CN218440506U - 一种同步轮 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种同步轮，包括圆筒形的内圈(10)，以及固定套接于所述内圈(10)外侧、并与所述内圈(10)共轴的外圈(20)；所述外圈(20)外侧壁上均匀设有多个与所述外圈(20)轴心平行的齿槽(201)，形成多个相互平行的轮齿(202)；其中，所述外圈(20)的硬度小于所述内圈(10)的硬度。本实用新型所述的同步轮具有设计简单，构思巧妙，制造成本低，与同步带咬合不易磨损的优点。

Description

一种同步轮

技术领域

本实用新型涉及传动轮的技术领域，特别是涉及一种同步轮。

背景技术

在机械技术领域，通过同步轮和同步带之间的相互啮合实现不同功能机构之间联动是常用的零部件。目前，市面上的同步轮的材质多为铝合金，同步带材质多为聚氨酯。相较而言，铝合金同步轮的材质比同步带较硬，因此在使用过程中，若同步轮与同步带的齿形未完全匹配，则会出现同步带磨损的情况，磨损严重时会导致无法传动，影响使用。

实用新型内容

基于此，本实用新型的目的在于，提供一种同步轮，其设计简单，制造成本低，与同步带咬合不易磨损。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种同步轮，包括圆筒形的内圈，以及固定套接于所述内圈外侧、并与所述内圈共轴的外圈；所述外圈外侧壁上均匀设有多个与所述外圈轴心平行的齿槽，形成多个相互平行的轮齿；其中，所述外圈的硬度小于所述内圈的硬度。

相较于现有技术，本实用新型通过将同步轮分为共轴的内圈和外圈两个部分，且外圈的硬度小于内圈的硬度，使同步轮既满足在重载且高速传动条件下与动力机构输出轴连接的刚性要求，也避免与同步带啮合时由于硬度过大而造成同步带磨损的情况。

进一步地，所述内圈的外侧壁沿径向方向向外凸起，形成凸起部；所述外圈的内侧壁沿径向方向背向轴心向内凹陷，形成与所述凸起部适配并紧密贴合的凹陷部，使所述凸起部卡固在所述凹陷部内。

进一步地，所述凸起部沿轴向方向的纵截面的外周边为梯形、矩形或不规则曲线形中的任一种。

进一步地，在所述凸起部的与所述凹陷部接触的接触面上设有滚花花纹，以增大所述凸起部与所述凹陷部之间的摩擦力。

进一步地，所述滚花花纹为网纹滚花、直纹滚花或横纹滚花中的任一种。

进一步地，所述内圈的材料为合金。

优选地，所述合金的硬度为90HB-95HB。若内圈硬度太低，当采用免键轴衬作为连接同步轮与动力机构的输出轴的紧固件时，会导致两方面问题：(1)同步轮内圈受到免键轴衬的挤压更容易发生膨胀，从而导致外圈POM材料膨胀破裂；(2)同步轮内圈受到免键轴衬的挤压后，由于硬度不够，导致内圈内圆的直径更容易变大，从而使免键轴衬的与同步轮内圈发生相对滑动从而失效的几率提升。而当内圈硬度太高，当需要内圈外侧壁加工滚花花纹时，会导致加工困难，不利于生产。

优选地，所述合金为铝合金。

进一步地，所述外圈的材料为塑料。

优选地，所述塑料为聚甲醛。

为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本实用新型。

附图说明

图1为本实用新型具体实施方式中同步轮的结构示意图；

图2为本实用新型具体实施方式中同步轮中内圈的结构示意图；

图3为本实用新型具体实施方式中同步轮中内圈的纵向剖面图；

图4为本实用新型具体实施方式中同步轮中外圈的结构示意图；

图5为本实用新型具体实施方式中同步轮中外圈的纵向剖面图；

附图标记：10-内圈、102-凸起部、102a-顶面、102b-坡面、1022-滚花花纹、104-限位凸台、20-外圈、201-齿槽、202-轮齿、204-凹陷部。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

本实用新型涉及的同步轮主要用于注塑机的机械手内的传动结构。在实际应用中，机械手需要快速取放较重的工件或产品，使得本实用新型的同步轮需要在重载且高速传动的条件下工作。由于现有的同步带的材料通常采用的是聚氨酯，相较于金属制成的同步轮，同步带的硬度较小，因此当同步轮重载且高速传动时，同步轮轮齿的齿形未能与同步带的齿形完全匹配时，容易出现同步带凸起的带齿被磨损的情况。当磨损严重时，可能会导致无法传动，最终影响使用。

为解决这个问题，本实用新型提供一种同步轮，请参阅图1，图1示出本实用新型同步轮的具体结构。由图1可见，本实用新型的同步轮包括内圈10，以及固定套接于内圈10外侧、并与内圈10共轴的外圈20。外圈20侧壁的外侧面均匀设有多个与外圈20轴心平行的齿槽201，形成多个相互平行、与同步带(图未示)啮合的轮齿202，其中，同步轮的外圈 20的材料为硬度小于内圈10的硬度的材料。当同步轮与同步带(图未示)配合传动时，内圈10与外圈20同步转动。

具体地，内圈10的材料采用为铝合金、铜合金或其他或者其他硬度较高的合金金属，只要其硬度达到90-95HB即可。外圈20的材料采用硬度相对较低的塑料，具体可采用力学性能较好的聚甲醛。这样，由内圈10和外圈20组合成的同步轮既可使其与动力机构的输出轴连接时保持一定刚性，以满足重载且高速传动时的刚性要求，同时也避免与同步带(图未示)啮合时因其硬度过大而导致同步带(图未示)的磨损。

为进一步提高同步轮的外圈20符合耐冲击性、耐磨损性和韧性，可采用改性调配的改性聚甲醛作为制备外圈20的材料。具体地，改性聚甲醛由80-85％聚甲醛树脂、10-15％玻璃纤维和5-10％增韧剂组成。其中，聚甲醛树脂为聚甲醛的基础原料；玻璃纤维能用于提高合成材料的耐热以及耐磨性能，同时降低其缩水率，从而增加合成材料的硬度；增韧剂用于提高合成材料的韧性，使外圈20的断裂应变大于或等于40％，以提高同步轮在重载且高速传动条件下的工作性能。

请参阅图2，图2示出本实用新型同步轮中内圈的具体结构。为避免在重载且高速传动时，内圈10与外圈20沿轴向方向产生相对滑移，内圈10的外侧壁沿径向方向凸起，形成凸起部102。具体地，图3示出本实用新型同步轮中内圈的纵向剖面结构。由图3可见，凸起部102包括位于最外侧的顶面102a以及从顶面102a相对的两侧延伸至内圈10两端的坡面102b，其中，顶面102a和坡面102b在任意一处的动线可以为直线，也可以为曲线。而在本实施方式中，顶面102a和坡面102b在任意一处的动线均为直线，从而形成纵截面外周边为梯形的凸起部102。

请参阅图4，图4示出本实用新型同步轮中外圈的具体结构，图5示出本实用新型同步轮外圈的的纵向剖面结构。结合图4和图5可见，外圈10的内侧壁沿径向方向背向轴心向内凹陷，形成与凸起部102适配并紧密贴合的凹陷部204，使内圈10的凸起部102卡固在该凹陷部204内。

在这里，需要说明的是，内圈10的凸起部102沿轴向方向的纵截面的外周边除了可以为梯形外，也可以为矩形或不规则的曲线形。但若为矩形，凸起部102的顶面102a沿轴向方向的宽度太小，则可能会增加内圈10和外圈20周向滑移的风险，且同步轮重载且高速传动时，凸起部102容易断裂；宽度太大，则会使与外圈20凹陷部204沿轴向方向的侧壁宽度相应减小，容易造成其断裂，增加内圈10和外圈20纵向滑移而导致同步轮失效的风险。而若为不规则的曲线形，则会增加内圈10加工的难度，因此，内圈10的凸起部102沿轴向方向的纵截面的外周边优选为如图3所示的梯形。采用图3所示的梯形结构既能提高凸起部 102凸起部分以及凹陷部204的侧壁的机械强度，避免在同步轮重载且高速转动的过程中容易断裂，同时又能最大程度地增加凸起部102与凹陷部204的接触面积，以增大内圈10与外圈20之间的摩擦力，降低二者出现相对滑移的几率。若采用梯形，则优选为等腰梯形，以确保凸起部102的两坡面102b受力平均。

进一步地，为增加内圈10和外圈20贴合的牢固程度，在内圈10的凸起部102的与外圈20的凹陷部204的接触面上设置滚花花纹1022，以增大内圈10与外圈20之间的摩擦力，避免同步轮在高速转动时，内圈10与外圈20之间沿周向方向产生相对滑移。在这里，滚花花纹1022可以只设置在如图2所示的凸起部102的顶面102a上，也可以同时设置在凸起部 102的顶面102a和两侧坡面102b上。其中，滚花花纹1022可以为直纹滚花或横纹滚花，但优选为网纹滚花。在本实施方式中，滚花花纹1022具体为方形网纹滚花，其花纹齿数距离 (节距)P＝0.628mm，采用这种结构的滚花花纹能满足摩擦力的需要，同时也尽可能降低加工的复杂程度。

使用时，将内圈10中部的腔体套装在驱动电机或减速机(图未示)等提供动力源的动力机构的输出轴上并固定，然后将同步带(图未示)套设在同步轮的外圈20上，并使同步带(图未示)与外圈20上的轮齿啮合。当减速机(图未示)的输出轴转动时，带动同步轮和同步带转动(图未示)，实现传动。具体地，可采用免键轴衬作为固定件，使同步轮与动力机构的输出轴固定连接。免键轴衬是一种靠摩擦联接的紧固件，将螺栓连接的紧固力通过锥面转换为对内径侧面的表面压力，实现轴和轴联部牢固连接。使用时，将免键轴衬(图未示)套装于动力机构的输出轴上，然后将免键轴衬(图未示)的外周侧壁抵接于同步轮内圈 10的内侧壁，以使动力机构的输出轴与同步轮固定连接。为避免同步轮高速旋转时，内圈 10与免键轴衬(图未示)产生沿轴向方向产生相对滑移，影响传动效果，内圈10的内侧壁靠近内圈10端部的位置设有沿径向方向向内凸起的环形限位凸台104，以限制免键轴衬(图未示)在内圈10腔体内的位置，避免产生轴向滑移。

相较于现有技术，本实用新型通过将同步轮分为由共轴的内圈和外圈两个部分组合，并对外圈采用硬度小于内圈硬度的材料，使同步轮既满足在重载且高速传动条件下与动力机构输出轴连接的刚性要求，也避免与同步带啮合时由于硬度过大而造成同步带磨损的情况；并通过在内圈形成的凸起部与外圈形成的凹陷部的紧密贴合，避免同步轮在重载且高速传动时内圈和外圈沿轴向方向产生错位的同时，确保在传动时内圈和外圈能实现同步转动。本实用新型设计简单，构思巧妙，制造成本低，且装配方便。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，则本实用新型也意图包含这些改动和变形。

Claims (10)

1.一种同步轮，其特征在于，包括圆筒形的内圈(10)，以及固定套接于所述内圈(10)外侧、并与所述内圈(10)共轴的外圈(20)；所述外圈(20)外侧壁上均匀设有多个与所述外圈(20)轴心平行的齿槽(201)，形成多个相互平行的轮齿(202)；其中，所述外圈(20)的硬度小于所述内圈(10)的硬度。

2.根据权利要求1所述的同步轮，其特征在于，所述内圈(10)的外侧壁沿径向方向向外凸起，形成凸起部(102)；所述外圈(20)的内侧壁沿径向方向背向轴心向内凹陷，形成与所述凸起部(102)适配并紧密贴合的凹陷部(204)，使所述凸起部(102)卡固在所述凹陷部(204)内。

3.根据权利要求2所述的同步轮，其特征在于，所述凸起部(102)沿轴向方向的纵截面的外周边为梯形、矩形或不规则曲线形中的任一种。

4.根据权利要求3所述的同步轮，其特征在于，在所述凸起部(102)的与所述凹陷部(204)接触的接触面上设有滚花花纹(1022)。

5.根据权利要求3所述的同步轮，其特征在于，所述凸起部(102)沿轴向方向的纵截面的外周边为梯形时，所述凸起部(102)距离轴心最远的外周侧面上设有滚花花纹(1022)。

6.根据权利要求5所述的同步轮，其特征在于，所述滚花花纹(1022)为网纹滚花、直纹滚花或横纹滚花中的任一种。

7.根据权利要求1～6任一所述的同步轮，其特征在于，所述内圈(10)的材料为合金，且其硬度为90HB-95HB。

8.根据权利要求7所述的同步轮，其特征在于，所述合金为铝合金。

9.根据权利要求1～6任一所述的同步轮，其特征在于，所述外圈(20)的材料为塑料。

10.根据权利要求9所述的同步轮，其特征在于，所述塑料为聚甲醛。

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