锥齿轮传动间隙消隙装置的制作方法

本发明涉及齿轮传动技术领域，具体涉及一种能消除相交轴锥齿轮传动副传动间隙的消隙装置。

背景技术：

普通情况下，锥齿轮与锥齿轮啮合传动均有传动间隙，当锥齿轮传动副需要正反转动的情况下，会产生一定的空回量，降低传动精度。因此，在需要精确传动的装置中，须使用能消除锥齿轮啮合传动间隙的消隙装置以便消除空回量。申请号为cn201510117508.4的专利公开了相交轴锥齿轮传动间隙消除机构，其技术特征是：包括传动轴、平键、从动锥齿轮、压盖、螺钉、蝶形弹簧、花键轴、挡圈、卡簧、扭转弹簧、复合螺母、调整垫、主动锥齿轮。所述的从动锥齿轮通过平键、压盖、螺钉固定联接在传动轴上，所述的主动锥齿轮通过花键配合在花键轴上并可以轴向移动，主动锥齿轮的小端通过碟形弹簧、压盖、螺钉弹性限位，主动锥齿轮的大端花键轴轴向连接有凋整垫、复合螺母，所述的挡圈通过平键与卡簧限位在花键轴上，所述的扭转弹簧一端卡入挡圈的端面孔中，另一端卡入复合螺母的端面孔中，所述的复合螺母在扭转弹簧弹力作用下保持旋转的运动扭力，复合螺母转动会轴向推动调整垫和主动锥齿轮向前移动，锥齿轮传动的间隙被排除，所述的碟形弹簧作用力小于扭转弹簧对复合螺母产生的轴向作用力。这种相交轴锥齿轮传动间隙消除机构的缺点是：①构成间隙消除机构的调整垫、复合螺母、扭转弹簧、挡圈、卡簧以串连的结构装在花键轴上，导致相交轴锥齿轮传动间隙消除机构的轴向尺寸较大，结构不紧凑；②复合螺母的内螺纹须根据花键轴的直径配做，故该锥齿轮传动间隙消除机构不具备通用性。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种能消除相交轴锥齿轮传动副传动间隙的锥齿轮传动间隙消隙装置，这种锥齿轮传动间隙消隙装置的轴向尺寸小，结构紧凑，具有通用性，不需要在原有的相交轴锥齿轮传动结构上设置额外的结构，装在锥齿轮的背锥侧的轴孔端面就可以使用。

为实现上述目的，本发明所述的锥齿轮传动间隙消隙装置采用的技术方案如下。

一种锥齿轮传动间隙消隙装置，所述锥齿轮传动间隙消隙装置与锥齿轮串连装在传动轴上，且锥齿轮传动间隙消隙装置位于锥齿轮背锥侧的轴孔端面与传动轴的轴肩之间，锥齿轮传动间隙消隙装置包括第一垫环、第二垫环和调隙机构。

所述第一垫环及所述第二垫环都为片状的环形回转体，第一垫环设有与第一垫环同轴线的适合装于所述传动轴的第一轴孔，第二垫环设有与第二垫环同轴线的适合装于所述传动轴的第二轴孔，所述调隙机构夹在第一垫环与第二垫环之间，第一垫环、调隙机构和第二垫环依次串连装在传动轴上且位于所述锥齿轮背锥侧的轴孔端面与传动轴的轴肩之间。

在第一垫环的朝向第二垫环的端面上设有与所述第一轴孔同轴线的第一圆锥面以及沿第一垫环的径向设有两个第一导槽；第一垫环的第一圆锥面朝第二垫环的方向凸出，第一垫环的两个第一导槽对称设置在第一轴孔的两侧。

所述调隙机构由两个滑块、两根螺杆、两个支脚和两根施力杆组成，两个所述滑块分别镶嵌于第一垫环的第一轴孔两侧的第一导槽中，且滑块能沿第一导槽滑动，在滑块上沿滑块滑动的方向开有螺纹通孔，所述螺杆设有外螺纹，螺杆旋入滑块的螺纹通孔，螺杆的靠近第一轴孔的一端铰接有适于抵紧传动轴的支脚，所述支脚能相对于螺杆转动，支脚为八字形且相对于支脚的转动轴线对称，在滑块上还开有适于所述施力杆接入的孔，所述施力杆呈c形，施力杆用弹性材料制造且可以弯屈弹性变形，施力杆的两端分别接入两个滑块的对应的孔，连接于滑块的两根施力杆对称布置于第一轴孔的两侧。

进一步的，在所述第二垫环的朝向所述第一垫环的端面上设有与所述第二轴孔同轴线的第二圆锥面以及沿第二垫环的径向设有两个第二导槽，第二垫环的第二圆锥面朝第一垫环的方向凸出，第二垫环的两个第二导槽对称设置在第二轴孔的两侧，第二垫环的两个第二导槽分别与第一垫环的两个第一导槽互相对齐，第二导槽与第一导槽共同镶嵌有一个所述滑块且滑块能同时沿第二导槽与第一导槽滑动。

进一步的，所述的锥齿轮传动间隙消隙装置还设有销钉和螺旋弹簧，所述销钉由钉身与设在所述钉身一端的大头构成，所述第一垫环在其外圆柱面与第一圆锥面之间开有轴线与第一轴孔的轴线平行的小孔，所述小孔的孔径略大于销钉的钉身的直径，小孔的数量为两个且对称设置在第一圆锥面的两侧，在所述第二垫环的与第一垫环的小孔的对应之处开有适于固定销钉的销孔，所述销孔的轴线与第二轴孔的轴线平行，销孔的数量为两个，所述螺旋弹簧为推力弹簧，螺旋弹簧套在销钉的钉身上，套有螺旋弹簧的销钉的钉身先穿过第一垫环的小孔再插入并固定于第二垫环的销孔中，螺旋弹簧的一端顶住销钉的大头，螺旋弹簧的另一端顶住第一垫环并给第一垫环施加向第二垫环靠拢的推力。

进一步的，所述第一垫环还开有与所述小孔数量相等的且与小孔共轴线的沉孔，所述沉孔的孔口位于第一垫环的背向于所述第二垫环的端面上，沉孔的孔径大于所述销钉的大头的径向尺寸以适于容纳销钉的大头，套有所述螺旋弹簧的销钉的钉身依次穿过第一垫环的沉孔与小孔，再插入并固定于第二垫环的销孔中，螺旋弹簧的一端顶住销钉的大头，螺旋弹簧的另一端顶住第一垫环的沉孔的孔肩。

本发明所述的锥齿轮传动间隙消隙装置有以下优点：

①轴向尺寸小、结构紧凑、通用性强；

②增加销钉、螺旋弹簧等结构后可将本发明由散件单独组装成整件，方便了运输、销售及安装，也有利于调整锥齿轮传动副的传动间隙；

③在第一垫环上增设沉孔后可使销钉的大头隐藏于沉孔内，使得本发明的轴向尺寸更小，外形更简练。

④能自动消除啮合传动的一对锥齿轮因磨损而重新产生的啮合传动间隙。

附图说明

下面对本说明书各附图所表达的内容及附图中的标记作简要说明：

图1示出了与锥齿轮串连装在传动轴上且位于锥齿轮背锥侧的轴孔端面与传动轴的轴肩之间的锥齿轮传动间隙消隙装置；

图2是图1的a-a剖视图，示出了锥齿轮传动间隙消隙装置的第一垫环的结构，还示出了锥齿轮传动间隙消隙装置的调隙机构与第一垫环之间的装配关系；

图3示出了组装成独立整件的锥齿轮传动间隙消隙装置的结构，图3是主视图；

图4是图3的左视图，示出了整件的锥齿轮传动间隙消隙装置的结构；

图5是锥齿轮传动间隙消隙装置的调隙机构的结构示意图；

图6是图5的左视图，示出了调隙机构的结构；

图7是锥齿轮传动间隙消隙装置的第一垫环的结构示意图；

图8是图3的b-b剖视图，示出了整件的锥齿轮传动间隙消隙装置的剖视结构，为简明表达，图中没有画出支脚；

图9是图4的c-c剖视图，示出了调隙机构与第一垫环之间的装配关系，还示出了锥齿轮传动间隙消隙装置在非使用状态(即施力杆处于不受力的自由状态)下，两根施力杆均位于第一垫环的第一圆锥面的外侧；

图10示出了第一垫环设有第一圆锥面及第一导槽，第二垫环设有第二圆锥面及第二导槽，第一垫环的第一圆锥面及第一导槽与第二垫环的第二圆锥面及第二导槽镜像对称，第一垫环的第一导槽与第二垫环的第二导槽共同镶嵌一个滑块，施力杆的中间部位分别沿第一圆锥面与第二圆锥面移动到第一圆锥面及第二圆锥面的高处；

图11是锥齿轮传动间隙消隙装置的第二垫环的结构示意图。

附图中的标记为：传动轴1、轴肩2、锥齿轮3、第一垫环4、第二垫环5、第一轴孔61、第二轴孔62、第一圆锥面71、第二圆锥面72、第一导槽81、第二导槽82、滑块9、螺杆10、支脚11、施力杆12、啮合锥齿轮13、销钉14、螺旋弹簧15、小孔16、销孔17、沉孔18、孔肩19。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1、图2，一种锥齿轮传动间隙消隙装置，所述锥齿轮传动间隙消隙装置与锥齿轮3串连装在传动轴1上，且锥齿轮传动间隙消隙装置位于锥齿轮3背锥侧的轴孔端面与传动轴1的轴肩2之间，锥齿轮传动间隙消隙装置包括第一垫环4、第二垫环5和调隙机构。

请参阅图1、图2、图5、图6，所述第一垫环4及所述第二垫环5都为片状的环形回转体，第一垫环4设有与第一垫环4同轴线的适合装于所述传动轴1的第一轴孔61，第二垫环5设有与第二垫环5同轴线的适合装于所述传动轴1的第二轴孔62，所述调隙机构夹在第一垫环4与第二垫环5之间，第一垫环4、调隙机构、第二垫环5依次串连装在传动轴1上且位于所述锥齿轮3背锥侧的轴孔端面与传动轴1的轴肩2之间。

请参阅图1、图7，在第一垫环4的朝向第二垫环5的端面上设有与所述第一轴孔61同轴线的第一圆锥面71以及沿第一垫环4的径向设有两个第一导槽81。换句话说，所述第一垫环4加工有与第一轴孔61同轴线的第一圆锥面71，沿第一垫环4的径向在第一垫环4上开有两个第一导槽81，所述第一圆锥面71与第一导槽81均设在第一垫环4的朝向所述第二垫环5的端面上。第一垫环4的第一圆锥面71朝第二垫环5的方向凸出(即相对于第一垫环4的朝向第二垫环5的端面而言，第一圆锥面71的外侧低而第一圆锥面71的近第一轴孔61处高)，第一垫环4的两个第一导槽81对称设置在第一轴孔61的两侧。

请参阅图2、图5、图6，所述调隙机构由两个滑块9、两根螺杆10、两个支脚11和两根施力杆12组成。两个所述滑块9分别镶嵌于第一垫环4的第一轴孔61两侧的第一导槽81中，且滑块9能沿第一导槽81滑动，在滑块9上沿滑块9滑动的方向开有螺纹通孔，所述螺杆10设有外螺纹，螺杆10旋入滑块9的螺纹通孔，螺杆10的靠近第一轴孔61的一端铰接有适于抵紧传动轴1的支脚11，所述支脚11能相对于螺杆10转动，支脚11为八字形且相对于支脚11的转动轴线对称。在滑块9上还开有适于所述施力杆12接入的孔，所述施力杆12呈c形，施力杆12用弹性材料(例如弹簧钢)制造且可以弯屈弹性变形，施力杆12的两端分别接入两个滑块9的对应的孔，连接于滑块9的两根施力杆12对称布置于第一轴孔61的两侧。

锥齿轮传动间隙消隙装置的工作原理：请参阅图1，所述锥齿轮3的轴孔与所述传动轴1之间的配合具有适宜的间隙，使锥齿轮3可以沿传动轴1的轴向滑移。在锥齿轮3安装于传动轴1之前，先将所述锥齿轮传动间隙消隙装置装在传动轴1上并紧靠传动轴1的轴肩2，再将锥齿轮3安装于传动轴1上并紧靠所述锥齿轮传动间隙消隙装置，从而完成相交轴锥齿轮传动副的安装。这时，第一垫环4与第二垫环5接触而没有间隙(请参阅图4、图8)，两根所述施力杆12均位于第一垫环4的第一圆锥面71的外侧(请参阅图8、图9)，而锥齿轮3的轮齿与啮合锥齿轮13的轮齿之间有间隙。请参阅图2，均匀地旋转两根所述螺杆10，使铰接于螺杆10的所述支脚11抵紧传动轴1的圆柱面，而所述滑块9沿第一导槽81向远离传动轴1的方向滑移，使两个滑块9之间的距离拉开，这样，两根c形的施力杆12逐渐被拉直，并使两根施力杆12产生弹性力，在弹性力的作用下，两根施力杆12的中间部位分别从第一圆锥面71的外侧(请参阅图9)向第一轴孔61移动(请参阅图2)，即两根施力杆12的中间部位分别沿第一圆锥面71由第一圆锥面71的低处(请参阅图8)向第一圆锥面71的高处移动(请参阅图10)，两根施力杆12的中间部位顶住第一垫环4的第一圆锥面71与第二垫环5的朝向第一垫环4的端面上，从而将第一垫环4与第二垫环5分离，使第一垫环4与第二垫环5之间产生间隙(请参阅图10)。两个滑块9之间的距离被拉开得越远，两根c形的施力杆12被拉得越直，两根施力杆12的中间部位分别沿第一圆锥面71移动到越高的位置，第一垫环4与第二垫环5被分离得越开，第一垫环4与第二垫环5之间的间隙越大。请参阅图1，第一垫环4与第二垫环5的分离运动会推动锥齿轮3沿传动轴1的轴向朝啮合锥齿轮13的方向移动，使锥齿轮3的轮齿与啮合锥齿轮13的轮齿互相靠近，并最终消除锥齿轮3与啮合锥齿轮13的啮合传动间隙。

锥齿轮传动间隙消隙装置的有益效果：请参阅图1、图2，所述锥齿轮传动间隙消隙装置装在传动轴1上，其整装结构为第一垫环4与第二垫环5之间夹着调隙机构。因为第一垫环4及第二垫环5均为片状，故轴向尺寸小，又因为组成调隙机构的两个滑块9、两根螺杆10、两个支脚11、两根施力杆12均分布于传动轴1的径向面内(请参阅图2)，施力杆12、螺杆10的直径都较小(请参阅图6)，滑块9、支脚11虽然在传动轴1的轴向的尺寸略大，但滑块9镶嵌于第一垫环4的第一导槽81中且支脚11也隐藏于第一导槽81中(请参阅图2、图7)，所以锥齿轮传动间隙消隙装置的轴向尺寸小，结构紧凑。

请参阅图1，从锥齿轮传动间隙消隙装置的结构、安装方式与工作原理看，锥齿轮传动间隙消隙装置并不需要在原有的相交轴锥齿轮传动结构上设置额外的结构，只须与锥齿轮3串连装在传动轴1上并位于锥齿轮3背锥侧的轴孔端面与传动轴1的轴肩2之间就可以使用，所以锥齿轮传动间隙消隙装置的通用性强。另外，请参阅图1、图2，第一轴孔61与第二轴孔62的直径尺寸不必与传动轴1的装锥齿轮传动间隙消隙装置的轴颈的直径尺寸形成公差配合，第一轴孔61及第二轴孔62的基本尺寸比传动轴1的轴颈的基本尺寸略大也可以使用，因此，又进一步扩大了锥齿轮传动间隙消隙装置的通用性。

请参阅图2，施力杆12用弹性材料(例如弹簧钢)制造，当锥齿轮3与啮合锥齿轮13的轮齿因磨损而重新产生啮合传动间隙时，两根施力杆12的中间部位在弹性力的作用下会进一步分别向第一轴孔61移动(请参阅图2)，即两根施力杆12的中间部位会进一步分别沿第一圆锥面71由低处(请参阅图8)向第一圆锥面71的高处移动(请参阅图10)，从而会进一步将第一垫环4与第二垫环5分离，并会进一步推动锥齿轮3沿传动轴1的轴向朝啮合锥齿轮13的方向移动，并最终消除锥齿轮3与啮合锥齿轮13因磨损而重新产生的啮合传动间隙。故，本发明所述的锥齿轮传动间隙消隙装置能自动补偿锥齿轮3与啮合锥齿轮13因磨损而重新产生的啮合传动间隙。

作为改进，请参阅图10、图11，在所述第二垫环5的朝向所述第一垫环4的端面上设有与所述第二轴孔62同轴线的第二圆锥面72以及沿第二垫环5的径向设有两个第二导槽82。换句话说，所述第二垫环5加工有与所述第二轴孔62同轴线的第二圆锥面72，沿第二垫环5的径向在第二垫环5上开有两个第二导槽82，第二圆锥面72与第二导槽82均设在第二垫环5的朝向第一垫环4的端面上。第二垫环5的第二圆锥面72朝第一垫环4的方向凸出，第二垫环5的两个第二导槽82对称设置在第二轴孔62的两侧。请参阅图10，第二垫环5的两个第二导槽82分别与第一垫环4的两个第一导槽81互相对齐，互相对齐的第二导槽82与第一导槽81共同镶嵌有一个所述滑块9且滑块9能同时沿互相对齐的第二导槽82与第一导槽81滑动。请参阅图4、图10，在本发明的优选方案中，第二垫环5的第二圆锥面72与第一垫环4的第一圆锥面71在结构、形状、尺寸上完全一致(即第二垫环5的第二圆锥面72与第一垫环4的第一圆锥面71镜像对称)，第二垫环5的两个第二导槽82与第一垫环4的两个第一导槽81在结构、形状、尺寸上完全一致(即第二垫环5的两个第二导槽82与第一垫环4的两个第一导槽81镜像对称)，即经过上述改进的第二垫环5的结构、形状、尺寸完全与第一垫环4一致，使锥齿轮传动间隙消隙装置的整装结构更加对称，施力杆12、滑块9、螺杆10、支脚11的受力情况更好，另外，第一垫环4与第二垫环5还可以互换。

作为改进，请参阅图8，锥齿轮传动间隙消隙装置还可增加销钉14和螺旋弹簧15。所述销钉14由钉身与设在所述钉身一端的大头构成。请参阅图8、图7，所述第一垫环4在其外圆柱面与第一圆锥面71之间开有轴线与第一轴孔61的轴线平行的小孔16(换句话说，所述第一垫环4在靠近其外圆柱面处开有轴线与第一轴孔61的轴线平行的小孔16)，所述小孔16的孔径略大于销钉14的钉身的直径，小孔16的数量为两个且对称设置在第一圆锥面71的两侧。请参阅图8、图11，在所述第二垫环5的与第一垫环4的小孔16的对应之处开有适于固定销钉14的销孔17，所述销孔17的轴线与第二轴孔62的轴线平行，销孔17的数量为两个。请参阅图8，所述螺旋弹簧15为推力弹簧，螺旋弹簧15套在销钉14的钉身上，套有螺旋弹簧15的销钉14的钉身先穿过第一垫环4的小孔16再插入并固定于第二垫环5的销孔17中，螺旋弹簧15的一端顶住销钉14的大头，螺旋弹簧15的另一端顶住第一垫环4，即螺旋弹簧15的另一端顶住第一垫环4的背向于第二垫环5的端面(换句话说，螺旋弹簧15的另一端顶住第一垫环4的与第二垫环5相背的端面)并给第一垫环4施加向第二垫环5靠拢的推力。请参阅图3、图4，锥齿轮传动间隙消隙装置增加了销钉14、螺旋弹簧15，可将锥齿轮传动间隙消隙装置由散件单独组装成整件，锥齿轮传动间隙消隙装置在非使用状态(即施力杆12处于不受力的自由状态)下，螺旋弹簧15可使第一垫环4与第二垫环5互相靠拢，这样，方便了运输、销售及安装，也有利于调整锥齿轮传动副的传动间隙。

作为改进，请参阅图10，所述第一垫环4还开有与所述小孔16数量相等的且与小孔16共轴线的沉孔18，所述沉孔18的孔口位于第一垫环4的背向于所述第二垫环5的端面上(换句话说，所述沉孔18的孔口位于第一垫环4的与所述第二垫环5向背的端面上)，沉孔18的孔径大于所述销钉14的大头的径向尺寸以适于容纳销钉14的大头，套有所述螺旋弹簧15的销钉14的钉身依次穿过第一垫环4的沉孔18与小孔16，再插入并固定于第二垫环5的销孔17中，螺旋弹簧15的一端顶住销钉14的大头，螺旋弹簧15的另一端顶住第一垫环4的沉孔18的孔肩19。在第一垫环4上开沉孔18，可使销钉14的大头隐藏于沉孔18内，使得锥齿轮传动间隙消隙装置的轴向尺寸更小，外形更简练。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“直立”、“立置”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的零部件或结构必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“直立”、“立置”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。