彈性除側隙疊裝齒輪結構的製作方法

2023-10-06 09:11:09 10

專利名稱：彈性除側隙疊裝齒輪結構的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種彈性除側隙疊裝齒輪結構。
背景技術：
從漸開線齒輪嚙合原理上來看，一般齒輪嚙合傳動分析時是按照無齒側間隙嚙合進行傳動理論研究的；但是大多數真實齒輪工作時由於需要預留輪齒工作時的熱膨脹空間、考慮儲存潤滑油的微小空間、考慮齒形製造誤差所需要的防幹涉空間等等原因，實際齒輪傳動系統是需要留有適量齒側間隙才能正常工作的，純粹按無側隙嚙合理論進行設計的齒輪既無法加工也很難正常工作。因此在漸開線齒輪設計時，齒輪通常是通過定義齒厚的負向公差帶(使輪齒加工的廓形比理輪廓形薄些)來保證輪齒工作時兩非工作齒面間留有適量的齒側間隙。但是，實踐中確實有些場合應用的齒輪如果留有齒側間隙往往會嚴重影響其工作性能，例如，某些機械中的工作齒輪不僅需要頻繁正反轉，而且其正/反轉必須嚴格保持同步，否則將影響機器執行機構正/反轉時的相對工作位置。在這種具有特殊要求的機械中， 齒側間隙會產生位置誤差使兩齒輪正/反方向旋轉不能嚴格同步，此時就要求設計者必須設法減小或消除齒側間隙。但由於加工誤差的廣泛存在，通過要求齒廓完全符合理論齒廓、 要求齒厚公差趨於零的方式來消除齒側間隙的方法是不可行的，實踐中可用的方式是採用疊裝齒輪結構一一在互相嚙合的一對齒輪當中，選擇其中一個齒輪製成組合齒輪，即加工該齒輪齒廓時將兩個形狀一樣、但厚度僅為原齒輪近一半的齒輪毛坯疊裝到一起同時進行齒廓加工，製成完全相同的一個組合齒輪，安裝時在靜態條件下，利用剛性調隙結構將其相對轉動一點微小角度。靠這微錯開的一點角度使該組合齒輪的齒廓厚度得以變大，該組合齒輪中每一輪齒廓形中的一個齒面與相嚙合齒輪的對應齒面形成接觸傳動，這樣就達到了消除齒側間隙目的。上述結構雖可在一定程度上消除齒側間隙，但由於組合齒輪是在靜態下且用剛性結構對其進行相對轉動的調整，工作中嚙合齒廓內部一定存在由於工作時的溫升產生熱膨脹使齒厚增加所產生的熱應力；由於製造誤差齒廓不完全符合理論輪廓所致嚙合動態過程中齒廓間幹涉點所產生的冷應力；由於缺乏容納潤滑油的空間而致乏油所帶來的強力摩擦磨損等諸多問題。實踐中這樣的齒輪傳動會表現出噪聲大幅增加，壽命下降較快等問題， 調整組合齒輪時亦存在諸多難點調整鬆了因工作位置不準確機器難以正常工作；調整緊了上述問題更加凸顯，嚴重影響機械的工作質量和壽命。而且除側隙齒輪和主齒輪兩者一般都僅有一個齒面參與工作，若該齒面發生了磨損或點蝕失效，本來還有另側完全沒有參與過工作的齒面也不得不提早隨之報廢。總之，理論分析表明，傳統靜態、剛性的手動調整幾乎是無法將組合齒輪調整到最佳狀態的。

實用新型內容本實用新型是為了克服現有技術中的不足之處，提供一種既能夠消除齒輪傳動中的齒側間隙，又能夠消除內部產生的冷應力和熱應力，提高齒輪壽命，減小齒輪嚙合時的噪音，調節方便的彈性除側隙疊裝齒輪結構。[0006]本實用新型通過下述技術方案實現[0007]—種彈性除側隙疊裝齒輪結構，包括主齒輪和除側隙齒輪，其特徵在於，所述主齒輪上設置有圓錐面，所述除側隙齒輪通過與所述圓錐面相配合的錐孔與所述主齒輪自鎖連接，所述主齒輪上圓錐面的外側螺紋連接有除側隙齒輪壓緊螺母，所述主齒輪和除側隙齒輪上分別設置有形成主齒輪和除側隙齒輪圓周方向定位零點的定位銷釘孔，所述主齒輪上安裝有調節銷釘，與所述調節銷釘相對應位置的除側隙齒輪上設置有弧形調節長孔，所述弧形調節長孔的兩側分別安裝有調節支架，每個調節支架上分別安裝有與所述調節銷釘軸線垂直的調節螺釘，與每個調節支架間隔180°的除側隙齒輪上分別安裝有配重塊。[0008]所述調節支架由連接帽和連接杆組成，所述連接帽上設置有與所述調節螺釘螺紋連接的螺釘孔，所述連接杆上設置有連接槽，所述調節支架通過安裝在所述連接槽內的第一軸用彈性擋圈與所述除側隙齒輪連接。[0009]每個配重塊與除側隙齒輪之間通過第二軸用彈性擋圈連接。[0010]所述定位銷釘孔與所述調節銷釘間隔180°。[0011]所述除側隙齒輪上設置有拆卸螺孔。[0012]所述主齒輪上的圓錐面的圓錐角為1-3度。[0013]所述調節支架及調節銷釘均採用合金彈簧鋼材料製成。[0014]本實用新型具有下述技術效果[0015](1)本實用新型的除側隙疊裝齒輪結構中，由於除側隙齒輪是裝在一個小錐角的圓錐面上，具有較強自鎖性，這樣主要利用錐面間摩擦力矩來抵抗小齒輪某一齒面上受力產生的力矩，由於是摩擦連接，本身就具有緩衝、減振的作用，若初調位後齒面間由於內部幹涉產生過大冷應力，或因工作溫升導致兩齒面間產生過大的熱應力，在初期輕載工作時能在動態狀態下通過兩錐面間的微小滑動自行釋放緩解，該彈性調整環節既保證了齒面間可消除側隙，又可減小內應力，所以可有效減輕齒輪工作噪聲，也使齒面潤滑狀況得以改善、齒輪壽命有效提高。[0016](2)本實用新型的除側隙疊裝齒輪結構中，由於調節支架採用了適配的小剛性結構，因此當調隙兩齒輪頂緊後，如果內部遇到較大的冷/熱應力，可以靠調節支架及調節銷釘的彈性變形有效緩解內部應力，而當內應力影響因素消除後，結構在構件彈性力作用下還可以恢復原狀，達到了緩衝、吸振、降噪的效果。[0017](3)本實用新型的除側隙疊裝齒輪結構中，由於除側隙齒輪可以相對主齒輪兩個方向旋轉調整，若一個齒面發生了磨損或點蝕失效，可以將調隙方向改變到相反方向，使兩齒輪的另側齒面也參與工作，這樣就能進一步有效延長齒輪的工作壽命，而且，降低了調節難度。[0018](4)本實用新型的除側隙疊裝齒輪結構中，調節支架由連接杆和連接帽組成，可以通過改變連接帽的厚度改變調節支架的剛度，實現調節支架的彈性調整，從而達到緩衝、吸振、降噪的效果。


[0019]圖1本實用新型彈性除側隙疊裝齒輪結構裝配圖；[0020]圖2圖1的A-A剖視圖；[0021]圖3圖1的B-B剖視圖；[0022]圖4圖1的I部局部放大圖。[0023]圖5本實用新型彈性除側隙疊裝齒輪結構中彈性調節支架的立體圖。
具體實施方式
[0024]
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細說明。[0025]本實用新型彈性除側隙疊裝齒輪結構的示意圖如圖1-圖5所示，包括主齒輪6和除側隙齒輪1，所述主齒輪6上設置有圓錐面7，所述除側隙齒輪1通過與所述圓錐面7相配合的錐孔與所述主齒輪6自鎖連接，所述主齒輪上的圓錐面的圓錐角最好為1-3度。所述主齒輪上圓錐面的外側螺紋連接有除側隙齒輪壓緊螺母5，所述主齒輪6和除側隙齒輪1 上分別設置有形成主齒輪和除側隙齒輪圓周方向定位零點的定位銷釘孔9，所述主齒輪上安裝有調節銷釘3，與所述調節銷釘3相對應位置的除側隙齒輪上設置有弧形調節長孔12， 所述弧形調節長孔12的兩側分別安裝有調節支架2，每個調節支架上分別安裝有與所述調節銷釘軸線垂直的調節螺釘11，為平衡所述調節支架重量造成除側隙齒輪旋轉不平衡，與每個調節支架間隔180°的除側隙齒輪上分別安裝有配重塊8。[0026]所述調節支架由連接帽15和連接杆16組成，所述連接帽15上設置有與所述調節螺釘11螺紋連接的螺釘孔14，所述連接杆16上設置有連接槽17，所述調節支架2通過安裝在所述連接槽內的第一軸用彈性擋圈13與所述除側隙齒輪1連接。[0027]每個配重塊與主齒輪之間通過第二軸用彈性擋圈連接。[0028]為了便於平衡，所述定位銷釘孔9與所述調節銷釘3間隔180°。[0029]為了方便從自鎖錐孔中取下除側隙齒輪，在除側隙齒輪上設置有拆卸螺孔4。[0030]所述調節支架2和調節銷釘3均採用合金彈簧鋼材料製成，如65Mn，以增加彈性並延長使用壽命。[0031]當將主齒輪6與除側隙齒輪1安裝到位後，需要調整消除齒側間隙時，先在定位銷釘孔9中安裝定位銷釘，將除側隙齒輪定位到圓周零點(即保證主齒輪與除側隙齒輪兩齒廓上下對齊，是該齒廓的加工狀態)，然後用壓緊螺母5適量壓緊，將其裝到機器上與相嚙合的配對齒輪10配合在一起，進行除側隙調位即拆除定位銷釘孔內的定位銷釘，裝上調節銷釘3，適量旋轉調節螺釘11 (鬆開一側頂緊另側)，將側隙消除後，再用較大力矩旋轉壓緊螺母使除側隙齒輪的錐孔與主齒輪6上的圓錐面強力壓緊在一起，使兩結合面處產生較大摩擦力，鬆開調節螺釘11取出調節銷釘12，完成去除側隙初調節。為防止重載工作或由於瞬間過度載荷，使疊裝齒輪發生反向衝擊位移，使主齒輪6與除側隙齒輪1又被載荷還原到有側隙狀態，造成側隙重新出現、工作精度喪失的問題，專門安排輕載適應工作時段，目的在於使內部調隙不和諧的幹涉點慢慢自然消除，在投入一定工作時間後，待兩齒面間動態達到互相適應狀況，再重新裝上調節銷釘和調節螺釘，以使調隙準確位置被固定。最後為防止調節螺釘自行鬆脫，還應將兩邊調節螺釘在該位置上對頂擰緊。[0032]若將除側隙齒輪裝在機器上並經實際工作測試後，發現調節支架剛度仍然較大， 具體表現為齒輪工作時噪聲還是很大，沒有見到明顯下降，可以將調節支架拆下來通過機加工適量減小調節支架矩形部分的厚度尺寸S，使其剛性下降彈性增加；如果發現調節支架剛度不足，具體表現為齒輪正反轉工作時位置不準確，切口質量不好，也可以將調節支架拆卸下來，重新更換矩形部分厚度S比較大的調整支架，這樣就可以找到一個比較適中厚度S的截面。
權利要求1.一種彈性除側隙疊裝齒輪結構，包括主齒輪和除側隙齒輪，其特徵在於，所述主齒輪上設置有圓錐面，所述除側隙齒輪通過與所述圓錐面相配合的錐孔與所述主齒輪自鎖連接，所述主齒輪上圓錐面的外側螺紋連接有除側隙齒輪壓緊螺母，所述主齒輪和除側隙齒輪上分別設置有形成主齒輪和除側隙齒輪圓周方向定位零點的定位銷釘孔，所述主齒輪上安裝有調節銷釘，與所述調節銷釘相對應位置的除側隙齒輪上設置有弧形調節長孔，所述弧形調節長孔的兩側分別安裝有調節支架，每個調節支架上分別安裝有與所述調節銷釘軸線垂直的調節螺釘，與每個調節支架間隔180°的除側隙齒輪上分別安裝有配重塊。
2.根據權利要求1所述的彈性除側隙疊裝齒輪結構，其特徵在於，所述調節支架由連接帽和連接杆組成，所述連接帽上設置有與所述調節螺釘螺紋連接的螺釘孔，所述連接杆上設置有連接槽，所述調節支架通過安裝在所述連接槽內的第一軸用彈性擋圈與所述除側隙齒輪連接。
3.根據權利要求1或2所述的彈性除側隙疊裝齒輪結構，其特徵在於，每個配重塊與除側隙齒輪之間通過第二軸用彈性擋圈連接。
4.根據權利要求3所述的彈性除側隙疊裝齒輪結構，其特徵在於，所述定位銷釘孔與所述調節銷釘間隔180°。
5.根據權利要求4所述的彈性除側隙疊裝齒輪結構，其特徵在於，所述除側隙齒輪上設置有拆卸螺孔。
6.根據權利要求5所述的彈性除側隙疊裝齒輪結構，其特徵在於，所述主齒輪上的圓錐面的圓錐角為1-3度。
7.根據權利要求5所述的彈性除側隙疊裝齒輪結構，其特徵在於，所述調節支架及調節銷釘均採用合金彈簧鋼材料製成。
專利摘要本實用新型公開了一種彈性除側隙疊裝齒輪結構，旨在提供一種能夠消除齒輪傳動中的齒側間隙，消除內部產生的冷/熱應力，提高齒輪壽命，減小齒輪嚙合時的噪音的齒輪結構。主齒輪上設置有圓錐面，除側隙齒輪通過與圓錐面相配合的錐孔與主齒輪自鎖連接，主齒輪上圓錐面的外側螺紋連接有除側隙齒輪壓緊螺母，主齒輪和除側隙齒輪上有形成主齒輪和除側隙齒輪圓周方向定位零點的定位銷釘孔，主齒輪上有調節銷釘，與調節銷釘相對應位置的除側隙齒輪上設置有弧形調節長孔，弧形調節長孔的兩側分別安裝有調節支架，每個調節支架上分別安裝有與調節銷釘軸線垂直的調節螺釘，與每個調節支架間隔180°的除側隙齒輪上分別安裝有配重塊。
文檔編號F16H55/18GK202301839SQ201120400739
公開日2012年7月4日 申請日期2011年10月20日 優先權日2011年10月20日
發明者王嶺松 申請人:天津商業大學