专利名称：齿轮齿条啮合机构、升降机构和起重机械的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及传动装置和起重机械领域,更具体地,涉及一种齿轮齿条啮合机构、升降机构和起重机械。
背景技术：
如图1所示，现有技术中，升降机构等起重机械的驱动体10上的驱动单元大多水平布置，驱动单元一般包括驱动电机和与驱动电机连接的减速机，驱动电机提供动力，安装于减速机输出轴端的驱动齿轮30’输出动力并与齿条20啮合。驱动齿轮30’与齿条20的啮合使升降机构的驱动体10和与驱动体10连接的吊笼上下运行。齿条20安装于升降机的导轨架上。其中的齿轮齿条啮合机构一般为驱动齿轮30’直接与齿条20啮合，背轮20设置在驱动齿轮30’的对侧。国内同行业均采用以上现有技术的齿轮齿条啮合机构；国外同行业代表安利马赫也是采用以上现有技术的齿轮齿条啮合机构。以上现有技术的齿轮齿条啮合机构具有如下缺点:单一驱动齿轮与齿条直接啮合，齿轮和齿条局部受力较大，载荷分配不合理，磨损严重；由于齿轮啮合过程中存在水平分力，且啮合过程不同步，齿面磨损，造成驱动单元运行时存在一定的冲击，运行稳定性较差。
实用新型内容本实用新型目的在于提供一种齿轮齿条啮合机构、升降机构和起重机械。该齿轮齿条啮合机构的同步性更好。另外，齿轮和齿条的载荷分配更加合理。本实用新型提供了一种齿轮齿条啮合机构，包括齿条和与齿条啮合的齿轮组，齿轮组包括:驱动齿轮，用于与驱动单元驱动连接，且驱动齿轮不与齿条直接啮合；第一随动齿轮和第二随动齿轮，第一随动齿轮、第二随动齿轮及驱动齿轮的安装平面位于同一平面上，第一随动齿轮和第二随动齿轮二者均在驱动齿轮的驱动下旋转并分别与齿条啮合。进一步地，第一随动齿轮和/或第二随动齿轮与驱动齿轮直接啮合或通过中间齿轮啮合，中间齿轮的安装平面与驱动齿轮的安装平面位于同一平面上。进一步地，第一随动齿轮和第二随动齿轮规格相同且均与驱动齿轮直接啮合，第一随动齿轮和第二随动齿轮对称分布于驱动齿轮的两侧，第一随动齿轮和第二随动齿轮的中心距为齿条的节距的整数倍。进一步地，齿轮齿条啮合机构还包括背轮，背轮抵接于齿条背对齿轮组的一侧，在齿条的延伸方向上背轮的中心位于第一随动齿轮的中心和第二随动齿轮的中心之间，背轮的中心轴线与齿轮组的各齿轮的中心轴线相对固定地设置。进一步地,齿轮齿条啮合机构包括沿齿条的延伸方向布置的两个以上齿轮组。本实用新型还提供一种升降机构，包括导轨架、驱动体、齿轮齿条啮合机构和安装于驱动体上的驱动单元，其中，齿轮齿条啮合机构为前述的齿轮齿条啮合机构，齿轮齿条啮合机构的齿条与导轨架连接，驱动齿轮与驱动单元驱动连接，在驱动单元的驱动下，齿轮齿条啮合机构的齿轮组与驱动体和驱动单元相对于齿条的延伸方向同步运动。进一步地，齿轮齿条啮合机构包括两个以上齿轮组，相邻两组齿轮组之间的间距为齿条的节距的整数倍；两个以上驱动单元与两个以上齿轮组一一对应设置，每个齿轮组的驱动齿轮与对应的驱动单元驱动连接。本实用新型还提供一种起重机械，包括导轨架、驱动体、齿轮齿条啮合机构和安装于驱动体上的驱动单元，其中，齿轮齿条啮合机构为前述的齿轮齿条啮合机构，齿轮齿条啮合机构的齿条与导轨架连接，驱动齿轮与驱动单元驱动连接，在驱动单元的驱动下，齿轮齿条啮合机构的齿轮组与驱动体以及驱动单元相对于齿条的延伸方向同步运动。进一步地，齿轮齿条啮合机构包括两个以上齿轮组，相邻两组齿轮组之间的间距为齿条的节距的整数倍；两个以上驱动单元与两个以上齿轮组一一对应设置，每个齿轮组的驱动齿轮与对应的驱动单元驱动连接。根据本实用新型的齿轮齿条啮合机构，由于增设第一随动齿轮和第二随动齿轮两个随动齿轮与齿条啮合，而与驱动单元驱动连接的驱动齿轮只与两个随动齿轮啮合，不与齿条直接啮合，实现由一个驱动齿轮驱动两个随动齿轮，再由两个随动齿轮与齿条同步啮合，因此与现有技术相比，该齿轮齿条啮合机构的同步性更好，由于第一随动齿轮、第二随动齿轮及驱动齿轮的安装平面位于同一平面上，从而第一随动齿轮、第二随动齿轮受到的驱动力和施加给齿条的力均在同一平面内，进一步改进了齿轮齿条啮合机构的同步性，利于齿轮齿条啮合机构平稳运行。进一步地，与现有技术的齿轮齿条啮合机构中驱动齿轮与齿条直接啮合相比，两个随动齿轮与齿条啮合而驱动齿轮与齿条不直接啮合，使载荷平均分配在两个随动齿轮上，因此齿轮和齿条的局部受力均减小，从而使齿轮和齿条的受力更加合理，齿轮和齿条的载荷分配更加合理。而由于载荷分配更均匀合理，因此，可以使各齿轮和齿条的齿面磨损减小。进一步地，由于上下两随动齿轮的水平受力方向相反，即驱动齿轮上受力的两啮合点的水平力相互抵消，可使驱动齿轮工作更平稳，从而使相应的驱动体及驱动单元运行平稳。
构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:图1是现有技术的升降机构的齿轮齿条啮合机构的结构示意图；图2是根据本实用新型的升降机构的齿轮齿条啮合机构的主视结构示意图。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。如图2所示，本实施例中的齿轮齿条啮合机构包括齿条20、驱动齿条20的齿轮组30。齿轮组30包括驱动齿轮31、第一随动齿轮32和第二随动齿轮33。驱动齿轮31用于与驱动单元(未图示)驱动连接，且驱动齿轮31不与齿条20直接啮合。其中，第一随动齿轮32、第二随动齿轮33及驱动齿轮31的安装平面位于同一平面上。第一随动齿轮32和第二随动齿轮33 二者均在驱动齿轮31的驱动下旋转并分别与齿条20啮合。以上的齿轮齿条啮合机构，由于增设第一随动齿轮32和第二随动齿轮33两个随动齿轮与齿条20啮合，而与驱动单元驱动连接的驱动齿轮31只与两个随动齿轮啮合，不与齿条20直接啮合，实现由一个驱动齿轮31驱动两个随动齿轮，再由两个随动齿轮与齿条20同步啮合，因此与现有技术相比，该齿轮齿条啮合机构的同步性更好，由于第一随动齿轮32、第二随动齿轮33及驱动齿轮31的安装平面位于同一平面上，从而第一随动齿轮32、第二随动齿轮33受到的驱动力和施加给齿条20的力均在同一平面内，进一步改进了齿轮齿条啮合机构的同步性，利于齿轮齿条啮合机构平稳运行。由一个驱动齿轮31驱动第一随动齿轮32和第二随动齿轮33两个随动齿轮，再由两个随动齿轮共同驱动齿条20运动，两个随动齿轮与齿条20啮合而驱动齿轮31与齿条20不啮合，使载荷平均分配在两个随动齿轮上，因此各齿轮和齿条20的局部受力均相对减小，从而使齿轮和齿条的受力更加合理，齿轮和齿条的载荷分配也更加合理，而由于载荷分配更均匀合理，因此，可以使各齿轮和齿条的齿面磨损减小。另外，由于上下两随动齿轮的水平受力方向相反，即驱动齿轮31上受力的两啮合点的水平力相互抵消，可使驱动齿轮31工作更平稳，从而使驱动单元运行平稳。本实施例中，第一随动齿轮32和第二随动齿轮33的规格相同，并均与驱动齿轮31直接啮合，第一随动齿轮32和第二随动齿轮33的中心距为齿条20的节距的整数倍。这样的设置方式便于设计、制造和安装。由于驱动齿轮31与第一随动齿轮32和第二随动齿轮33直接啮合，没有设置中间环节，第一随动齿轮32和第二随动齿轮33同步性好，齿轮齿条啮合机构的运行平稳。但是本实用新型不限于此。例如，在一个未示出的实施例中，第一随动齿轮32和第二随动齿轮33与驱动齿轮31可以通过一个或多个中间齿轮啮合，其中，中间齿轮的安装平面与驱动齿轮和随动齿轮的安装平面处于同一平面上。这样的设置可以使第一随动齿轮32和第二随动齿轮33之间的中心距设置得相对较远，从而根据需要改变齿条的受力分布状态。再例如，只要保证第一随动齿轮32和第二随动齿轮33分别与齿条20和驱动齿轮31的稳定啮合关系，第一随动齿轮32和第二随动齿轮33的半径和相应的齿数也可以设置得不同，这样的设置适合在安装空间受限的情况下齿轮组的灵活布置。本实施例中优选地，齿轮齿条啮合机构还包括背轮40，背轮40抵接于齿条20背对齿轮组30的一侧,齿条20的延伸方向上背轮40的中心位于第一随动齿轮32和第二随动齿轮33的中心之间。背轮40的中心轴线与齿轮组30的各齿轮的中心轴线相对固定地设置。更优选地，位于第一随动齿轮32和第二随动齿轮33的中心中间。这样的设置可以较好地平衡第一随动齿轮32和第二随动齿轮33对齿条的水平分力。齿轮组30的数量可以根据齿条20的长度选择为一组或两组以上。在有多组齿轮组时，各齿轮组30沿齿条20的延伸方向布置，相邻两组齿轮组30之间间距为齿条20节距的整数倍。本实施例中的齿轮齿条啮合机构包括沿齿条20的延伸方向布置的两个齿轮组30。如图2所示，本实施例的升降机构包括导轨架(未图示)、驱动体10、前述的齿轮齿条啮合机构和安装于驱动体10上的驱动单元。其中，齿轮齿条啮合机构的驱动齿轮31与驱动单元驱动连接，齿条20与导轨架连接。在驱动单元的驱动下，齿轮齿条啮合机构的齿轮组30与驱动体10以及驱动单元相对于齿条20的延伸方向同步运动。从而可通过齿条20与齿轮组30的两个随动齿轮之间的啮合带动驱动体10、驱动单元、齿轮组30以及与驱动体10连接的吊笼上下运动，实现升降机构的升降功能。在有多组齿轮组时，可以仅包括一个驱动单元，而各齿轮组30可以通过传动装置与该一个驱动单元驱动连接。但优选地，设置与各齿轮组30 —一对应设置的多组驱动单元，每组齿轮组30的驱动齿轮31分别与一组驱动单元驱动连接。每组驱动单元可以包括驱动电机与减速机，驱动电机提供动力，通过减速机驱动安装于减速机输出轴端的驱动齿轮31，驱动齿轮31驱动两个随动齿轮，再通过两个随动齿轮与齿条20的啮合使升降机构的驱动体和吊笼上下运行。另外，本实用新型还提供一种起重机械，包括导轨架、驱动体、前述的齿轮齿条啮合机构和安装于驱动体上的驱动单元。其中，齿轮齿条啮合机构的驱动齿轮与驱动单元驱动连接，齿条与导轨架连接。在驱动单元的驱动下，齿轮齿条啮合机构的齿轮组与驱动体以及驱动单元相对于齿条的延伸方向同步运动。在有多组齿轮组时，驱动单元同样可以设置一个或多个与各齿轮组一一对应的驱动单元。以上实施例的齿轮齿条啮合机构及具有该机构的升降机构和起重机械中，采用一个驱动齿轮带动两个随动齿轮与齿条啮合的方式。驱动齿轮31只与两个随动齿轮啮合、不与齿条20啮合，三个齿轮中心不在一条直线上。安装于驱动单元的减速机输出轴端的驱动齿轮31分别与安装在相对于驱动体10固定设置的驱动板50上的第一随动齿轮32和第二随动齿轮33啮合，第一随动齿轮32和第二随动齿轮33分别与齿条20进行啮合。另外，背轮40也安装于驱动板50上。如图2所示，当驱动齿轮31顺时针转动时，第一随动齿轮32和第二随动齿轮33在驱动齿轮31的带动下均逆时针转动，从而驱动体10及驱动单元、齿轮组30和驱动板50等部件相对于齿条20同步向上运动；反之，当驱动齿轮31逆时针转动时，第一随动齿轮32和第二随动齿轮33在驱动齿轮31的带动下均顺时针转动，从而驱动体10及驱动单元、齿轮组30和驱动板50等部件相对于齿条20同步向下运动。从而，可通过齿轮组驱动升降机构(或其它起重机械)的驱动体上下运动。从以上的描述中可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果:同步性好；载荷分配合理，各齿轮和齿条的磨损减小；驱动单元运行平稳。以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种齿轮齿条啮合机构，其特征在于，包括齿条(20)和与所述齿条(20)啮合的齿轮组(30 )，所述齿轮组(30 )包括: 驱动齿轮(31)，用于与驱动单元驱动连接，且所述驱动齿轮(31)不与所述齿条(20)直接啮合； 第一随动齿轮(32)和第二随动齿轮(33)，所述第一随动齿轮(32)、所述第二随动齿轮(33)及所述驱动齿轮(31)的安装平面位于同一平面上，所述第一随动齿轮(32)和所述第二随动齿轮(33) 二者均在所述驱动齿轮(31)的驱动下旋转并分别与所述齿条(20)啮合。
2.根据权利要求1所述的齿轮齿条啮合机构，其特征在于，所述第一随动齿轮(32)和/或所述第二随动齿轮(33)与所述驱动齿轮(31)直接啮合或通过中间齿轮啮合，所述中间齿轮的安装平面与所述驱动齿轮的安装平面位于同一平面上。
3.根据权利要求2所述的齿轮齿条啮合机构，其特征在于，所述第一随动齿轮(32)和所述第二随动齿轮(33)规格相同且均与所述驱动齿轮(31)直接啮合，所述第一随动齿轮(32)和所述第二随动齿轮(33)对称分布于所述驱动齿轮(31)的两侧，所述第一随动齿轮(32)和所述第二随动齿轮(33)的中心距为所述齿条(20)的节距的整数倍。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的齿轮齿条啮合机构，其特征在于，所述齿轮齿条啮合机构还包括背轮(40)，所述背轮(40)抵接于所述齿条(20)背对所述齿轮组(30)的一侧，在所述齿条(20)的延伸方向上所述背轮(40)的中心位于所述第一随动齿轮(32)的中心和所述第二随动齿轮(33)的中心之间，所述背轮(40)的中心轴线与所述齿轮组(30)的各齿轮的中心轴线相对固定地设置。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的齿轮齿条啮合机构，其特征在于，所述齿轮齿条啮合机构包括沿所述齿条(20 )的延伸方向布置的两个以上所述齿轮组(30 )。
6.一种升降机构，包括导轨架、驱动体(10)、齿轮齿条啮合机构和安装于所述驱动体(10)上的驱动单元，其特征在于，所述齿轮齿条啮合机构为根据权利要求1至5中任一项所述的齿轮齿条啮合机构，所述齿轮齿条啮合机构的齿条(20)与所述导轨架连接，驱动齿轮(31)与所述驱动单元驱动连接，在所述驱动单元的驱动下，所述齿轮齿条啮合机构的齿轮组(30)与所述驱动体(10)和所述驱动单元相对于所述齿条(20)的延伸方向同步运动。
7.根据权利要求6所述的升降机构，其特征在于，所述齿轮齿条啮合机构包括两个以上所述齿轮组(30)，相邻两组齿轮组(30)之间的间距为所述齿条(20)的节距的整数倍；两个以上所述驱动单元与两个以上所述齿轮组(30) —一对应设置，每个所述齿轮组(30)的驱动齿轮(31)与对应的驱动单元驱动连接。
8.—种起重机械，包括导轨架、驱动体(10)、齿轮齿条啮合机构和安装于所述驱动体(10)上的驱动单元，其特征在于，所述齿轮齿条啮合机构为根据权利要求1至5中任一项所述的齿轮齿条啮合机构，所述齿轮齿条啮合机构的齿条(20)与所述导轨架连接，驱动齿轮(31)与所述驱动单元驱动连接，在所述驱动单元的驱动下，所述齿轮齿条啮合机构的齿轮组(30)与所述驱动体(10)以及所述驱动单元相对于所述齿条(20)的延伸方向同步运动。
9.根据权利要求8所述的起重机械，其特征在于，所述齿轮齿条啮合机构包括两个以上所述齿轮组(30)，相邻两组齿轮组(30)之间的间距为所述齿条(20)的节距的整数倍；两个以上所述驱动单元与两个以上所述齿轮组(30) 一一对应设置，每个所述齿轮组(30)的驱动齿轮(31)与对应的驱动单元驱动连接。
专利摘要本实用新型提供了一种齿轮齿条啮合机构、升降机构和起重机械。齿轮齿条啮合机构包括齿条(20)和与齿条(20)啮合的齿轮组(30)，齿轮组(30)包括驱动齿轮(31)，用于与驱动单元驱动连接，且驱动齿轮(31)不与齿条(20)直接啮合；第一随动齿轮(32)和第二随动齿轮(33)，第一随动齿轮(32)、第二随动齿轮(33)及驱动齿轮(31)的安装平面位于同一平面上，第一随动齿轮(32)和第二随动齿轮(33)二者均在驱动齿轮(31)的驱动下旋转并分别与齿条(20)啮合。该齿轮齿条啮合机构的同步性好，利于齿轮齿条啮合机构平稳运行。
文档编号B66F3/02GK202971782SQ20122067623
公开日2013年6月5日 申请日期2012年12月10日 优先权日2012年12月10日
发明者蔡宝, 赵红旗, 涂幼新, 胡克田, 刘丁丁 申请人:中联重科股份有限公司