CN205639542U - 齿轮齿条消隙机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种齿轮齿条消隙机构，包括固定设置的齿条安装座，齿条安装座上固定安装齿条，还包括用于承载载荷以带动载荷移动的承载板，承载板经齿轮与齿条啮合沿直线移动，承载板上设有相对承载板铰接式浮动的浮动法兰板，驱动齿轮转动的驱动机构安装于浮动法兰板上，且齿轮与驱动机构的输出轴固定连接。本实用新型将齿条固定，齿轮经浮动法兰板相对承载板浮动调节，以自适应补偿齿轮副的安装误差、齿形的制造误差和齿轮的发热弹性变形等引起的尺寸变化，保证齿轮齿条副工作齿面始终保持稳定的接触力，实现长寿命、高重复定位精度运行，尤其适用于机器人行走伺服轴等高精度的应用场合，具有广泛的推广应用价值。

Description

齿轮齿条消隙机构

技术领域

本实用新型涉及传动控制领域，特别地，涉及一种齿轮齿条消隙机构。

背景技术

在长行程、重载的机器人行走伺服轴等应用中，通常使用齿轮齿条机构代替滚珠丝杠传动，来保证传动精度和使用寿命。对于重复定位精度要求不高的齿轮齿条副传动中，齿面间留有一定的间隙，即齿侧间隙(简称侧隙)。侧隙的作用主要是贮存润滑油，补偿齿轮副的安装与制造误差以及齿轮发热变形所引起的尺寸变动，以保证齿轮副能自由回转，防止齿轮卡死。但是对于机器人行走伺服轴等高精度的应用场合，传动系统中齿轮侧隙会造成反方向运动过程中产生一定的间隙值，大大影响齿轮副传动的重复定位精度，且造成较大的冲击、振动和噪声，加快齿轮磨损，影响齿轮寿命。因此，要实现高精度的齿轮齿条传动，必须设计一种浮动机构，保证齿轮齿条副工作齿面始终保持稳定的接触力，该机构可自适应补偿齿轮副的安装误差、齿形的制造误差和齿轮的发热弹性变形等引起的尺寸变化，自适应补偿侧隙值，又能防止齿轮副卡死。

现有的齿轮齿条消隙结构主要分为两类。一种是刚性调节方式，参照中国专利201120143081.2，采用调整带腰形调节槽上的调节螺钉来实现间隙的调整。另一种是齿条滑动弹性调节方式，参照中国专利200920353428.9，利用布置在齿条上的多个弹片调节齿条上腰形孔与螺钉的相对距离，来贴合齿轮，达到调整隙目的。

上述齿轮齿条刚性消隙结构，调节间隙之后不可动态补偿。采用齿条滑动弹性调节方式，由于齿条是刚性体，某个弹片的浮动必会造成齿条整体的摆动，在重载传动中，势必影响设备的稳定性和重复定位精度，可靠性不高。

实用新型内容

本实用新型提供了一种齿轮齿条消隙机构，以解决现有的齿轮齿条调节机构采用刚性消隙结构导致调节间隙不可动态补偿、且重复定位精度及可靠性不高的技术问题。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种齿轮齿条消隙机构，包括固定设置的齿条安装座，齿条安装座上固定安装齿条，还包括用于承载载荷以带动载荷移动的承载板，承载板经齿轮与齿条啮合沿直线移动，承载板上设有相对承载板铰接式浮动的浮动法兰板，驱动齿轮转动的驱动机构安装于浮动法兰板上，且齿轮与驱动机构的输出轴固定连接。

进一步地，承载板上设有螺杆导向块，浮动法兰板上设有贯穿螺杆导向块的压紧螺杆，压紧螺杆的一端与浮动法兰板上的挡块连接，压紧螺杆的另一端贯穿螺杆导向块且经锁紧螺母防松，压紧螺杆与挡块之间设有用于调节浮动预紧力的弹簧；

浮动法兰板与承载板经铰接套连接，铰接套与浮动法兰板贴合且铰接套经锁紧件沿轴向紧固至承载板上，使得浮动法兰板相对承载板转动且不会沿铰接套的轴向脱出。

进一步地，压紧螺杆与螺杆导向块之间经螺纹副配合连接。

进一步地，浮动法兰板之上还设有多个用于将浮动法兰板压紧至承载板上的压紧套，压紧套的轴向经紧固件紧固至承载板上，压紧套的径向与浮动法兰板间隙配合。

进一步地，压紧套的数量为三个，三个压紧套及铰接套布设于浮动法兰板的四角。

进一步地，驱动机构包括伺服电机及减速器，减速器的输出轴固定连接齿轮。

进一步地，承载板的底面设有用于位移导向的直线滑轨。

进一步地，承载板之上设有机器人作为载荷。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型齿轮齿条消隙机构，将齿条固定，齿轮经浮动法兰板相对承载板浮动调节，以自适应补偿齿轮副的安装误差、齿形的制造误差和齿轮的发热弹性变形等引起的尺寸变化，保证齿轮齿条副工作齿面始终保持稳定的接触力，实现长寿命、高重复定位精度运行，尤其适用于机器人行走伺服轴等高精度的应用场合，具有广泛的推广应用价值。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型优选实施例齿轮齿条消隙机构的立体结构示意图；

图2是本实用新型优选实施例齿轮齿条消隙机构的主视示意图；

图3是本实用新型优选实施例齿轮齿条消隙机构的侧视示意图；

图4是图3中I处的局部放大示意图；

图5是图3中II处的局部放大示意图。

附图标记说明：

1、伺服电机；2、减速器；3、铰接套；4、浮动法兰板；5、承载板；6、弹簧；

7、压紧螺杆；8、锁紧螺母；9、齿轮；10、齿条；11、齿条安装座；

12、挡块；13、螺杆导向块；14、压紧套。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

参照图1，本实用新型的优选实施例提供了一种齿轮齿条消隙机构，包括固定设置的齿条安装座11，齿条安装座11上固定安装齿条10，还包括用于承载载荷以带动载荷移动的承载板5，承载板5经齿轮9与齿条10啮合沿直线移动，承载板5上设有相对承载板5铰接式浮动的浮动法兰板4，驱动齿轮9转动的驱动机构安装于浮动法兰板4上，且齿轮9与驱动机构的输出轴固定连接。

本实施例齿轮齿条消隙机构，通过将齿条10固定，齿轮9经浮动法兰板4相对承载板5浮动调节，以自适应补偿齿轮副的安装误差、齿形的制造误差和齿轮的发热弹性变形等引起的尺寸变化，保证齿轮齿条副工作齿面始终保持稳定的接触力，实现长寿命、高重复定位精度运行，尤其适用于机器人行走伺服轴等高精度的应用场合，具有广泛的推广应用价值。

参照图1至图3，本实施例中，承载板5上设有螺杆导向块13，浮动法兰板4上设有贯穿螺杆导向块13的压紧螺杆7，压紧螺杆7的一端与浮动法兰板4上的挡块12连接，压紧螺杆7的另一端贯穿螺杆导向块13且经锁紧螺母8防松，压紧螺杆7与挡块12之间设有用于调节浮动预紧力的弹簧6；浮动法兰板4与承载板5经铰接套3连接，铰接套3与浮动法兰板4贴合且铰接套3经锁紧件沿轴向紧固至承载板5上，使得浮动法兰板4相对承载板5转动且不会沿铰接套3的轴向脱出。本实施例采用弹簧6自适应消除啮合间隙，且浮动法兰板4的浮动方式为铰接浮动方式，采用铰接套3作为铰接点，能自适应齿轮副的啮合间隙，可靠性及重复定位精度高，满足高精度直线位移的应用场合。

可选地，压紧螺杆7与螺杆导向块13之间经螺纹副配合连接，进而在弹簧6的作用下实现对浮动预紧力的微调。优选地，参照图4，铰接套3的轴向通过螺栓紧固在承载板5上，气体通过控制铰接套3轴向长度公差，保证浮动法兰板4与承载板5留有间隙t，使得浮动法兰板4能够自由转动，又不会沿轴向脱出。

可选地，浮动法兰板4之上还设有多个用于将浮动法兰板4压紧至承载板5上的压紧套14，压紧套14的轴向经紧固件紧固至承载板5上，压紧套14的径向与浮动法兰板4间隙配合。参照图1及图5，本实施例中，压紧套14的数量为三个，三个压紧套14及铰接套3布设于浮动法兰板4的四角。其中，三个压紧套14的轴向通过螺栓紧固在承载板5上，通过控制压紧套14轴向长度公差值，保证浮动法兰板4与承载板5留有间隙t。压紧套14的径向与浮动法兰板4采用间隙配合的方式连接，其间隙值为σ，浮动法兰板4绕铰接套3旋转时，通过间隙值σ来控制旋转量在一定阈值，间隙σ的值可根据实际工况制作。

参照图1及图2，本实施例驱动机构包括伺服电机1及减速器2，减速器2的输出轴固定连接齿轮9。

优选地，承载板5的底面设有用于位移导向的直线滑轨。优选地，本实施例承载板5之上设有机器人作为载荷，以满足机器人行走伺服轴等高精度的应用场合的位移需求。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种齿轮齿条消隙机构，包括固定设置的齿条安装座(11)，所述齿条安装座(11)上固定安装齿条(10)，还包括用于承载载荷以带动载荷移动的承载板(5)，所述承载板(5)经齿轮(9)与所述齿条(10)啮合沿直线移动，其特征在于，

所述承载板(5)上设有相对所述承载板(5)铰接式浮动的浮动法兰板(4)，驱动所述齿轮(9)转动的驱动机构安装于所述浮动法兰板(4)上，且所述齿轮(9)与所述驱动机构的输出轴固定连接。

2.根据权利要求1所述的齿轮齿条消隙机构，其特征在于，

所述承载板(5)上设有螺杆导向块(13)，所述浮动法兰板(4)上设有贯穿所述螺杆导向块(13)的压紧螺杆(7)，所述压紧螺杆(7)的一端与所述浮动法兰板(4)上的挡块(12)连接，所述压紧螺杆(7)的另一端贯穿所述螺杆导向块(13)且经锁紧螺母(8)防松，所述压紧螺杆(7)与所述挡块(12)之间设有用于调节浮动预紧力的弹簧(6)；

所述浮动法兰板(4)与所述承载板(5)经铰接套(3)连接，所述铰接套(3)与所述浮动法兰板(4)贴合且所述铰接套(3)经锁紧件沿轴向紧固至所述承载板(5)上，使得所述浮动法兰板(4)相对所述承载板(5)转动且不会沿所述铰接套(3)的轴向脱出。

3.根据权利要求2所述的齿轮齿条消隙机构，其特征在于，

所述压紧螺杆(7)与所述螺杆导向块(13)之间经螺纹副配合连接。

4.根据权利要求2所述的齿轮齿条消隙机构，其特征在于，

所述浮动法兰板(4)之上还设有多个用于将所述浮动法兰板(4)压紧至所述承载板(5)上的压紧套(14)，所述压紧套(14)的轴向经紧固件紧固至所述承载板(5)上，所述压紧套(14)的径向与所述浮动法兰板(4)间隙配合。

5.根据权利要求4所述的齿轮齿条消隙机构，其特征在于，

所述压紧套(14)的数量为三个，三个所述压紧套(14)及所述铰接套(3)布设于所述浮动法兰板(4)的四角。

6.根据权利要求1所述的齿轮齿条消隙机构，其特征在于，

所述驱动机构包括伺服电机(1)及减速器(2)，所述减速器(2)的输出轴固定连接所述齿轮(9)。

7.根据权利要求1所述的齿轮齿条消隙机构，其特征在于，

所述承载板(5)的底面设有用于位移导向的直线滑轨。

8.根据权利要求1所述的齿轮齿条消隙机构，其特征在于，

所述承载板(5)之上设有机器人作为载荷。