CN203880035U - 齿轮结构和具有其的变速器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种齿轮结构和具有其的变速器，所述齿轮结构包括：第一齿轮，第一齿轮的一侧表面上形成有沿内外方向延伸的第一安装槽；第二齿轮，第二齿轮设在第一齿轮的一侧，第二齿轮的邻近第一齿轮的表面上形成有沿内外方向延伸的第二安装槽，第一安装槽从内到外相对于第二安装槽的延伸方向偏离，第二安装槽和第一安装槽共同限定出滚动腔室；滚动体，滚动体可滚动地设在滚动腔室内以使第一齿轮和第二齿轮相对周向转动；以及限定第一齿轮和第二齿轮相对轴向移动的限位件。根据本实用新型实施例的齿轮结构，实现主动齿轮与被动齿轮啮合间隙消除的目的。

Description

齿轮结构和具有其的变速器

技术领域

本实用新型涉及车辆领域，尤其是涉及一种齿轮结构和具有其的变速器。 

背景技术

相关技术中指出，消隙齿轮采用弹簧或者其他弹性部件，实现主动齿轮与从动齿轮形成一定转角的布置形式，以达到与从动齿轮啮合间隙消除的目的。然而，该结构布局结构复杂，装配困难，齿轮设计结构受限，弹簧占用空间大，且需要较大的齿轮体容纳弹簧，结构不紧凑，从而增加制造设计难度。另外，由于空间条件限制，弹簧较小时，弹簧固定位置加工困难，结构复杂，装配困难。 

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种齿轮结构，所述齿轮结构的结构简单且紧凑，加工与装配难度低，解决了齿轮空转时因转速波动引起的齿轮敲击问题，提高了齿轮机构的噪音品质。 

本实用新型的另一个目的在于提出一种具有上述齿轮结构的变速器。 

根据本实用新型第一方面实施例的齿轮结构，包括：第一齿轮，所述第一齿轮的一侧表面上形成有沿内外方向延伸的第一安装槽；第二齿轮，所述第二齿轮设在所述第一齿轮的所述一侧，所述第二齿轮的邻近所述第一齿轮的表面上形成有沿内外方向延伸的第二安装槽，所述第一安装槽从内到外相对于所述第二安装槽的延伸方向偏离，所述第二安装槽和所述第一安装槽共同限定出滚动腔室；滚动体，所述滚动体可滚动地设在所述滚动腔室内以使所述第一齿轮和所述第二齿轮相对周向转动；以及限定所述第一齿轮和所述第二齿轮相对轴向移动的限位件。 

根据本实用新型实施例的齿轮结构，上述布局形式有效的利用旋转体的离心力与物体的惯性特性，推动第一齿轮和第二齿轮之间相对旋转一定的角度，实现主动齿轮与被动齿轮啮合间隙消除的目的。且实现靠钢球离心力控制两齿轮(即第一齿轮和第二齿轮)之间转动的角度，并随齿轮侧隙大小自动调整。当齿轮啮合存在扭矩时，扭矩克服惯性使第一齿轮和第二齿轮的相对旋转角度为零，凸筋齿轮(即第一齿轮)承载扭矩。另外，此种设计结构简单，减小加工难度与装配难度，且结构紧凑，钢球的结构简单，制造成本低，有效的实现在齿轮空转时因转速波动引起的齿轮敲击问题。 

另外，根据本实用新型上述实施例的齿轮结构还可以具有如下附加的技术特征： 

可选地，所述第二安装槽沿所述第二齿轮的径向延伸，所述第一安装槽相对于第一齿轮的径向方向沿顺时针或逆时针偏离。 

可选地，所述第一安装槽和所述第二安装槽分别为四个，所述第一安装槽在所述第一齿轮的周向上均匀分布，所述第二安装槽在所述第二齿轮的周向上均匀分布。 

进一步地，所述第一齿轮和所述第二齿轮中的其中一个与另一个相对的表面上设有环形的凸筋，所述凸筋与所述第一齿轮同轴设置，所述第一齿轮和所述第二齿轮中的另一个套设在所述凸筋上，所述限位件设在所述凸筋的自由端。 

可选地，所述第一齿轮和所述第二齿轮中的所述另一个与所述凸筋间隙配合。 

更进一步地，所述凸筋的所述自由端的外周壁上形成有容纳槽，所述限位件容纳在所述容纳槽内。 

可选地，所述限位件为卡簧。 

可选地，所述滚动体为钢球或滚柱。 

进一步地，所述第一安装槽和所述第二安装槽的宽度略大于所述钢球的直径或所述滚柱的轴向长度。 

根据本实用新型第二方面的变速器，包括根据本实用新型上述第一方面的齿轮结构。 

附图说明

图1(a)和图1(b)是根据本实用新型实施例的齿轮结构装配时的示意图； 

图2(a)和图2(b)是图1中所示的齿轮结构工作时的示意图； 

图3(a)和图3(b)是图1中所示的齿轮结构的第一齿轮的示意图； 

图4(a)和图4(b)是图1中所示的齿轮结构的第二齿轮的示意图； 

图5是图1中所示的钢球的示意图； 

图6是图1中所示的卡簧的示意图。 

附图标记： 

100：齿轮结构； 

1：第一齿轮；11：第一安装槽；12：第一轴孔；13：轮齿； 

14：凸筋；141：容纳槽； 

2：第二齿轮；21：第二安装槽；22：第二轴孔； 

3：钢球；4：卡簧。 

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新 型的限制。 

如图1和图2所示，根据本实用新型第一方面实施例的齿轮结构100，包括第一齿轮1、第二齿轮2、滚动体以及限定第一齿轮1和第二齿轮2相对轴向移动的限位件。 

其中，第一齿轮1和第二齿轮2共同构成主动齿轮或从动齿轮，在本申请下面的描述中，以第一齿轮1和第二齿轮2共同构成主动齿轮为例进行说明。具体地，参照图1(a)，第一齿轮1和第二齿轮2的周向上均具有多个轮齿13，多个轮齿13分别在第一齿轮1和第二齿轮2的外周壁上均匀分布，且第一齿轮1上的多个轮齿13和第二齿轮2上的多个轮齿13一一对应，当主动齿轮为斜齿轮时，第一齿轮1上的轮齿13与第二齿轮2上相应的轮齿13共同构成一个完整的斜轮齿13，当主动齿轮为直齿轮时，第一齿轮1上的轮齿13与第二齿轮2上相应的轮齿13共同构成一个完整的直轮齿13。 

如图1-图5所示，第一齿轮1的中央形成有沿其轴向贯穿的第一轴孔12，第二齿轮2的中央形成有沿其轴向贯穿的第二轴孔22，当第一齿轮1和第二齿轮2共同构成主动齿轮时，驱动器例如电机的驱动轴可以依次穿过第一轴孔12和第二轴孔22并带动第一齿轮1和第二齿轮2转动，具体地，电机的驱动轴可以穿过第一轴孔12，且第二齿轮2的第二轴孔22可以套设在第一齿轮1的凸筋14的外周驱动轴带动第一齿轮1转动，第一齿轮1带动第二齿轮2转动。 

第一齿轮1的一侧表面上形成有沿内外方向延伸的第一安装槽11。例如在图3(a)和图4(a)的示例中，第一安装槽11大体为长圆形，且第一安装槽11的长度方向与第一齿轮1的内外方向一致，可选地，第一安装槽11由第一齿轮1的一侧表面的一部分朝向第一齿轮1的另一侧表面凹入形成，第二齿轮2设在第一齿轮1的一侧(例如图1(a)和图2(a)中所示的右侧)，即安装在第一齿轮1的具有第一安装槽11的一侧，相应地，第二齿轮2的邻近第一齿轮1的表面(例如图1(a)和图2(a)中所示的左表面)上形成有沿内外方向延伸的第二安装槽21，第二安装槽21与第一安装槽11的长度和宽度大体相等。这里，需要说明的是，方向“内”可以理解为朝向第一齿轮1或第二齿轮2中心的方向，其相反方向被定义为“外”，即远离第一齿轮1或第二齿轮2中心的方向。 

第一安装槽11从内到外相对于第二安装槽21的延伸方向偏离，第二安装槽21和第一安装槽11共同限定出滚动腔室。滚动体可滚动地设在滚动腔室内以使第一齿轮1和第二齿轮2相对周向转动。参照图1-图4，第一安装槽11和第二安装槽21的内端(即靠近相应的齿轮中心的一端)同球心设计，在远离齿轮中心的一端存在一定的角度偏差，这样当滚动体例如钢球3位于滚动腔室的内端时，第一齿轮1和第二齿轮2相应的轮齿13一一对应，如图1所示，当滚动体例如钢球3受离心作用移向滚动腔室的外端时，第一齿轮1和第二齿轮2相应的轮齿13之间在周向上错开一定角度，以达到与从动齿轮啮合间隙消除的目的。当然，本实用新型不限于此，滚动体还可以为滚柱等。可以理解的是，第一安装槽11和第二安装槽21的外端之间的角度偏差可以根据不同的齿轮而适 应性改变，本实用新型对此不作特殊限定。 

第一齿轮1、第二齿轮2、滚动体例如钢球3和限位件装配到位后构成主动齿轮，当齿轮不旋转时，钢球3处于如图1(b)所示的位置，第一齿轮1和第二齿轮2没有相对转动角度，如图1(a)所示。当齿轮旋转时，钢球3受离心力作用会向齿轮外径方向移动，如图2(b)所示，由于第一齿轮1的第一安装槽11和第二齿轮2的第二安装槽21存在角度偏移，钢球3会推动第一齿轮1和第二齿轮2相对旋转一定角度，效果如图2(a)所示，旋转角度会随配对齿轮啮合侧隙大小自动调节，直至实现消隙效果。 

第一齿轮1用于承载与传递扭矩，第二齿轮2用于消除第一齿轮1和与其配合齿轮间侧隙。当第二齿轮2受载荷过大时，能够克服钢球3的离心力，使钢球3返回齿轮中心端，第一齿轮1和第二齿轮2间的旋转角度消除，由第一齿轮1承载扭矩，保护第二齿轮2与钢球3不受重载荷，提高消隙齿轮寿命。这里，第一齿轮1的厚度可以大于第二齿轮2的厚度，以进一步提高第一齿轮1的承载强度，延长齿轮的寿命。 

本申请采取的技术方案打破了以往常规采用弹簧等弹性部件推动两个齿轮之间产生相对旋转角度实现消除配对齿轮啮合间隙的思路，利用旋转体的离心力作用，实现齿轮消隙的布局形式。 

根据本实用新型实施例的齿轮结构100，上述布局形式有效的利用旋转体的离心力与物体的惯性特性，推动第一齿轮1和第二齿轮2之间相对旋转一定的角度，实现主动齿轮与被动齿轮啮合间隙消除的目的。且实现靠钢球3离心力控制两齿轮(即第一齿轮1和第二齿轮2)之间转动的角度，并随齿轮侧隙大小自动调整。当齿轮啮合存在扭矩时，扭矩克服惯性使第一齿轮1和第二齿轮2的相对旋转角度为零，凸筋齿轮(即第一齿轮1)承载扭矩。 

另外，此种设计结构简单，减小加工难度与装配难度，且结构紧凑，钢球3的结构简单，制造成本低，有效的实现在齿轮空转时因转速波动引起的齿轮敲击问题。 

在本实用新型的一个实施例中，如图3和图4所示，第二安装槽21沿第二齿轮2的径向延伸，第一安装槽11相对于第一齿轮1的径向方向沿顺时针偏离。当然，本实用新型不限于此，在本实用新型的另一个实施例中，第一安装槽11还可以相对于第一齿轮1的径向方向沿逆时针偏离(图未示出)。 

可选地，第一安装槽11和第二安装槽21分别为四个，第一安装槽11在第一齿轮1的周向上均匀分布，第二安装槽21在第二齿轮2的周向上均匀分布。四个第一安装槽11和四个第二安装槽21一一对应以限定出四个滚动腔室，每个滚动腔室内设有一个钢球3，由此，当第一齿轮1与第二齿轮2相对周向转动时，有效地保证了第一齿轮1和第二齿轮2转动的平稳性且受力均匀，延长了齿轮结构100的使用寿命。 

在本实用新型的一个实施例中，第一齿轮1和第二齿轮2中的其中一个(例如，图1(a)和图2(a)中的第一齿轮1)与另一个(例如，图1(a)和图2(a)中的第二齿轮2)相对的表面上设有环形的凸筋14，凸筋14与第一齿轮1同轴设置，第一齿轮1 和第二齿轮2中的另一个套设在凸筋14上，限位件设在凸筋14的自由端。 

具体地，参照图3(b)，凸筋14为圆环形，凸筋14设在第一齿轮1的右表面上，凸筋14的内径与第一轴孔12的直径相等，凸筋14的外径可以小于等于第二齿轮2的第二轴孔22的直径以将第二齿轮2套设在凸筋14的外周，方便定位，优选地，第一齿轮1和第二齿轮2中的另一个(例如，图1(a)和图2(a)中的第二齿轮2)与凸筋14间隙配合，从而第二齿轮2和第一齿轮1可顺利地相对周向转动，不易产生噪音且不易磨损，而且第一齿轮1可以承载扭矩。 

更进一步地，凸筋14的自由端的外周壁上形成有容纳槽141，限位件容纳在容纳槽141内。可选地，限位件为卡簧4，结构简单，安装方便且成本低。如图1-图3、图6，容纳槽141形成在凸筋14的右端，容纳槽141由凸筋14的外周壁的一部分朝向凸筋14的中心轴线的方向凹入形成，容纳槽141可以形成为与卡簧4的形状相适配的形状，以使卡簧4可以更好地安装在容纳槽141内，容纳槽141与第一齿轮1的右表面之间的距离略大于第二齿轮2的厚度。由此，通过设置容纳槽141，可以将卡簧4定位在容纳槽141内，从而第一齿轮1和第二齿轮2不易产生相对轴向运动。 

进一步地，第一安装槽11和第二安装槽21的宽度略大于钢球3的直径或滚柱的轴向长度。也就是说，第一安装槽11和第二安装槽21的宽度与钢球3、滚柱的尺寸差值在一个很小的范围内，不仅使得钢球3或滚柱可以方便地在滚动腔室内滚动，而且钢球3或滚柱可以顺利地在滚动腔室内沿内外方向移动而不会发生偏离。 

根据本实用新型第二方面实施例的变速器(图未示出)，包括根据本实用新型上述第一方面实施例的齿轮结构100。该变速器可以用于车辆例如汽车中。 

根据本实用新型实施例的变速器，通过特殊的结构设计及合理的布局设计，齿轮结构100的构思新颖，结构简单，易于布置，结构紧凑，该布置结构成功地实现靠离心力作用实现齿轮啮合消隙的效果，解决由于转速波动引起的敲击问题，使整车空间设计变得更加容易，从而提高了齿轮结构100使用寿命，降低了噪音。 

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。 

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。 

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、 “固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。 

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。 

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。 

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。 

Claims (10)

1.一种齿轮结构，其特征在于，包括： 

第一齿轮，所述第一齿轮的一侧表面上形成有沿内外方向延伸的第一安装槽； 

第二齿轮，所述第二齿轮设在所述第一齿轮的所述一侧，所述第二齿轮的邻近所述第一齿轮的表面上形成有沿内外方向延伸的第二安装槽，所述第一安装槽从内到外相对于所述第二安装槽的延伸方向偏离，所述第二安装槽和所述第一安装槽共同限定出滚动腔室； 

滚动体，所述滚动体可滚动地设在所述滚动腔室内以使所述第一齿轮和所述第二齿轮相对周向转动；以及 

限定所述第一齿轮和所述第二齿轮相对轴向移动的限位件。 

2.根据权利要求1所述的齿轮结构，其特征在于，所述第二安装槽沿所述第二齿轮的径向延伸，所述第一安装槽相对于第一齿轮的径向方向沿顺时针或逆时针偏离。 

3.根据权利要求1所述的齿轮结构，其特征在于，所述第一安装槽和所述第二安装槽分别为四个，所述第一安装槽在所述第一齿轮的周向上均匀分布，所述第二安装槽在所述第二齿轮的周向上均匀分布。 

4.根据权利要求1-3中任一项所述的齿轮结构，其特征在于，所述第一齿轮和所述第二齿轮中的其中一个与另一个相对的表面上设有环形的凸筋，所述凸筋与所述第一齿轮同轴设置，所述第一齿轮和所述第二齿轮中的另一个套设在所述凸筋上， 

所述限位件设在所述凸筋的自由端。 

5.根据权利要求4所述的齿轮结构，其特征在于，所述第一齿轮和所述第二齿轮中的所述另一个与所述凸筋间隙配合。 

6.根据权利要求4所述的齿轮结构，其特征在于，所述凸筋的所述自由端的外周壁上形成有容纳槽，所述限位件容纳在所述容纳槽内。 

7.根据权利要求6所述的齿轮结构，其特征在于，所述限位件为卡簧。 

8.根据权利要求1所述的齿轮结构，其特征在于，所述滚动体为钢球或滚柱。 

9.根据权利要求8所述的齿轮结构，其特征在于，所述第一安装槽和所述第二安装槽的宽度略大于所述钢球的直径或所述滚柱的轴向长度。 

10.一种变速器，其特征在于，包括根据权利要求1-9中任一项所述的齿轮结构。