齒輪齒條傳動消隙機構的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于機床設備技術領域，涉及數控機床設備的傳動系統，尤其是能自動消除齒側間隙的齒輪齒條傳動消隙機構。
【背景技術】
[0002]在無間隙傳動的數控機床設備及機器人領域，經常用到齒輪齒條副傳動。但齒輪齒條傳動往往存在著齒側間隙，這就要求齒輪齒條傳動機構必須采取措施消除齒側間隙，以保證機構的雙向傳動精度。因此，對于高精度的機床設備而言，消除齒輪齒條機構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整法。在該方法中，當齒輪齒條機構出現間隙時，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，故此種消隙機構只能用在傳動負載較小的場合。而且結構比較復雜、安裝比較困難。
[0004]鑒于上述，有必要進一步研發新的機構，以消除齒輪齒條傳動過程中存在的齒側間隙。
【發明內容】
[0005]本發明為了解決上述現有齒輪齒條傳動往往存在著齒側間隙的問題，而提出一種可以自動消除齒側間隙用于齒輪齒條傳動消隙機構。
[0006]本發明是通過以下方案實現的:
上述的齒輪齒條傳動消隙機構，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成，與所述齒輪嚙合；所述消隙機構還包括絲杠軸、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部形成的空腔內；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，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，其中:所述第一齒條的兩端對稱設有導向桿，所述導向桿關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生位移。
[0009]有益效果:
本發明的齒輪齒條傳動消隙機構，齒條采用雙齒條結構，在齒輪與齒條間出現傳動間隙時，平面渦卷彈簧會給絲杠軸一個回轉轉矩，帶動絲杠軸旋轉一個角度，使兩齒條之間出現一個軸向的相對位移，即實現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，本發明的齒輪齒條傳動消隙機構自動消除間隙，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，傳遞扭矩大、結構簡單、工作可靠。
[0010]本發明的齒輪齒條傳動消隙機構，適用于無間隙傳動的數控領域，尤其是高精度的數控機床以及機器人。
【附圖說明】
[0011]圖1是本發明的齒輪齒條傳動消隙機構的結構示意圖；
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，本發明的齒輪齒條傳動消隙機構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的兩端對稱設有導向桿120，該導向桿120關于絲杠軸13的軸向兩端對稱；導向桿120沿第一齒條121與第二齒條122接觸的端面的兩側分別向兩側凸伸形成；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的內部形成的空腔內。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間出現傳動間隙時，平面渦卷彈簧18會給絲杠軸13 —個回轉轉矩，帶動絲杠軸13旋轉一個角度。從而使絲杠軸13與螺母16之間出現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一個軸向的相對位移，即實現第一齒條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]本發明的齒輪齒條傳動消隙機構，適用于無間隙傳動的數控領域，尤其是高精度的數控機床以及機器人。
【主權項】
1.一種齒輪齒條傳動消隙機構，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成，與所述齒輪嚙合； 所述消隙機構還包括絲杠軸、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部形成的空腔內；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.如權利要求1所述的齒輪齒條傳動消隙機構，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.如權利要求1或2所述的齒輪齒條傳動消隙機構，其特征在于:所述第一齒條的兩端對稱設有導向桿，所述導向桿關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生位移。
【專利摘要】本發明涉及一種齒輪齒條傳動消隙機構，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成，與齒輪嚙合；消隙機構還包括放置于第一齒條和第二齒條的內部形成的空腔內的絲杠軸、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。該消隙機構在齒輪與齒條間出現傳動間隙時，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、結構簡單、工作可靠，適用于無間隙傳動的數控領域，尤其是高精度的數控機床以及機器人。
【IPC分類】F16H57/12, F16H55/28
【公開號】CN104964022
【申請號】CN201510395283
【發明人】邱新橋, 吳家浩
【申請人】湖北汽車工業學院
【公開日】2015年10月7日
【申請日】2015年7月8日