CN204524988U - 一种齿轮齿条传动闭环检测机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种齿轮齿条传动闭环检测机构，包括编码器、联轴节、法兰盘和齿轮轴，所述的编码器竖直穿过法兰盘中部与联轴节相连，联轴节下端竖直连接有齿轮轴，齿轮轴下端紧贴连接有齿轮，所述的齿轮轴和齿轮之间开有弹簧槽，该弹簧槽内安装有周向弹簧，所述的齿轮轴和齿轮之间还开有用定位销定位的定位孔。本实用新型外置一个带自动补偿齿隙功能的双齿轮弹簧消隙结构，然后用联轴节与绝对编码器相连接，此结构小巧，精度长久可靠且大大降低了机床成本，行程越长成本优势越明显。

Description

一种齿轮齿条传动闭环检测机构

技术领域

本实用新型涉及机械技术领域，特别是涉及一种齿轮齿条传动闭环检测机构。

背景技术

动柱龙门一般用于航空航天、船舶、动车等机械加工行业，加工超长、超重、超大工件，所以都会配置很长的X轴行程，由多段床身拼接而成，一般都有30米以上，有些甚至达到上百米。行程一长带来的就是机床精度差且调整难度大等问题，严重制约了机床性能，降低工件的质量。目前普遍采用的解决方法有两种：

一、X轴的驱动电机选型时配置电机绝对式编码器。这种方法的优点是成本较低，但缺点也很明显，就是精度完全依靠机械传动本身的精度且后期精度容易变化，因为齿轮齿条驱动最大的难题是消除齿侧间隙，特别是单电机驱动时，无法使用双电机伺服消隙，机床的定位精度只能依靠齿轮齿条本身配合的精度，而齿侧间隙是无法依靠加工消除的，而且随着齿轮的磨损，精度会越来越差，直接影响电机编码器位置环反馈的准确性。

二、配置光栅尺全闭环检测。这种方法能很好的控制机床精度，但是成本非常高，近万元一米的价格使超长行程的机床成本增加非常多，且长行程都是由多段床身拼接而成，床身受切屑力及地基影响非常大，使用一段时间后都会出现不同程度的变形、扭转，从而改变光栅尺的定位基准，影响光栅的检测精度，严重时甚至造成光栅尺损坏。另外温度带来的热伸长也会使光栅尺的高精度反馈信号和电机自带的编码器信号不一致，系统无法确定实际位置导致龙门架抖动影响机床性能。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种齿轮齿条传动闭环检测机构，外置一个带自动补偿齿隙功能的双齿轮弹簧消隙结构，然后用联轴节与绝对编码器相连接。此结构小巧，精度长久可靠且大大降低了机床成本，行程越长成本优势越明显。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种齿轮齿条传动闭环检测机构，包括编码器、联轴节、法兰盘和齿轮轴，所述的编码器竖直穿过法兰盘中部与联轴节相连，联轴节下端竖直连接有齿轮轴，齿轮轴下端紧贴连接有齿轮，所述的齿轮轴和齿轮之间开有弹簧槽，该弹簧槽内安装有周向弹簧，所述的齿轮轴和齿轮之间还开有用定位销定位的定位孔。

所述的弹簧槽沿圆周方向均匀设有4个。

所述的齿轮轴上套有角接触轴承，角接触轴承上套有轴承套，角接触轴承与齿轮轴之间设有内隔圈，角接触轴承与轴承套之间设有外隔圈，并用锁紧螺母锁紧。

所述的法兰盘两侧通过螺栓与轴承套固定连接。

所述的齿轮的中部安装有穿过齿轮，并将齿轮固定在齿轮轴上的螺钉。

有益效果

本实用新型涉及一种齿轮齿条传动闭环检测机构外置一个带自动补偿齿隙功能的双齿轮弹簧消隙结构，然后用联轴节与绝对编码器相连接。此结构小巧，精度长久可靠且大大降低了机床成本，行程越长成本优势越明显。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的正常状态示意图；

图3是本实用新型的锉齿状态示意图。

图中：1.编码器；2.联轴节；3.锁紧螺母；4.角接触轴承；5.齿轮轴；6.周向弹簧；7.齿轮；8.螺钉；9.齿条；10.定位销；11.外隔圈；12.轴承套；13.法兰盘；14.内隔圈。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

如图1-3所示，本实用新型的实施方式涉及一种齿轮齿条传动闭环检测机构，包括编码器1、联轴节2、法兰盘13和齿轮轴5，所述的编码器1竖直穿过法兰盘13中部与联轴节2相连，联轴节2下端竖直连接有齿轮轴5，齿轮轴5下端紧贴连接有齿轮7，所述的齿轮轴5和齿轮7之间开有弹簧槽，该弹簧槽内安装有周向弹簧6，所述的齿轮轴5和齿轮7之间还开有用于定位销10定位的定位孔。

所述的弹簧槽15沿圆周方向均匀设有4个。

所述的齿轮轴5上套有角接触轴承4，角接触轴承4上套有轴承套11，角接触轴承4与齿轮轴5之间设有内隔圈14，角接触轴承4与轴承套12之间设有外隔圈11，并用锁紧螺母3锁紧。

所述的法兰盘13两侧通过螺栓与轴承套11固定连接。

所述的齿轮7的中部安装有穿过齿轮7，并将齿轮7固定在齿轮轴5上的螺钉8。

实施例

齿轮轴5和齿轮7同时与齿条9啮合，在齿条9的带动下，齿轮轴5和齿轮7运动，然后通过联轴节2与编码器1相连，编码器1可以检测机床的精度，在齿轮轴5和齿轮7两对齿轮之间都先加工出弹簧槽，嵌入周向弹簧6，然后旋转两齿(一般1-2个齿)后插入定位销10，方便安装整套结构，安装完成后拔出定位销10。旋紧螺钉8将齿轮7固定，防止其掉下来，此时齿轮轴5和齿轮7之间应保证大约0.02mm的间隙，确保两齿能自由旋转，由于周向弹簧6产生形变，使齿轮轴5和齿轮7两对齿轮产生周向扭矩，这样在与齿条9啮合时使两个齿轮分别与齿条上不同的两个齿面啮合，这样就可以消除正反向运动时的齿侧间隙，保证编码器1信号的准确性，因为本消隙结构应用于从动运动，所以弹簧力不需要太大，两齿轮需要的张力大于编码器1的启动扭矩和轴承转动的摩擦力就可以了，这样就足以保证换向时齿轮齿条的齿面永远贴合，消除齿侧间隙，又能减少齿面磨损，且即使齿轮有磨损，弹簧也能自动调整张力保证齿面实时贴，消除齿间隙。

此结构适用于直齿和斜齿，通用性强，周向弹簧1内置于齿轮轴5和齿轮7里，整体轴向高度小，特别适用于超长行程时的精度检测，成本优势巨大，精度提高明显，保持性好。

Claims (5)

1.一种齿轮齿条传动闭环检测机构，包括编码器(1)、联轴节(2)、法兰盘(13)和齿轮轴(5)，其特征在于，所述的编码器(1)竖直穿过法兰盘(13)中部与联轴节(2)相连，联轴节(2)下端竖直连接有齿轮轴(5)，齿轮轴(5)下端紧贴连接有齿轮(7)，所述的齿轮轴(5)和齿轮(7)之间开有弹簧槽(15)，该弹簧槽内安装有周向弹簧(6)，所述的齿轮轴(5)和齿轮(7)之间还开有用定位销(10)定位的定位孔。

2.根据权利要求1所述的一种齿轮齿条传动闭环检测机构，其特征在于：所述的弹簧槽(15)沿圆周方向均匀设有4个。

3.根据权利要求2所述的一种齿轮齿条传动闭环检测机构，其特征在于：所述的齿轮轴(5)上套有角接触轴承(4)，角接触轴承(4)上套有轴承套(12)，角接触轴承(4)与齿轮轴(5)之间设有内隔圈(14)，角接触轴承(4)与轴承套(12)之间设有外隔圈(11)，并用锁紧螺母(3)锁紧。

4.根据权利要求3所述的一种齿轮齿条传动闭环检测机构，其特征在于：所述的法兰盘(13)两侧通过螺栓与轴承套(11)固定连接。

5.根据权利要求4所述的一种齿轮齿条传动闭环检测机构，其特征在于：所述的齿轮(7)的中部安装有穿过齿轮(7)，并将齿轮(7)固定在齿轮轴(5)上的螺钉(8)。