载消隙的自动消隙伺服减速机构方案3的剖面图，消隙轴齿轮(11)的第二前轴承(9)、第二后轴承(10)为向心滚柱轴承，并通过推力轴承(14h)与加载机构接触。
图4为本发明多用途伺服减速单元应用于驱动齿条机构的示意图。
图5为本发明多用途伺服减速单元应用于驱动直/斜外圆柱齿轮的示意图。
图6为本发明多用途伺服减速单元应用于驱动直/斜内齿圆柱齿轮的示意图。
图7为本发明大齿轮(1)、轴齿轮(2)、消隙轴齿轮(11)内置，用电磁力加载消隙的自动消隙伺服减速机构方案4的剖面图。
图8为本发明大齿轮(1)、轴齿轮(2)、消隙轴齿轮(11)内置，用气液加载消隙的自动消隙伺服减速机构方案3的剖面图。
图8a为图8所示减速机构，其加载消隙机构采用弹簧的局部剖面图。
图8b为图8所示减速机构的4个轴分布图。
附图标号：1大齿轮或齿条、2轴齿轮、4第一前轴承、5第一后轴承、6壳体、7第一大齿轮、8输入小齿轮、9第二前轴承、9a前滚珠滑套、10第二后轴承、10a后滚珠滑套、11消隙轴齿轮、12第二大齿轮、12a齿轮芯、12b螺丝、12c螺堵、14a弹簧、14b缸筒、14c活塞、14d密封圈、14e接头、14g调节螺丝、14h推力轴承、14j电磁铁、14k线圈、14l动铁芯、18管路、19调压阀、20压力源、21电缆，22放大器、23电源、24伺服驱动器或控制系统。
具体实施方式：
以下结合附图对本发明的具体实施方式，作进一步说明
如图1-图3，图7-图8所示，一种减速机构由大齿轮或齿条(1)、轴齿轮(2)、第一前轴承(4)、第一后轴承(5)、第一大齿轮(7)、消隙轴齿轮(11)、第二前轴承(9)、第二后轴承(10)、第二大齿轮(12)，输入小齿轮(8)、壳体(6)构成，轴齿轮(2)、(11)都与大齿轮或齿条(1)啮合，第一大齿轮(7)、第二大齿轮(12)都与输入小齿轮(8)啮合。大齿轮或齿条(1)和小齿轮(8)中，至少有一个是斜齿，消隙轴齿轮(11)、第二大齿轮(12)的组合，可以相对轴壳体轴向窜动一定距离，在消隙轴齿轮(11)、第二大齿轮(12)与壳体(6)之间，设置有一个轴向力加载机构。
如图1所示，所述之轴向加载机构是弹簧(14a)。
如图2、图3所示，所述之轴向加载机构(14)是一个油缸或气缸，它由缸筒(14b)、活塞(14c)、密封圈(14d)构成一个密闭空间，该空间与接头(14e)相通。接头(14e)经管路(18)、调压阀(19)与压力源(20)相通。
图2中弹簧(14a)是预加载弹簧，压力较小，而由缸筒(14b)、活塞(14c)、 密封圈(14d)构成的一个油缸或气缸是主加载机构，加载压力由调压阀(19)控制，既可由操作者根据设备运动的速度、加速度、负载控制，也可由伺服电机驱动器力矩信号和数控系统的程序或相关信号控制，以保证齿轮(2)与齿条或大齿轮(1)始终单面接触，又保证在使用周期内平均消隙压力最小。
如图7所示，所述之轴向加载机构(14)是电磁铁；它由电磁铁(14j)、线圈(14k)、动铁芯(14l)构成；线圈端子通过电缆(21)，放大器(22)与电源(23)及伺服驱动器或控制系统(24)相连。这里弹簧(14a)也是预加载弹簧，压力较小。电磁铁(14j)、动铁芯(14l)、用电工软钢或低碳钢制造。同方案3类似，电磁铁的电流，即加载压力由放大器控制，既可由操作者根据设备运动的速度、加速度、负载来设定，也可由伺服电机驱动器力矩信号和数控系统的程序或相关信号控制，以保证齿轮(2)与齿条或大齿轮(1)始终单面接触，又保证在使用周期内平均消隙压力最小。
图1-图3中，所述轴齿轮(2)、第一前轴承(4)、第一后轴承(5)、第一大齿轮(7)、壳体(6)、输入小齿轮(8)、消隙轴齿轮(11)、第二前轴承(9)、第二后轴承(10)、第二大齿轮(12)构成一个独立的多用途自动消隙伺服减速单元，该多用途自动消隙伺服减速单元可与大齿轮或齿条(1)构成外齿论减速机构或内齿论减速机构，或齿条减速机构。
图4-图6是图1-图3的多用途自动消隙伺服减速单元分别用于齿条、外圆柱齿轮、内圆柱齿轮传动的应用实例。
图7为大齿轮(1)、轴齿轮(2)、消隙轴齿轮(11)内置，用电磁力加载消隙的自动消隙伺服减速机构方案(方案4)。
图8为大齿轮(1)、轴齿轮(2)、消隙轴齿轮(11)内置，用气液加载消隙的自动消隙伺服减速机构方案(方案3)。
图8a为用弹簧加载消隙的自动消隙伺服减速机构方案(方案2)。
又如图1-图3、图7-图8所示，本发明减速机构设置有轮齿对准机构，以便于装配的方便。该机构通过把所述第一大齿轮(7)或第二大齿轮(12)安装在轮芯(12a)上而实现，并用M个螺钉(12b)联结，轮芯(12a)上穿螺钉(12b)的孔应当是腰形孔。壳体上对应螺钉(12b)的半径位置制有一个螺孔并拧有螺堵(12c)以便拧下螺堵实施对准操作，操作毕拧上螺堵以防漏油。
又如图3、图7、图8所示，消隙轴齿轮(11)的第二前轴承(9)、第二后轴承(10)采用向心滚柱轴承，并经一个推力轴承(14h)与消隙加载机构接触。而图2中，消隙轴齿轮(11)的第二前轴承(9)、第二后轴承(10)为向心球轴承和前滚珠滑套(9a)、后滚珠滑套(10a)的组合，其中第二后轴承(10)为能承受一定轴向力的轴承。
Claims (7)
1.一种自动消隙伺服减速机构包括大齿轮或齿条(1)、轴齿轮(2)、第一前轴承(4)、第一后轴承(5)、壳体(6)、第一大齿轮(7)、输入小齿轮(8)；轴齿轮(2)通过第一前轴承(4)、第一后轴承(5)安装在壳体(6)上，轴齿轮(2)及第一大齿轮(7)同轴固结，轴齿轮(2)与大齿轮或齿条(1)啮合，第一大齿轮(7)与输入小齿轮(8)啮合。其特征在于：一个消隙轴齿轮(11)和第二大齿轮(12)同轴固结，通过第二前轴承(9)、第二后轴承(10)安装在壳体(6)上，第二大齿轮(12)也与与小输入齿轮(8)啮合，消隙轴齿轮(11)也与大齿轮或齿条(1)啮合，所述大齿轮或齿条(1)和输入小齿轮(8)中，至少有一个是斜齿，消隙轴齿轮(11)、第二大齿轮(12)的组合，可以在壳体(6)中轴向窜动一定距离，在消隙轴齿轮(11)、第二大齿轮(12)的组合与壳体(6)之间，设置有一个轴向加载机构。
2.按权利要求1所述之自动消隙伺服减速机构，其特征在于：所述之轴向加载机构是弹簧(14a)。
3.按权利要求1所述之自动消隙伺服减速机构，其特征在于：所述之轴向加载机构是一个油缸或气缸，它由缸筒(14b)、活塞(14c)、密封圈(14d)构成一个密闭空间，该空间与接头(14e)相通。接头(14e)经管路(18)、调压阀(19)与压力源(20)相通。
4.按权利要求1所述之自动消隙伺服减速机构，其特征在于：所述之轴向加载机构是电磁铁；它由电磁铁(14j)、线圈(14k)、动铁芯(14l)构成；线圈通过电缆(21)，放大器(22)与电源(23)及伺服驱动器或控制系统(24)相连。
5.按权利要求1所述之自动消隙伺服减速机构，其特征在于：所述轴齿轮(2)、第一前轴承(4)、第一后轴承(5)、第一大齿轮(7)、壳体(6)、输入小齿轮(8)、消隙轴齿轮(11)、第二前轴承(9)、第二后轴承(10)、第二大齿轮(12)构成一个独立的多用途伺服减速单元，该多用途伺服减速单元可与大齿轮或齿条(1)构成外齿轮减速机构或内齿轮减速机构，或齿条减速机构。
6.按权利要求1所述之自动消隙伺服减速机构，其特征在于：设置有轮齿对准 机构，该机构通过把所述第一大齿轮(7)或第二大齿轮(12)安装在轮芯(12a)上而实现，第二大齿轮(12)和轮芯(12a)用多个螺钉(12b)联结，壳体上对应螺钉(12b)的半径位置制有一个螺孔并拧有螺堵(12c)。
7.按权利要求1所述之自动消隙伺服减速机构，其特征在于：所述第二前轴承(9)、第二后轴承(10)为下述之一：a，向心滚柱轴承和一个推力轴承(14h)的组合、b，向心球轴承和前滚珠滑套(9a)、后滚珠滑套(10a)的组合。
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