CN204300285U - 一种刚度易控的柔性消隙齿轮 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种刚度易控的柔性消隙齿轮，包括沿在传动轴的轴向贴合连接的第一错位齿轮和第二错位齿轮，第一错位齿轮和第二错位齿轮与传动轴之间还连接有轴套；轴套与第一错位齿轮连接位置处配对有键槽，配对的键槽之间连接有键；轴套与第二错位齿轮连接部位还设置有凸台，凸台以及套在其外的第二错位齿轮的对应位置沿周向方向上至少设置有一个配对的贯通凹槽，轴套内与每一对配对的贯通凹槽之间连接有一块板弹簧；第二错位齿轮上的贯通凹槽与第一错位齿轮上的键槽沿周向相对错位；本实用新型简化了柔性消隙齿轮连接结构，并克服了齿轮副啮合齿侧法向接触压力的难以有效保证的问题，柔性消除了齿侧间隙，消除了齿轮冲击噪音。

Description

一种刚度易控的柔性消隙齿轮

技术领域

本实用新型涉及齿轮应用技术领域，特别是涉及一种刚度易控的柔性消隙齿轮。

背景技术

对于精密齿轮传动和高速重载齿轮传动装置而言，齿轮传动的冲击、振动和噪声是评价其性能的重要指标。齿侧隙是齿轮传动产生冲击、振动和噪声的重要原因之一。

为消除啮合轮齿的齿侧隙，降低齿轮传动的冲击、振动和噪声，消隙齿轮应运而生。现有技术中的消隙齿轮按其上两个错位齿轮的连接方式不同通常分为刚性消隙齿轮和柔性消隙齿轮两大类。刚性消隙齿轮，其上两个错位齿轮通过固定连接的方式联接成为一个刚性构件；柔性消隙齿轮，其上两个错位齿轮通过安装在其间的柔性元件形成柔性联接。

现有技术中的消隙齿轮都存在一定的缺陷。现有的刚性消隙齿轮，两个错位齿轮之间的错位角度需要预先调整，调整完成以后，两个错位齿轮之间的错位角度将固定不变。从而导致其不能满足因齿轮副周节误差、齿面磨损等误差因素对两个错位齿轮之间的错位角度提出的即时变化的要求，且结构复杂，调整操作繁琐；现有的柔性消隙齿轮，从原理上都可以确保为适应齿轮副周节误差、齿面磨损等误差因素对两个错位齿轮之间的错位角度提出的即时变化的要求。事实上，齿轮副啮合齿侧间的接触压力大小对于减小冲击振动、降低噪声的效果以及齿轮副承载能力和工作寿命至关重要。

现有的柔性消隙齿轮大多采用液压油缸或螺旋弹簧或橡胶弹簧等作为柔性元件。采用液压油缸作为柔性元件的柔性消隙齿轮，结构复杂，整体尺寸较大，使用空间范围受到限制；采用螺旋弹簧或橡胶弹簧作为柔性元件的柔性消隙齿轮，因为弹簧预压行程受限、弹簧刚度系数难以把控等原因致使齿轮副啮合齿侧间所必须的法向接触压力的难以得到有效保证，进而导致齿轮副消除冲击、振动和噪声的效果大打折扣，或是齿轮副的承载能力和工作寿命大大降低。

实用新型内容

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种刚度易控的柔性消隙齿轮，其目的在于简化柔性消隙齿轮连接结构，并克服齿轮副啮合齿侧间法向接触压力的难以有效保证的问题。

本实用新型所采用的技术方案是：一种刚度易控的柔性消隙齿轮，包括沿在传动轴的轴向贴合连接的第一错位齿轮和第二错位齿轮，第一错位齿轮和第二错位齿轮与传动轴之间还连接有轴套；轴套与第一错位齿轮连接位置处配对有键槽，配对的键槽之间连接有键；轴套与第二错位齿轮连接部位还设置有凸台，凸台以及套在其外的第二错位齿轮的对应位置沿周向方向上至少设置有一个配对的贯通凹槽，轴套内与每一对配对的贯通凹槽之间连接有一块板弹簧；第二错位齿轮上的贯通凹槽与第一错位齿轮上的键槽沿周向相对错位。 本实用新型的柔性消隙齿轮在轴套与第一错位齿轮的连接位置处配置有配对的键槽，并在其内连接键，以起到活动连接第一错位齿轮、第二错位齿轮的作用；此外在轴套与第二错位齿轮连接的部位配置有至少一对配对的贯通凹槽，并在贯通凹槽、内放置板弹簧，而且将贯通凹槽与键槽沿轴向上错位，使得第二错位齿轮在受力后，在板弹簧的连接和缓冲作用下可沿贯通凹槽的周向运动，达到柔性消除齿侧间隙的目的。当齿轮副运转时，可保证无间隙啮合，消除了齿轮冲击噪音，而且板弹簧的刚性可精确控制，进而可以精确控制齿侧间的接触应力以确保齿轮啮合轮齿间的良好接触条件，也就是说在第一、第二错位齿轮的轴向上错开一个角度，相当于增大了齿厚度，从而增加了齿轮的刚度的可控性。

优选地，第二错位齿轮上的贯通凹槽沿径向外侧部分的宽度与板弹簧的厚度一致，而沿径向内侧部分的宽度大于板弹簧的厚度，从而为板弹簧的周向弹性变形提供足够的空间。

优选地，板弹簧与配对的贯通凹槽的数量相同，为个1、2个或多个，沿周向均布，从而达到较好的均匀性。

优选地，轴套连接板弹簧的外部连接有第一、第二弹簧挡圈，以便固定轴套和第二错位齿轮。

优选地，轴套与第一错位齿轮的还设置有调整垫片，以便调整该齿轮的轴向连接位置。

优选地，第一错位齿轮和第二错位齿轮的齿宽的宽度沿径向变化，齿宽较宽，轮毂稍窄，以便安装第一弹性挡圈、第二弹性挡圈和调整垫片。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型的柔性消隙齿轮在轴套与第一错位齿轮的连接位置处配置有配对的键槽，并在其内连接键，以起到活动连接第一错位齿轮、第二错位齿轮的作用；此外在轴套与第二错位齿轮连接的部位配置有至少一对配对的贯通凹槽，并在贯通凹槽内放置板弹簧，而且将贯通凹槽与键槽沿轴向上错位，使得第二错位齿轮在受力后，在板弹簧的连接和缓冲作用下可沿贯通凹槽的周向运动，达到柔性消除齿侧间隙的目的。当齿轮副运转时，可保证无间隙啮合，消除了齿轮冲击噪音，而且板弹簧的刚性可精确控制，进而可以精确控制齿侧间的接触应力以确保齿轮啮合轮齿间的良好接触条件，也就是说在第一、第二错位齿轮的轴向上错开一个角度，相当于增大了齿厚度，从而增加了齿轮的刚度的可控性。

本实用新型简化了柔性消隙齿轮连接结构，并克服了齿轮副啮合齿侧间法向接触压力的难以有效保证的问题，柔性消除了齿侧间隙，消除了齿轮冲击噪音，并有较好的可控性。

附图说明

图1为一种刚度易控的柔性消隙齿轮的实施例1的主视图；

图2为图1的A-A剖视图；

图3为一种刚度易控的柔性消隙齿轮的爆炸图；

图4为一种刚度易控的柔性消隙齿轮的实施例2的主视图；

图5为图4的A-A剖视图；

图6为一种刚度易控的柔性消隙齿轮的实施例3的主视图；

图7为图6的A-A剖视图。

具体实施方式

为了加深对本实用新型的理解，下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明，该实施例仅用于解释本实用新型，并不对本实用新型的保护范围构成限定。

实施例1

本实施例1设计的是一种刚度易控的柔性消隙齿轮。具体结构如下。

如图1、2和3所示，本实施例1的一种刚度易控的柔性消隙齿轮，包括沿在传动轴9的轴向贴合连接的第一错位齿轮1和第二错位齿轮2，第一错位齿轮1和第二错位齿轮2与传动轴9之间还连接有轴套4；轴套4与第一错位齿轮1连接位置处配对的键槽41、11，配对的键槽41、11之间连接有键5；轴套4与第二错位齿轮2连接部位还设置有凸台42，凸台42以及套在其外的第二错位齿轮2的对应位置沿周向方向上至少设置有一个配对的贯通凹槽421、21，轴套4内与每一对配对的贯通凹槽421、21之间连接有一块板弹簧3；第二错位齿轮2上的贯通凹槽21与第一错位齿轮2上的键槽11沿周向相对错位。 本实用新型的柔性消隙齿轮在轴套4与第一错位齿轮1的连接位置处配置有配对的键槽41、11，并在其内连接键5，以起到活动连接第一错位齿轮1、第二错位齿轮2的作用；此外在轴套4与第二错位齿轮2连接的部位配置有至少一对配对的贯通凹槽421、21，并在贯通凹槽421、21内放置板弹簧3，而且将贯通凹槽21与键槽11沿轴向上错位，使得第二错位齿轮2在受力后，在板弹簧3的连接和缓冲作用下可沿贯通凹槽21的周向运动，达到柔性消除齿侧间隙的目的。当齿轮副运转时，可保证无间隙啮合，消除了齿轮冲击噪音，而且板弹簧3的刚性可精确控制，进而可以精确控制齿侧间的接触应力以确保齿轮啮合轮齿间的良好接触条件，也就是说在第一、第二错位齿轮的轴向上错开一个角度，相当于增大了齿厚度，从而增加了齿轮的刚度的可控性。

第二错位齿轮2上的贯通凹槽21沿径向外侧部分的宽度211与板弹簧3的厚度一致，而沿径向内侧部分的宽度212大于板弹簧3的厚度，从而为板弹簧3的周向弹性变形提供足够的空间。板弹簧3与配对的贯通凹槽421、21的数量相同，为1个、2个或多个，沿周向均布，从而达到较好的均匀性。轴套4连接板弹簧3的外部连接有第一、第二弹簧挡圈6和7，以便固定轴套4和第二错位齿轮2。轴套4与第一错位齿轮1的还设置有调整垫片8，以便调整该齿轮的轴向连接位置。第一错位齿轮1和第二错位齿轮2的齿宽的宽度沿径向变化，齿宽较宽，轮毂稍窄，以便安装第一弹性挡圈6、第二弹性挡圈7和调整垫片8。

轴套4的两端分别穿过第一错位齿轮1、第二错位齿轮2和调整垫片8的中心孔，且轴套4穿过的第一错位齿轮1、第二错位齿轮2和调整垫片8的中心孔的两端分别通过第一侧弹性挡圈6、第二侧弹性挡圈7与第一错位齿轮1和第二错位齿轮2卡紧，以使第一错位齿轮1、第二错位齿轮2、板弹簧3、轴套4和调整垫片8轴向连接在一起；第一次侧齿轮1通过键与轴套4周向连接；第二错位齿轮2通过安装在轴套4的凸台上的轴向凹槽以及第二错位齿轮2轮辐上的轴向凹槽内的板弹簧3与轴套4周向连接；轴套4可插入传动轴9，传动轴通过轴套4带动整个刚度易控的柔性消隙齿轮旋转；轴套4凸台上的轴向凹槽和第二错位齿轮2轮辐式的轴向凹槽分别沿轴向均匀分布3个，也可以设为沿轴向均匀分布1个、2个或多个。第一错位齿轮1和第二错位齿轮2的宽度沿径向变化，齿宽较宽，齿毂稍窄，以便安装弹性挡圈6、7和调整垫片8，且使结构紧凑。

第一错位齿轮1齿毂上键槽与第二错位齿轮2轮辐上轴向凹槽沿周向相对错位，所以装配后第一错位齿轮1与第二错位齿轮2在周向也相对错位，且第二错位齿轮2与轴套4周向用板弹簧3连接，因此第二错位齿轮2受力后可在板弹簧3的弹性变形内沿周向转动，达到柔性消除齿侧间隙的目的，当齿轮副运转时，可保证无间隙啮合，消除了齿轮冲击噪音，而且，板弹簧3的刚性可精确控制，进而可以精确控制齿侧间的接触应力以确保齿轮啮合轮齿间的良好接触条件，另外，该本实用新型结构设计简单，整体尺寸较小，使用范围较广。

实施例2

如图4和图5所示，本实施例2的一种刚度易控的柔性消隙齿轮与实施例1所述的刚度易控的柔性消隙齿轮不同之处在于第二错位齿轮与第一错位齿轮、板弹簧以及轴套间的轴向固定连接布置，即调整垫片和第二侧弹性挡圈的布置位置不同，轴套凸台结构不同。

本实施例中轴套上的凸台呈阶梯状，端部直径较大，以便沿轴向将第二错位齿轮定位；第二侧弹性挡圈装在第二错位齿轮轮辐内的弹性挡圈槽内，以便沿轴向将板弹簧沿轴向固定。

本实施例的刚度易控的柔性消隙齿轮与实施例1效果相同。

实施例3

如图6和图7本实施例3的一种刚度易控的柔性消隙齿轮与实施例1、实施例2所述的刚度易控的柔性消隙齿轮不同之处在于第二错位齿轮和轴套的结构稍有不同，本实施例中第二错位齿轮沿轴向左右对称，轴套稍长。

本实施例中第二错位齿轮沿轴向左右对称，轴套稍长但结构不变，以便留有弹性挡圈的勾槽，装配方式与实施例1相同。

本实施例的刚度易控的柔性消隙齿轮，所述第二错位齿轮可调整装配方向，以便适应另一方向柔性消隙要求。

本实用新型简化了柔性消隙齿轮连接结构，并克服了齿轮副啮合齿侧法向接触压力的难以有效保证的问题，消除了柔性齿侧间隙，消除了齿轮冲击噪音，并有较高的可控性。

本实用新型的实施例公布的是较佳的实施例，但并不局限于此，本领域的普通技术人员，极易根据上述实施例，领会本实用新型的精神，并做出不同的引申和变化，但只要不脱离本实用新型的精神，都在本实用新型的保护范围内。

Claims (6)

1.一种刚度易控的柔性消隙齿轮，包括沿在传动轴（9）的轴向贴合连接的第一错位齿轮（1）和第二错位齿轮（2），其特征在于：所述第一错位齿轮（1）和第二错位齿轮（2）与传动轴（9）之间还连接有轴套（4）；所述轴套（4）与第一错位齿轮（1）连接位置处配对有键槽（41，11），所述配对的键槽（41，11）之间连接有键（5）；所述轴套（4）与第二错位齿轮（2）连接部位还设置有凸台（42），所述凸台（42）以及套在其外的第二错位齿轮（2）的对应位置沿周向方向上至少设置有一个配对的贯通凹槽（421，21），所述轴套（4）内与每一对配对的贯通凹槽（421，21）之间连接有一块板弹簧（3）；所述第二错位齿轮（2）上的贯通凹槽（21）与第一错位齿轮（2）上的键槽（11）沿周向相对错位。

2. 根据权利要求1所述的一种刚度易控的柔性消隙齿轮，其特征在于：所述第二错位齿轮（2）上的贯通凹槽（21）沿径向外侧部分的宽度（211）与所述板弹簧（3）的厚度一致，而沿径向内侧部分的宽度（212）大于板弹簧（3）的厚度。

3.根据权利要求2所述的一种刚度易控的柔性消隙齿轮，其特征在于：所述的板弹簧（3）与配对的贯通凹槽（421，21）的数量相同，沿周向均布。

4.根据权利要求1所述的一种刚度易控的柔性消隙齿轮，其特征在于：所述轴套（4）连接板弹簧（3）的外部连接有第一、第二弹簧挡圈（6，7）。

5. 根据权利要求4所述的一种刚度易控的柔性消隙齿轮，其特征在于：所述轴套（4）与第一错位齿轮（1）的还设置有调整垫片（8）。

6.根据权利要求1所述的一种刚度易控的柔性消隙齿轮，其特征在于：所述第一错位齿轮（1）和所述第二错位齿轮（2）的齿宽的宽度沿径向变化，齿宽较宽，轮毂稍窄。