CN2369034Y - 传动滚子齿条齿轮 - Google Patents

Abstract

一种传动滚子齿条齿轮,是在齿条架上架装着滚子构成齿条,齿轮的轮齿与齿条上的滚子啮合传动。齿轮的尺寸关系是:齿轮的节圆半径:r=m·z/2,齿轮的齿顶圆半径:r_a=(z/2+h_a ^*)·m，齿轮的齿根圆半径：r_f=(z/2－r_r ^*)·m，齿轮的节圆齿厚：s=(π－2·r_r ^*)·m，滚子齿条的尺寸关系是:滚子齿条的滚套半径:R_r=r_r ^*·m，滚子齿条的滚套间距P=π·m，啮合传动的中心距是:a=m·z/2，该传动滚子齿条齿轮用在机械传动中可替代原来的齿轮齿条传动。

Description

传动滚子齿条齿轮

本实用新型属于一种传动装置，特别涉及一种传动滚子齿条齿轮。

目前使用的齿轮齿条传动啮合副中，均采用渐开线共轭齿廓，齿轮采用渐开线齿廓，齿条采用与之共轭的直线齿廓，传动压力角为20°。这种啮合传动存在如下缺点：(1)传动效率低：传动的齿条齿轮啮合副之间存在滑动摩擦，因而传动效率低。(2)受力状况差：传动的齿轮齿条啮合副的压力角为20°，轮齿间的作用力有一部分为无效的径向力，该径向力影响轴承的寿命，因此受力状况差。(3)最小齿数为17：当齿轮的齿数小于17时，轮齿就会发生过切现象，从而降低了轮齿强度。(4)轮齿强度低：在齿轮直径不变的情况下，由于传统的齿轮最小齿数的限制，影响了齿轮模数的增加，因此轮齿强度低。(5)制造工艺性差：在目前的加工设备条件下，难于加工出高精度的齿轮齿条啮合传动副。

本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足之处而提供一种传动效率高，受力状况好，轮齿强度高，制造工艺性好的传动滚子齿条齿轮。

本实用新型的目的可以通过以下措施实现：

传动滚子齿条齿轮的结构是，在滚子齿条上啮合着齿轮，滚子齿条是在齿条架(1)上架装着滚子(2)，齿轮(3)的轮齿与滚子啮合传动。

齿轮的尺寸关系是：齿轮的节圆半径：    r＝m·z/2

                  齿轮的齿顶圆半径：  r_a＝(z/2+h_a ^*)·m

                  齿轮的齿根圆半径：  r_f＝(z/2-r_r ^*)·m

                  齿轮的节圆齿厚：    s＝(π-2·r_r ^*)·m滚子齿条的尺寸关系是：滚子齿条的滚套半径：r_r＝r_r ^*·m

                  滚子齿条的滚套间距：p＝π·m啮合传动的中心距是：                      a＝m·z/2式中：m为齿轮的模数，           z为齿轮的齿数，

   h_a ^*为齿轮的齿顶高系数，r_r ^*为滚子齿条的滚套半径系数。

滚子齿条的结构是，在齿条架(1)上固装着滚销(4)，滚销外面套装着滚套(5)。

滚子齿条的结构还可是，在齿条架(1)上通过轴承(6)架装着滚子(2)。

本实用新型与现有技术相比有如下优点：

1、传动效率高；滚子齿条与齿轮之间的啮合为纯滚动摩擦，因而传动效率高。

2、受力状况好：滚子齿条齿轮啮合副的压力角为0°，轮齿间的作用力全部为有效力，无径向无效分力，因此该传动的受力状况好。

3、无轮齿过切现象：齿轮的齿数可以取较小值，最小可以取5，而且不存在轮齿过切现象。

4、轮齿强度高：与传统的齿轮齿条啮合传动相比在齿轮直径相同的情况下，可以不受传统的齿轮齿数最小取17的限制，而采用更小的齿数，来增加齿轮的模数，从而提高该传动中轮齿的强度。

5、制造工艺性好：滚子齿条采用装备式，可以保证其位置和尺寸精度，因而可以加工出高精度的滚子齿条齿轮啮合传动副。

附图的图面说明如下：

图1是本实用新型传动滚子齿条齿轮结构示意图；

图2是图1A-A剖面图；

图3是图1A-A剖面滚子齿条的另一种结构形式示意图；

图4是图1B-B剖面图。

下面结合附图对本实用新型实施例作进一步详述：

实施例1

取啮合基本参数m＝8毫米z＝10 h_a ^*＝1.4 r_r ^*＝0.75

则齿轮的尺寸为：齿轮的节圆半径   r＝40毫米

                齿轮的齿顶圆半径 r_a＝51.2毫米

                齿轮的齿根圆半径 r_f＝34毫米

                齿轮的节圆齿厚   s＝13.13毫米

滚子齿条的尺寸为：滚子齿条的滚套半径r_r＝6毫米

                  滚子齿条的滚套间距p＝25.13毫米

该传动的中心距为：                  a＝40毫米

其结构是，在齿条架(1)上装着滚销(4)，滚销与齿条架采用过盈配合，滚销上套装着半径r_r为6毫米的滚套(5)，滚套与滚销之间采用间隙配合，相邻滚套的间距p为25.13毫米，即构成滚子齿条。该滚子齿条依据传动中心距a＝40毫米与节圆半径r＝40毫米、齿顶圆半径r_a＝51.2毫米、齿根圆半径r_f＝34毫米、节圆齿厚s＝13.13毫米的齿轮(3)啮合。

实施例2

取啮合基本参数m＝12毫米z＝6 h_a ^*＝1.4  r_r ^*＝0.65

则齿轮的尺寸为：  齿轮的节圆半径    r＝36毫米

                  齿轮的齿顶圆半径  r_a＝52.8毫米

                  齿轮的齿根圆半径  r_f＝28.2毫米

                  齿轮的节圆齿厚    s＝22.1毫米

滚子齿条的尺寸为：滚子齿条的滚套半径r_r＝7.8毫米

                  滚子齿条的滚套间距p＝37.7毫米

该传动的中心距为：                  a＝36毫米

其结构是，在齿条架(1)上装着滚销(4)，滚销与齿条架采用过盈配合，滚销上套装着半径r_r为7.8毫米的滚套(5)，滚套与滚销之间采用间隙配合，相邻滚套的间距p为37.7毫米，即构成滚子齿条。该滚子齿条依据传动中心距a＝36毫米与节圆半径r＝36毫米、齿顶圆半径r_a＝52.8毫米、齿根圆半径r_f＝28.2毫米、节圆齿厚s＝22.1毫米的齿轮(3)啮合。

实施例3

取啮合基本参数m＝4毫米z＝25 h_a ^*＝1.0 r_r ^*＝1.0

则齿轮的尺寸为：齿轮的节圆半径    r＝50毫米

                齿轮的齿顶圆半径  r_a＝54毫米

                齿轮的齿根圆半径  r_f＝46毫米

                  齿轮的节圆齿厚     s＝4.57毫米

滚子齿条的尺寸为：滚子齿条的滚套半径 r_r＝4毫米

                  滚子齿条的滚套间距 p＝12.57毫米

该传动的中心距为：                   a＝50毫米

其结构是，在齿条架(1)上通过轴承(6)架装着半径r_r为4毫米的滚子(2)，相邻滚子的间距p为12.57毫米，即构成滚子齿条。该滚子齿条依据传动中心距a＝50毫米与节圆半径r＝50毫米、齿顶圆半径r_a＝54毫米、齿根圆半径r_f＝46毫米、节圆齿厚s＝4.57毫米的齿轮(3)啮合。

其工作原理是：滚子齿条齿轮传动是采用与渐开线齿廓共轭的圆柱形滚子(2)装配在齿条架(1)上，形成滚子齿条，实现滚子齿条上的滚子与渐开线齿轮之间的啮合传动。从图1、图2可以看出齿轮(3)上的轮齿(8)依次与相应位置滚子齿条上的滚子(2)进行啮合，依次往复循环下去，即可实现滚子齿条齿轮传动。将装配好的滚子齿条齿轮安装在用于完成各种动作的设备中，即可实现直线移动和回转运动之间的相互转换。

实现滚子齿条齿轮传动的关键是滚子齿条上的滚子与渐开线齿轮上的轮齿之间的啮合要满足齿轮啮合基本定理，即不管主动件是渐开线齿轮还是滚子齿条，只要主动件的速度恒定，则从动件(滚子齿条或渐开线齿轮)在每一瞬时的速度也是恒定的。试验证明，在一定的条件下，滚子齿条上的滚子与渐开线齿轮上的轮齿之间的啮合线的交点即啮合节点始终是不变的，因此该滚子齿条齿轮传动满足齿轮啮合基本定理，完全可以替代传统的齿轮齿条传动，实现直线移动和回转运动之间的相互转换。

Claims (3)

1、一种传动滚子齿条齿轮，由齿条和齿轮构成，其特征在于：滚子齿条是在齿条架(1)上架装着滚子(2)，齿轮(3)的轮齿与滚子啮合传动，

齿轮的尺寸关系是：    齿轮的节圆半径：    r＝m·z/2

                      齿轮的齿顶圆半径：  r_a＝(z/2+h_a ^*)·m

                      齿轮的齿根圆半径：  r_f＝(z/2-r_r ^*)·m

                      齿轮的节圆齿厚：    s＝(π-2·r_r ^*)·m

滚子齿条的尺寸关系是：滚子齿条的滚套半径：r_r＝r_r ^*·m

                      滚子齿条的滚套间距：p＝π·m

啮合传动的中心距是：                      a＝m·z/2

式中：m为齿轮的模数，        z为齿轮的齿数，

      h_a ^*为齿轮的齿顶高系数，r_r ^*为滚子齿条的滚套半径系数。

2.按照权利要求1所说的传动滚子齿条齿轮，其特征在于：滚子齿条的结构是，在齿条架(1)上固装着滚销(4)，滚销外面套装着滚套(5)。

3.按照权利要求1所说的传动滚子齿条齿轮，其特征在于：滚子齿条的结构是，在齿条架(1)上通过轴承(6)架装着滚子(2)。

Images