齒輪齒條傳動消隙機構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機床設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及數(shù)控機床設(shè)備的傳動系統(tǒng)，尤其是能自動消除齒側(cè)間隙的齒輪齒條傳動消隙機構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]在無間隙傳動的數(shù)控機床設(shè)備及機器人領(lǐng)域，經(jīng)常用到齒輪齒條副傳動。但齒輪齒條傳動往往存在著齒側(cè)間隙，這就要求齒輪齒條傳動機構(gòu)必須采取措施消除齒側(cè)間隙，以保證機構(gòu)的雙向傳動精度。因此，對于高精度的機床設(shè)備而言，消除齒輪齒條機構(gòu)的間隙變得尤為重要。
[0003]目前通常采用的方法是雙片薄齒輪錯齒調(diào)整法。在該方法中，當齒輪齒條機構(gòu)出現(xiàn)間隙時，通過彈簧的拉力使兩片薄齒輪相互錯位。雖然該方法能夠自動的消除間隙，但由于傳遞扭矩受到彈簧拉力的限制，故此種消隙機構(gòu)只能用在傳動負載較小的場合。而且結(jié)構(gòu)比較復雜、安裝比較困難。
[0004]鑒于上述，有必要進一步研發(fā)新的機構(gòu)，以消除齒輪齒條傳動過程中存在的齒側(cè)間隙。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明為了解決上述現(xiàn)有齒輪齒條傳動往往存在著齒側(cè)間隙的問題，而提出一種可以自動消除齒側(cè)間隙用于齒輪齒條傳動消隙機構(gòu)。
[0006]本發(fā)明是通過以下方案實現(xiàn)的:
上述的齒輪齒條傳動消隙機構(gòu)，包括齒輪和齒條，所述齒條是由第一齒條和第二齒條兩個齒條疊加構(gòu)成，與所述齒輪嚙合；所述消隙機構(gòu)還包括絲杠軸、軸承支座、滾針軸承、螺母、螺母支座及平面渦卷彈簧；所述的絲杠軸、軸承支座、滾針軸承、螺母、螺母支座及平面渦卷彈簧都放置于所述第一齒條和第二齒條的內(nèi)部形成的空腔內(nèi)；所述絲杠軸兩端通過所述滾針軸承安裝在所述軸承支座上，所述軸承支座固定在所述第二齒條上；所述的絲杠軸與螺母相配，所述螺母通過所述螺母支座安裝在所述第一齒條上；所述平面渦卷彈簧的兩端分別固定在所述絲杠軸和所述第二齒條上。
[0007]所述的齒輪齒條傳動消隙機構(gòu)，其中:所述第一齒條和所述第二齒條厚度相等，且所述的第一齒條與第二齒條的厚度之和與所述齒輪寬度相等。
[0008]所述的齒輪齒條傳動消隙機構(gòu)，其中:所述第一齒條的兩端對稱設(shè)有導向桿，所述導向桿關(guān)于所述絲杠軸的軸向兩端對稱；所述第二齒條兩端沿與所述第一齒條的導向桿方向設(shè)有導向孔，與導向桿滑動配合，以對所述第一齒條限位并導向；所述第一齒條可相對于所述第二齒條沿所述絲杠軸的軸向產(chǎn)生位移。
[0009]有益效果:
本發(fā)明的齒輪齒條傳動消隙機構(gòu)，齒條采用雙齒條結(jié)構(gòu)，在齒輪與齒條間出現(xiàn)傳動間隙時，平面渦卷彈簧會給絲杠軸一個回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，帶動絲杠軸旋轉(zhuǎn)一個角度，使兩齒條之間出現(xiàn)一個軸向的相對位移，即實現(xiàn)第一齒條和第二齒條錯齒，使當量齒厚增大，從而消除齒輪與齒條間的傳動間隙。因此，本發(fā)明的齒輪齒條傳動消隙機構(gòu)自動消除間隙，并且齒條錯齒運動是不可逆的，傳遞扭矩與平面渦卷彈簧的彈力無關(guān)，傳遞扭矩大、結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠。
[0010]本發(fā)明的齒輪齒條傳動消隙機構(gòu)，適用于無間隙傳動的數(shù)控領(lǐng)域，尤其是高精度的數(shù)控機床以及機器人。
【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明的齒輪齒條傳動消隙機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是圖1的A-A剖視圖；
圖3是圖2的B-B剖視圖。
【具體實施方式】
[0012]如圖1至圖3所示，本發(fā)明的齒輪齒條傳動消隙機構(gòu)I，包括齒輪11、齒條12、絲杠軸13、軸承支座14、滾針軸承15、螺母16、螺母支座17及平面渦卷彈簧18。
[0013]齒條12是由第一齒條121和第二齒條122兩個齒條疊加構(gòu)成，與齒輪11嚙合；第一齒條121和第二齒條122厚度相等，且第一齒條121和第二齒條122的厚度之和與齒輪11的寬度相等；
第一齒條121的兩端對稱設(shè)有導向桿120，該導向桿120關(guān)于絲杠軸13的軸向兩端對稱；導向桿120沿第一齒條121與第二齒條122接觸的端面的兩側(cè)分別向兩側(cè)凸伸形成；第二齒條122兩端沿與第一齒條121的導向桿120方向設(shè)有導向孔123，導向孔123與導向桿121滑動配合，以對第一齒條121限位并導向；
該第一齒條121可相對于該第二齒條122沿絲杠軸13的軸向產(chǎn)生位移。
[0014]絲杠軸13、軸承支座14、滾針軸承15、螺母16、螺母支座17及平面渦卷彈簧18都放置于第一齒條121和第二齒條122的內(nèi)部形成的空腔內(nèi)。絲杠軸13兩端通過滾針軸承15安裝在軸承支座13上，與螺母16相配；
軸承支座14通過螺釘固定在第二齒條122上；
螺母16通過螺母支座17安裝在第一齒條121上；
平面渦卷彈簧18的兩端通過螺釘分別固定在絲杠軸13和第二齒條122上。
[0015]當齒輪11與齒條12間出現(xiàn)傳動間隙時，平面渦卷彈簧18會給絲杠軸13 —個回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，帶動絲杠軸13旋轉(zhuǎn)一個角度。從而使絲杠軸13與螺母16之間出現(xiàn)一個軸向的相對位移，因為螺母16與絲杠軸13分別安裝在第一齒條121和第二齒條122兩齒條上，兩齒條之間也會出現(xiàn)一個軸向的相對位移，即實現(xiàn)第一齒條121和第二齒條122錯齒，使當量齒厚增大，從而消除齒輪11與齒條12間的傳動間隙。
[0016]本發(fā)明的齒輪齒條傳動消隙機構(gòu)，適用于無間隙傳動的數(shù)控領(lǐng)域，尤其是高精度的數(shù)控機床以及機器人。
【主權(quán)項】
1.一種齒輪齒條傳動消隙機構(gòu)，包括齒輪和齒條，其特征在于:所述齒條是由第一齒條和第二齒條兩個齒條疊加構(gòu)成，與所述齒輪嚙合； 所述消隙機構(gòu)還包括絲杠軸、軸承支座、滾針軸承、螺母、螺母支座及平面渦卷彈簧；所述的絲杠軸、軸承支座、滾針軸承、螺母、螺母支座及平面渦卷彈簧都放置于所述第一齒條和第二齒條的內(nèi)部形成的空腔內(nèi)；所述絲杠軸兩端通過所述滾針軸承安裝在所述軸承支座上，所述軸承支座固定在所述第二齒條上；所述的絲杠軸與螺母相配，所述螺母通過所述螺母支座安裝在所述第一齒條上；所述平面渦卷彈簧的兩端分別固定在所述絲杠軸和所述第二齒條上。2.如權(quán)利要求1所述的齒輪齒條傳動消隙機構(gòu)，其特征在于:所述第一齒條和所述第二齒條厚度相等，且所述的第一齒條與第二齒條的厚度之和與所述齒輪的寬度相等。3.如權(quán)利要求1或2所述的齒輪齒條傳動消隙機構(gòu)，其特征在于:所述第一齒條的兩端對稱設(shè)有導向桿，所述導向桿關(guān)于所述絲杠軸的軸向兩端對稱； 所述第二齒條兩端沿與所述第一齒條的導向桿方向設(shè)有導向孔，與導向桿滑動配合，以對所述第一齒條限位并導向； 所述第一齒條可相對于所述第二齒條沿所述絲杠軸的軸向產(chǎn)生位移。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種齒輪齒條傳動消隙機構(gòu)，其包括齒輪和齒條，齒條是由第一齒條和第二齒條兩個齒條疊加構(gòu)成，與齒輪嚙合；消隙機構(gòu)還包括放置于第一齒條和第二齒條的內(nèi)部形成的空腔內(nèi)的絲杠軸、軸承支座、滾針軸承、螺母、螺母支座及平面渦卷彈簧；絲杠軸兩端通過滾針軸承安裝在軸承支座上，軸承支座固定在第二齒條上；絲杠軸與螺母相配，螺母通過螺母支座安裝在第一齒條上；平面渦卷彈簧的兩端分別固定在絲杠軸和第二齒條上。該消隙機構(gòu)在齒輪與齒條間出現(xiàn)傳動間隙時，在渦卷彈簧的彈力作用下使兩齒條錯齒，當量齒厚增大，從而消除齒輪與齒條間的傳動間隙，并且傳遞扭矩大、結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠，適用于無間隙傳動的數(shù)控領(lǐng)域，尤其是高精度的數(shù)控機床以及機器人。
【IPC分類】F16H57/12, F16H55/28
【公開號】CN104964022
【申請?zhí)枴緾N201510395283
【發(fā)明人】邱新橋, 吳家浩
【申請人】湖北汽車工業(yè)學院
【公開日】2015年10月7日
【申請日】2015年7月8日