CN220320246U - 一种用于降低齿轮噪音和振动的齿轮结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于降低齿轮噪音和振动的齿轮结构，涉及齿轮领域。包括齿轮本体，齿轮本体的中心开设有齿轮孔，齿轮本体位于齿轮孔的半圆周外侧开设有呈圆弧形的切割槽、L形的活动间隙和锁紧孔，切割槽、锁紧孔、活动间隙和齿轮孔依次连通，且切割槽、锁紧孔和活动间隙均轴向贯通齿轮本体，以使切割槽、锁紧孔、活动间隙与齿轮孔之间形成弹性锁紧块；其中，锁紧孔内适配插设有圆锥销，圆锥销的小径一端螺纹连接有锁紧件。本申请能够减小齿轮传动中的噪音和振动，以及最大程度上的解决齿轮在磨齿机上加工时因为二次装夹中产生的精度等级下降的问题；并且使齿轮在加工中的装夹和装配中的安装变得更为简便，提高了生产效率和维修的便捷性。

Description

一种用于降低齿轮噪音和振动的齿轮结构

技术领域

本实用新型涉及齿轮领域，具体而言，涉及一种用于降低齿轮噪音和振动的齿轮结构。

背景技术

齿轮传动是机械传动中应用最广的一种传动形式，广泛应用于多种设备。齿轮在传动中产生噪音和振动的主要原因是齿轮精度不高，以及齿轮与装配轴的间隙过大造成的，其中齿距的最大值和最小值的误差量是衡量齿轮精度等级的重要标准。而影响齿距误差的直接原因是齿轮中心孔与齿轮分度圆的径向跳动量，而在现有技术中很难高效又低成本的同时在齿轮加工和装配中做到两者的径向跳动量在一个很小数值范围内波动，或者是说使齿轮中心孔与齿轮的分度圆处于高精密同轴度范围内。

齿轮在加工中，通常装配在工装轴上，然后顶在机床的两顶尖之间进行加工，工装轴选用的种类会根据齿轮应用时的精度等级不同，而选用不同的工装轴，这样可以经济高效的完成加工工作。但现用的工装轴都存在各自的优缺点，大多数采用间隙配合的直轴，也有膨胀芯轴，或齿轮孔与工装轴过盈配合的低温冷冻轴方式与齿轮装夹到一起。加工中装夹后间隙过大，会导致装配后的齿轮出现啮合后噪音和振动过大，冷冻轴效果好，但存在成本高昂和拆卸困难的缺点，很难做到既经济又高效，又能尽最大可能的提高齿轮本身精度及装配精度这三方面都兼顾的要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于降低齿轮噪音和振动的齿轮结构，能够减小齿轮传动中的噪音和振动，以及最大程度上的解决齿轮在磨齿机等齿轮加工机床上加工时因为二次装夹中产生的精度等级下降的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种用于降低齿轮噪音和振动的齿轮结构，其包括齿轮本体，所述齿轮本体的中心开设有齿轮孔，所述齿轮本体位于所述齿轮孔的半圆周外侧开设有呈圆弧形的切割槽、L形的活动间隙和锁紧孔，所述切割槽、所述锁紧孔、所述活动间隙和所述齿轮孔依次连通，且所述切割槽、所述锁紧孔和所述活动间隙均轴向贯通所述齿轮本体，以使所述切割槽、所述锁紧孔、所述活动间隙与所述齿轮孔之间形成弹性锁紧块；其中，所述锁紧孔内适配插设有圆锥销，所述圆锥销的小径一端螺纹连接有锁紧件。

进一步地，在本实用新型中，所述切割槽远离所述锁紧孔的一端设有弹性孔，所述弹性孔轴向贯通所述齿轮本体，所述切割槽与所述弹性孔连通。

进一步地，在本实用新型中，所述活动间隙包括竖轴段和横轴段，所述竖轴段与所述弹性孔分别位于所述齿轮孔的相对两侧，所述横轴段与所述竖轴段连通。

进一步地，在本实用新型中，所述锁紧孔设于所述竖轴段的一侧，所述锁紧孔的顶部和底部分别与所述切割槽的一端和所述横轴段的一端连通。

进一步地，在本实用新型中，所述锁紧孔呈锥形，与所述圆锥销适配插接。

进一步地，在本实用新型中，所述齿轮本体位于所述锁紧孔的一端开设有内凹槽，所述内凹槽与所述锁紧孔连通，所述内凹槽用于容纳锁紧件。

进一步地，在本实用新型中，所述切割槽的宽度为0.1mm-0.12mm，所述切割槽的弧度为180°-230°。

进一步地，在本实用新型中，所述圆锥销的锥度为1:20-1:100。

本实用新型至少具有如下优点或有益效果：

本实用新型通过在齿轮本体的齿轮孔半圆周外侧进行切割，形成依次连通的圆弧形的切割槽、锁紧孔和L形的活动间隙，活动间隙与齿轮孔连通，且上述切割槽、锁紧孔和L形的活动间隙均轴向贯通齿轮本体，以使与齿轮孔之间形成弹性锁紧块，在锁紧孔内插设圆锥销，圆锥销的小径一端螺纹连接有锁紧件，当锁紧件拧紧将圆锥销拉紧时，圆锥销挤压弹性锁紧块，弹性锁紧块朝向齿轮孔一侧挤压，从而能够将安装于齿轮孔内的传动轴或工装轴抱紧，使得齿轮本体与传动轴或工装轴之间的间隙减小，能够加工出具有高精度的齿轮，也能使齿轮在传动过程中的噪音和振动减小。本申请能够减小齿轮传动中的噪音和振动，以及最大程度上的解决齿轮在磨齿机等齿轮加工机床上加工时因为二次装夹中产生的精度等级下降的问题；并且使齿轮在加工中的装夹和装配中的安装变得更为简便，提高了生产效率和维修的便捷性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的用于降低齿轮噪音和振动的齿轮结构的主视图；

图2为本申请实施例图1中A-A截面的剖视图；

图3为本申请实施例图1中B-B截面的剖视图。

图标：100-齿轮本体，110-齿轮孔，120-切割槽，130-活动间隙，140-锁紧孔，141-内凹槽，150-弹性锁紧块，160-弹性孔，170-圆锥销，180-锁紧件，181-垫片，182-锁紧螺母。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，申请人在研发一种生产钢丝直径为0.1mm～0.4mm的微型拉力弹簧的机器的过程中，因为该设备中的齿轮要求在传动过程中达到低噪音、低振动、高精度传送钢丝至机械臂处完成成型，不能在线材传输的过程中长度累计误差过大，以免造成生产的弹簧拉力不均匀的情况出现，并且该机器在伺服电机的带动下，齿轮会频繁做出正反转和骤停、变速等的各种传动动作，这就为齿轮的加工、装配提出了较高的要求。

而现有技术中齿轮的加工装夹中存在诸多缺陷，以目前应用面最广的蜗杆式磨齿机为例：

第一种直轴式工装轴，这种工装轴和齿轮孔是间隙配合。齿轮装入轴后端面压紧，带螺纹的端盖把齿轮固定在轴上。这种办法通常用在精度不高的齿轮上，优点是装夹方便锁定牢固，工作效率高；缺点是加工后不松开装夹，在齿轮测试仪上测量精度时比如是5级的话，松开端盖取下齿轮，再装入该齿轮拧紧端盖再次去测量，精等级基本上在7级以下；也就是说这种装卡方式会让齿轮在加工中产生中心线偏移导致齿距误差大，这种轴的定位基准是轴肩平面和工装轴外圆，但齿轮装在机器上却是以孔轴心线为基准的。这样一来，实际上装在机器上的齿轮是七级齿轮，噪音和振动大是不可避免的

第二种膨胀式工装轴，该轴以齿轮孔为基准定位。由内锥体和外锥套组成，它的制造工艺复杂，累计误差难以消除，而且成本较高，使用效果虽然较好，但是在更换安装齿轮时膨胀槽中会有沙尘存在，且难以清理，每次装夹前都要仔细清理，严重影响工作效率，并且有的端面要使用多个压紧螺丝，这时很难安装的非常均衡，所以性能不是很稳定，有时会出现装夹偏移，导致齿轮在检测时发现精度因为二次装夹时下降太多，而图纸规定的公法线长度已加工到尺寸的情况，这时想要修复也没有了加工余量，所以只好报废处理。因为这个原因导致很多加工人员和工厂都不愿意使用该类型的工装轴。

第三种低温冷冻式工装轴，这种是以齿轮孔为基准。使用时先把轴外径冷冻缩小，然后穿入齿轮，等工装轴升温后就把齿轮固定在轴上，磨完齿后再把齿轮从工装轴上面压出来。这个过程费时费力且压出齿轮时，容易对齿轮造成损坏，并且低温液氮的使用成本非常高，且还存在装配后难以拆卸的问题，再加上该机器上齿轮数量较多，如果全部齿轮加工使用该方法会造成生产成本过高，使产品失去价格上的竞争力。因此该方法一般只用于极精密的装配上。

以上三种加工时的装夹方式很难满足我们在设计该机器时对齿轮的要求。

实施例

请参照图1-图3，所示为本实用新型实施例中一种用于降低齿轮噪音和振动的齿轮结构的结构示意图；

本实施例提供一种用于降低齿轮噪音和振动的齿轮结构，其包括齿轮本体100，齿轮本体100的中心开设有齿轮孔110，齿轮本体100位于齿轮孔110的半圆周外侧开设有呈圆弧形的切割槽120、L形的活动间隙130和锁紧孔140，切割槽120、锁紧孔140、活动间隙130和齿轮孔110依次连通，且切割槽120、锁紧孔140和活动间隙130均轴向贯通齿轮本体100，以使切割槽120、锁紧孔140、活动间隙130与齿轮孔110之间形成弹性锁紧块150；其中，锁紧孔140内适配插设有圆锥销170，圆锥销170的小径一端螺纹连接有锁紧件180。

下面，将对本示例性实施例一种用于降低齿轮噪音和振动的齿轮结构作进一步说明。

在本申请的一些实施例中，上述齿轮本体100的中心开设有齿轮孔110，用于与传动轴或工装轴相互配合，上述齿轮本体100位于齿轮孔110的半圆周外侧开设有呈圆弧形的切割槽120、L形的活动间隙130和锁紧孔140，上述切割槽120、锁紧孔140、活动间隙130和齿轮孔110依次连通，且上述切割槽120、锁紧孔140和活动间隙130均轴向贯通齿轮本体100，以使切割槽120、锁紧孔140、活动间隙130与齿轮孔110之间形成弹性锁紧块150；上述切割槽120、锁紧孔140以及活动间隙130均可采用线切割的方式进行切割，由于其位于齿轮孔110的半圆周外侧，只有活动间隙130的一端与齿轮孔110连通，而相对位于活动间隙130对侧的切割槽120端部未与齿轮孔110连通，从而使得弹性锁紧块150与齿轮本体100仍然为一体连接的整体，且具有一定的弹性，可以在受到挤压的情况下向齿轮孔110一侧压紧，挤压齿轮孔110使其收缩；其中，上述锁紧孔140呈锥形，锁紧孔140内适配插设有圆锥销170，上述圆锥销170的小径一端螺纹连接有锁紧件180，通过锁紧件180与圆锥销170的相互配合，将圆锥销170向锁紧孔140的小口径端拉紧，从而使得圆锥销170对弹性锁紧块150施加一个挤压力，让齿轮孔110收缩，把齿轮紧紧的箍在传动轴或者工装轴上。

作为一种较优的实施方式，上述切割槽120远离锁紧孔140的一端设有弹性孔160，上述弹性孔160轴向贯通齿轮本体100，上述切割槽120与弹性孔160连通。弹性孔160的作用是分散应力，使弹性锁紧块150在一定范围内活动时不至于从根部断裂。

作为一种较优的实施方式，上述活动间隙130包括竖轴段和横轴段，上述竖轴段与弹性孔160分别位于齿轮孔110的相对两侧，上述横轴段与竖轴段连通。横轴段和竖轴段共同形成L形的活动间隙130，使得弹性锁紧块150具有一定的活动空间。

作为一种较优的实施方式，上述齿轮本体100位于锁紧孔140的一端开设有内凹槽141，上述内凹槽141与锁紧孔140连通，内凹槽141用于容纳锁紧件180。

具体地，上述锁紧件180可以使锁紧螺丝或锁紧螺钉，与圆锥销170螺纹连接，其端部连接有垫片181和锁紧螺母182，将圆锥销170与锁紧件180锁紧，当需要抱紧传动轴或工装轴时，拧紧锁紧件180，将圆锥销170拉紧使其朝向齿轮孔110一侧移动挤压，让齿轮孔110收缩即可将齿轮箍在传动轴或者工装轴轴上面。

作为一种较优的实施方式，上述切割槽120的宽度优选为0.1mm-0.12mm，切割槽的弧度优选为180°-230°，通过将切割槽120设置在合适的弧度以及槽宽范围，避免弧度或槽宽太大，影响齿轮的强度和整体性。

作为一种较优的实施方式，上述圆锥销170的锥度优选为1:20-1:100。通过将圆锥销170的锥度设置在合适范围，这个范围的锥度有一定的自锁能力，在销子拉紧之后，在拆卸的时候需要松开螺丝后要敲打销子才能退出去。

在本申请一具体实施例中，在加工和装夹过程中，把齿轮本体100安装在工装轴或者传动轴上；拧紧内六方螺丝把圆锥销170向上拉紧，圆锥销170子右边靠在齿轮上顶死，左边把弹性锁紧块150向如图示1的左边挤压，让齿轮孔110收缩，把齿轮本体100紧紧的箍在传动轴或者工装轴轴上面，并且抱箍的力量非常大，不易由于振动将其松动。

本申请实施例的有益效果：

相对于上述提到的冷冻轴装夹和膨胀轴装夹加工，本申请通过设置内孔箍紧式齿轮结构，所需材料和加工成本更少更低，更经济；齿轮上弹性块的加工可以是线切割加工，也可以是水切割等加工，加工成本相对于冷冻法来说都很低廉；并且安装时更方便拆卸和维修；由于齿轮抱箍在传动轴上，所以在齿轮正反转和频繁变速中能有效的降低齿轮各啮合齿的冲击力，降低齿轮的振动和传动噪音。相对于现有技术来说，在使用该结构的齿轮时，直接把齿轮装入原先的直轴工装轴上，不使用端盖压紧。只需把齿轮上的锁紧件上紧就可以把齿轮抱紧在直轴上，这样锁定的好处是齿轮在加工和安装时都是以齿轮孔110的弹性锁紧块150对面的固定圆周面为基准，这样大大提高了齿轮的加工和装配精度。

以上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)

1.一种用于降低齿轮噪音和振动的齿轮结构，其特征在于，包括齿轮本体，所述齿轮本体的中心开设有齿轮孔，所述齿轮本体位于所述齿轮孔的半圆周外侧开设有呈圆弧形的切割槽、L形的活动间隙和锁紧孔，所述切割槽、所述锁紧孔、所述活动间隙和所述齿轮孔依次连通，且所述切割槽、所述锁紧孔和所述活动间隙均轴向贯通所述齿轮本体，以使所述切割槽、所述锁紧孔、所述活动间隙与所述齿轮孔之间形成弹性锁紧块；其中，所述锁紧孔内适配插设有圆锥销，所述圆锥销的小径一端螺纹连接有锁紧件。

2.根据权利要求1所述的用于降低齿轮噪音和振动的齿轮结构，其特征在于，所述切割槽远离所述锁紧孔的一端设有弹性孔，所述弹性孔轴向贯通所述齿轮本体，所述切割槽与所述弹性孔连通。

3.根据权利要求2所述的用于降低齿轮噪音和振动的齿轮结构，其特征在于，所述活动间隙包括竖轴段和横轴段，所述竖轴段与所述弹性孔分别位于所述齿轮孔的相对两侧，所述横轴段与所述竖轴段连通。

4.根据权利要求3所述的用于降低齿轮噪音和振动的齿轮结构，其特征在于，所述锁紧孔设于所述竖轴段的一侧，所述锁紧孔的顶部和底部分别与所述切割槽的一端和所述横轴段的一端连通。

5.根据权利要求1所述的用于降低齿轮噪音和振动的齿轮结构，其特征在于，所述锁紧孔呈锥形，与所述圆锥销适配插接。

6.根据权利要求1所述的用于降低齿轮噪音和振动的齿轮结构，其特征在于，所述齿轮本体位于所述锁紧孔的一端开设有内凹槽，所述内凹槽与所述锁紧孔连通，所述内凹槽用于容纳锁紧件。

7.根据权利要求1所述的用于降低齿轮噪音和振动的齿轮结构，其特征在于，所述切割槽的宽度为0.1mm-0.12mm，所述切割槽的弧度为180°-230°。

8.根据权利要求1所述的用于降低齿轮噪音和振动的齿轮结构，其特征在于，所述圆锥销的锥度为1:20-1:100。