CN204099538U - 一种齿轮结构及应用有该齿轮结构的传动机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种齿轮结构及应用有该齿轮结构的传动机构，齿轮结构包括能够同轴转动的第一齿轮和第二齿轮，第一齿轮的轮盘上具有一凹腔，第二齿轮的一端设置有一能够安装入凹腔的盘体，盘体的外周壁上设置有至少一个径向向外凸起的弹性体，弹性体的两端分别连接于所述盘体的外周壁上，凹腔的侧壁上和盘体的外周壁上设置有能够相互弹性匹配的凸键和凹陷位。该齿轮结构能够实现过载双向打滑，且不会出现打滑失效问题，可靠性高，使用寿命长。一种应用有前述齿轮结构的传动机构，包括连接在动力输入轴和动力输出轴之间的至少两级传动齿轮，动力输入轴和动力输出轴之间的至少一级传动齿轮为齿轮结构。该传动机构能够防止齿轮断齿、实现过载保护。

Description

一种齿轮结构及应用有该齿轮结构的传动机构

技术领域

本实用新型涉及一种具有防外力矩破坏功能的齿轮结构，本实用新型还涉及一种应用有该齿轮结构的传动机构。

背景技术

微型减速永磁同步电机是一种体积小、转速低、转速恒定的电机，应用领域广泛。微电机输出轴的转速是电机转子通过多级减速齿轮传递而获得的，因为体积小，传动齿轮只能采用小模数齿轮，强度有限，又因电机功率小，主轴输出力矩和传动齿轮强度能实现合理匹配，在正常负载下，能够满足使用要求。但是在应用过程中，经常会遇到电机过载而损坏电机的情况，特别在微电机应用领域，人为的外力作用往往造成微电机负载超出额定负载的情况，微电机损坏的概率非常高，通常需要更换整个微电机以解决问题，这就造成了极大的资源浪费。

随后出现了一些能够实现打滑功能的齿轮结构，以实现电机的过载保护。如授权公告号为CN201934611U(申请号为201020697222.0)的中国实用新型专利《具有过载保护功能的齿轮传动结构》，其中公开的齿轮传动结构利用离合结构中的主动摩擦片和从动摩擦片接触面间的摩擦作用来传递扭矩，两者之间达到一定扭矩后会暂时自动分离或打滑，而小于一定扭矩时则会自动结合，从而实现对齿轮的过载保护作用。但是该结构在长期的使用过程中，由于长时间的摩擦，主动摩擦片和从动摩擦片接触面间的摩擦力会逐渐减小，以至最终丧失了齿轮的传动功能，使用寿命有限。

又如专利号为ZL03225141.6(授权公告号为CN2622486Y)的中国实用新型专利《一种注塑成型齿轮间的打滑机构》，其中公开的齿轮间的打滑机构利用弹性机构支持的突起与齿轮轮盘内的凹槽配合实现齿轮间的传动和打滑，但是该打滑机构中作为弹性机构的片体一端与齿轮非连接设置，则在实现双向打滑功能时，如果向片体延伸方向的反向打滑时，在外界用力过快过大的情况下，片体由于具有弹性会发生变形拱起从而使得其片体本身或者压迫突起卡死在凹槽中，同样会引起电机损坏的情况，使用的可靠性低。

实用新型内容

本实用新型所要解决的第一个技术问题是针对上述现有技术提供一种齿轮结构，该齿轮结构能够实现过载双向打滑，且在打滑过程中不会出现部件发生形变而引起的打滑失效问题，解决了齿轮断齿的问题且可靠性高，能够有效提高齿轮的使用寿命。

本实用新型所要解决的第二个技术问题是针对上述现有技术提供一种应用有上述齿轮的、能够防止电机损坏、实现过载保护的传动机构。

本实用新型解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种齿轮结构，包括能够同轴转动的第一齿轮和第二齿轮，以所述第一齿轮的轴心为中心，所述第一齿轮的轮盘上具有一凹腔，所述第二齿轮的一端设置有一能够安装入所述凹腔的盘体，其特征在于：所述盘体的外周壁上设置有至少一个径向向外凸起的弹性体，所述弹性体的两端分别连接于所述盘体的外周壁上，所述凹腔的侧壁上和所述盘体的外周壁上设置有能够相互弹性匹配的凸键和凹陷设置的凹陷位。根据设计需要，该凹陷位可以为凹槽，也可以为凹坑，与凹陷位相匹配，该凸键可以设置为凸棱，也可以设置为凸点。

优选地，所述凹陷位为凹槽，所述凹槽包括多个且轴向设置在凹腔的侧壁上，所述凸键径向向外设置在所述弹性体上，所述盘体安装到所述凹腔后，所述凸键弹性嵌接入所述凹槽中。

为了加强弹性体的支撑力度，同时增大弹性体的弹性空间以应对不同大小的外力，所述弹性体的两端分别通过加强筋连接于所述盘体的外周壁上。

为了方便制造，所述加强筋和所述弹性体为一体结构。

为了加工方便，所述加强筋、弹性体、凸键、盘体为一体结构。

优选地，所述盘体的外周壁上均匀设置有多个弹性体，每个弹性体上均设置有凸键。

均衡地，每个弹性体的两端均通过加强筋连接于所述盘体的外周壁上。

作为改进，所述弹性体连接为一体结构并通过加强筋围设于所述盘体的外周壁的周圈，所述弹性体位于每两个相邻加强筋之间的部分上均设置有一个凸键。

为了方便装配第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮的凹腔中心向外延伸设置一连接轴，所述第二齿轮中心向内凹陷设置一与所述连接轴相匹配的凹台。

本实用新型解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：一种应用有前述齿轮结构的传动机构，包括连接在动力输入轴和动力输出轴之间的至少两级传动齿轮，其特征在于：所述动力输入轴和动力输出轴之间的至少一级传动齿轮为所述齿轮结构。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：该齿轮结构中的第一齿轮和第二齿轮间通过第一齿轮凹腔内的凹槽与第二齿轮中弹性体上的凸键配合，实现齿轮的打滑功能，从而在齿轮超过负载的情况下，不会出现断齿或者电机损坏的情况，有效防止了外力对齿轮的破坏，提高了电机使用安全性。此外，该齿轮结构中设置独立的弹性体，且弹性体的两端分别均匀的连接在盘体的周壁上，如此，齿轮可以实现双向打滑，且在凸键和凹槽之间发生打滑的情况下，弹性体整体能够基本径向均匀向内压缩，不会出现弹性体一端发生形变的问题，则弹性体自身不会卡死在凹槽中，且不会压迫凸键而将凸键卡死在凹槽中，能够避免齿轮因该问题引起的断齿问题，提高了齿轮使用的可靠性，大大增加了该齿轮的使用寿命。

另外，应用有该齿轮结构的传动机构，在输入转矩过大、超出传动机构负载的情况下，可以利用该齿轮结构的打滑作用，防止外力对齿轮的破坏，有效避免了齿轮断齿的情况，进而避免了电机的损坏，提高了传动机构的实用性，减小了电机的故障率。

附图说明

图1为本实用新型实施例中齿轮结构的立体图。

图2为本实用新型实施例中第一齿轮的立体图。

图3为本实用新型实施例中第二齿轮的立体图。

图4为本实用新型实施例中第二齿轮另一角度的立体图。

图5为本实用新型实施例中一种盘体示例的截面图。

图6为本实用新型实施例中另一种盘体示例的截面图。

图7为本实用新型实施例中传动机构的示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

如图1～图4所示，本实施例中的齿轮结构，包括能够同轴转动的第一齿轮1和第二齿轮2。

其中在第一齿轮1的轮盘上具有一凹腔11，该凹腔11以第一齿轮1的轴心为中心，该凹腔11的侧壁上还轴向均匀设置有多个凹槽111，各凹槽111连续圆滑过渡从而形成内齿圈结构。

第二齿轮2的一端连接设置有一能够安装入第一齿轮1上凹槽111的盘体21，该盘体21的外周壁上均匀设置有多个径向向外凸起的弹性体22，每个弹性体22的两端分别通过加强筋24连接于盘体21的外周壁上，每个弹性体22上还设置有一径向向外的、与所述凹槽111相适配的凸键23。其中，加强筋24、弹性体22、凸键23、盘体21、第二齿轮2均可以为一体结构并一体加工成型。当第二齿轮2的盘体21适配安装到第一齿轮1的凹腔11中后，弹性体22上的凸键23匹配的嵌接入所述第一齿轮1上凹腔11侧壁的凹槽111中。为了方便实现第一齿轮1和第二齿轮2间的打滑效果，本实施例中的凹腔11为圆形的凹腔11，盘体21为圆形盘体21，根据不同的设计要求，凹腔11和盘体21形状可以设置为其他形状，以满足能够实现第一齿轮1和第二齿轮2间的带动连接和打滑功能为准。

为了方便装配第一齿轮1和第二齿轮2，第一齿轮1的凹腔11中心向外延伸设置一连接轴12，第二齿轮2中心向内凹陷设置一与连接轴12相匹配的凹台25，则将第一齿轮1上的连接轴12置入第二齿轮2内的凹台25即快速完成第一齿轮1和第二齿轮2的装配，在使用时，第一齿轮1和第二齿轮2中心还开设有用于套接在外部驱动轴上的齿轮轴孔(101,201)，第一齿轮1和第二齿轮2的齿轮轴孔(101,201)同心设置以实现第一齿轮1和第二齿轮2的同轴转动。

前述的第一齿轮1和第二齿轮2在本实施例中分别为相互匹配的齿片和轴齿，凸键23为棘爪，棘爪和内齿圈配合形成双向棘轮摩擦结构。

该齿轮结构的工作原理如下：该齿轮结构中的第一齿轮1和第二齿轮2上的承受扭矩在额定扭矩范围内时，即第一齿轮1和第二齿轮2间的扭力还未达到两者间的打滑限定值时，第一齿轮1中弹性体22上的凸键23均嵌接在第二齿轮2中凹腔11侧壁上内齿圈的凹槽111中，则第一齿轮1和第二齿轮2能够实现同轴同速旋转。当作用于第一齿轮1或第二齿轮2上扭矩超过额定扭矩时，即第一齿轮1和第二齿轮2间的扭力超过两者间的打滑限定值时，则弹性体22会因为外力作用压迫径向向内压缩，从而在第一齿轮1或者第二齿轮2的带动下，使得凸键23能在各凹槽111之间打滑转动，即实现了第一齿轮1和第二齿轮2的打滑动作，由于受力方向的不同，凸键23能在各凹槽111之间正向打滑转动或者反向打滑转动，则该齿轮结构实现了第一齿轮1和第二齿轮2间的双向打滑，即利用双向棘轮摩擦结构实现了棘爪和内齿圈间的双向打滑，从而使得齿片和轴齿之间既能配合实现传动效果，也能实现双向打滑效果以防止断齿情况的出现而损坏整个电机。由此可知，在第一齿轮1或第二齿轮2承受的扭矩超出额定扭矩时，因为两者间的打滑作用不会使得齿轮发生断齿的现象。此外，由于弹性体22的两端分别通过加强筋24连接于盘体21的外周壁上，则齿轮在实现双向打滑的过程中，弹性体22的一端不会因为外力过快过大而发生大幅度形变拱起，进而弹性体22自身不会卡死在凹槽111中，弹性体22也不会压迫凸键23而将凸键23卡死在凹槽111中，使用的可靠性更好。

如图7所示，本实施例中的应用有前述齿轮结构的传动机构，包括连接在动力输入轴和动力输出轴之间的至少两级传动齿轮，其中动力输入轴和动力输出轴之间的其中一级传动齿轮为前述齿轮结构a，则在外部负载超出额定负载的情况下，则其中具有前述齿轮结构那级传动齿轮发挥其打滑作用，使得在超载的情况下，各级传动齿轮不会发生断齿的情况，进而不会损伤电机。

在前述齿轮结构的基础上，还可以对齿轮结构进行改进，如图5所示，盘体21的外周壁上均匀设置有多个径向向外凸起的弹性体22，每个弹性体22的两端直接连接于盘体21的外周壁上。或者如图6所示，弹性体22为围设在盘体21外周壁周圈的一体弹性体22，该一体弹性体22通过均匀设置的加强筋24连接于盘体21的外周壁上，弹性体22位于每两个相邻加强筋24之间的部分上均设置有一个凸键23。

Claims (10)

1.一种齿轮结构，包括能够同轴转动的第一齿轮(1)和第二齿轮(2)，以所述第一齿轮(1)的轴心为中心，所述第一齿轮(1)的轮盘上具有一凹腔(11)，所述第二齿轮(2)的一端设置有一能够安装入所述凹腔(11)的盘体(21)，其特征在于：所述盘体(21)的外周壁上设置有至少一个径向向外凸起的弹性体(22)，所述弹性体(22)的两端分别连接于所述盘体(21)的外周壁上，所述凹腔(11)的侧壁上和所述盘体(21)的外周壁上设置有能够相互弹性匹配的凸键(23)和凹陷设置的凹陷位。

2.根据权利要求1所述齿轮结构，其特征在于：所述凹陷位为凹槽(111)，所述凹槽(111)包括多个且轴向设置在凹腔(11)的侧壁上，所述凸键(23)径向向外设置在所述弹性体(22)上，所述盘体(21)安装到所述凹腔(11)后，所述凸键(23)弹性嵌接入所述凹槽(111)中。

3.根据权利要求1所述齿轮结构，其特征在于：所述弹性体(22)的两端分别通过加强筋(24)连接于所述盘体(21)的外周壁上。

4.根据权利要求3所述的齿轮结构，其特征在于：所述加强筋(24)和所述弹性体(22)为一体结构。

5.根据权利要求3所述的齿轮结构，其特征在于：所述加强筋(24)、弹性体(22)、凸键(23)、盘体(21)为一体结构。

6.根据权利要求2所述的齿轮结构，其特征在于：所述盘体(21)的外周壁上均匀设置有多个弹性体(22)，每个弹性体(22)上均设置有凸键(23)。

7.根据权利要求6所述的齿轮结构，其特征在于：每个弹性体(22)的两端均通过加强筋(24)连接于所述盘体(21)的外周壁上。

8.根据权利要求6所述的齿轮结构，其特征在于：所述弹性体(22)连接为一体结构并通过加强筋(24)围设于所述盘体(21)的外周壁的周圈，所述弹性体(22)位于每两个相邻加强筋(24)之间的部分上均设置有一个凸键(23)。

9.根据权利要求1所述的齿轮结构，其特征在于：所述第一齿轮(1)的凹腔(11)中心向外延伸设置一连接轴(12)，所述第二齿轮(2)中心向内凹陷设置一与所述连接轴(12)相匹配的凹台(25)。

10.一种应用有如权利要求1～9任一权利要求所述的齿轮结构的传动机构，包括连接在动力输入轴和动力输出轴之间的至少两级传动齿轮，其特征在于：所述动力输入轴和动力输出轴之间的至少一级传动齿轮为所述齿轮结构。