一种可调反向间隙的齿轮副机构的制作方法

本实用新型属于齿轮消隙技术领域，具体涉及一种可调反向间隙的齿轮副机构。

背景技术：

数控卧式滚齿机的工件主轴一般为一级齿轮减速传动。为保证工件主轴的分度精度、防止齿轮副的反向间隙对齿轮工件的加工精度造成影响，理论上需消除齿轮副的反向间隙。众所周知，由于齿轮的自身精度、热变形等因素的影响，完全消除反向间隙后，会出现齿轮副噪音超标甚至卡死的现象。因此，在设计该齿轮传动副时，需设置反向间隙量来达到设计需求。但由于齿轮副安装箱体的加工误差，齿轮自身的加工误差等因素的影响，在没有消隙机构时，其反向间隙大小不一，因此该齿轮传动副的反向间隙量还须可以根据实际情况精确调整，以达到设计要求。

常见的消除齿轮副反向间隙的方法很多，如：弹簧消隙法、斜齿轮隔片消隙法、双伺服驱动消隙法等。例如在现有技术中，如公开号为CN201824027U，公开时间为2011年5月11日，名称为“可控制传动间隙的高精度圆柱齿轮副”的中国实用新型专利文献，公开了一种可控制传动间隙的高精度圆柱齿轮副，涉及机械设备中的齿轮传动技术领域，包括主动齿轮组件和从动齿轮组件，还包括消隙齿轮组件和连接杆，所述连接杆安装于所述消隙齿轮组件内，且连接杆的一端与所述主动齿轮组件的齿轮端连接，所述从动齿轮组件与主动齿轮组件和消隙齿轮组件啮合。本实用新型传动间隙方便调整，且所加工出的零件精度高，可以提高加工效率，节约了工时，便于齿轮的大批量生产。但是，上述方法用在滚齿机床主轴箱上均存在不足。弹簧消隙法无法保证反向传动刚性；斜齿轮隔片消隙法调整麻烦，且调整完毕后难于快速进行二次调节；双伺服驱动消隙法成本太高。还有一种双齿轮错位法具有调整方便、反向传动刚性高、成本低廉的特点。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种传动精度高、安装精度高、受制造误差影响小，且可以快速调整反向间隙的齿轮副机构。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种可调反向间隙的齿轮副机构，其特征在于：包括轴式齿轮和与之配套的套式齿轮；轴式齿轮的一端插入套式齿轮中，且轴式齿轮插入套式齿轮的一端为横截面半径分别为R1和R2的两段式圆柱体结构，且插入方向前段的圆柱体的横截面半径R1小于后段的圆柱体的横截面R2；对应的，所述套式齿轮为对应所述轴式齿轮插入套式齿轮端形状的中空套，即轴式齿轮插入套式齿轮一端的两段圆柱体侧面与套式齿轮内侧面之间形成两个配合面，两个配合面上均设置有安装标记使轴式齿轮与套式齿轮的相位固定；轴式齿轮和套式齿轮的末端通过抱轴器锁紧。

所述轴式齿轮为一体式结构，且轴式齿轮的两端面上均设置有用于加工及检测的中心孔，使用时可以用两个对应设置的顶尖顶入中心孔将该齿轮副机构安装。

所述轴式齿轮包括前半段和后半段，后半段作为轴式齿轮插入套式齿轮中的一端，前半段和后半段之间设置有用于对轴式齿轮插入套式齿轮进行限位的环形限位台。

所述轴式齿轮的前半段外侧安装有前段轴承组。

所述套式齿轮外侧结构也为前半段和后半段的两段式圆柱体结构，且套式齿轮靠近所述环形限位台的前半段圆柱体横截面半径与所述环形限位台的横截面半径与相同，一个被动齿轮设置在套式齿轮和环形限位台接缝处且与套式齿轮和环形限位台同时啮合。

所述套式的后半段外侧安装有后段轴承组。

本技术方案的有益效果如下：

该可调反向间隙的齿轮副机构，采用整体轴式齿轮，从设计上取消了过渡轴承和扭力传递杆等的组合装配式结构，从根源上消除了因为零件制造误差导致的精度降低，又由于轴式齿轮替代了过渡轴承配合扭力传递杆的结构形式，使得扭力传递部位的直径增大，传动刚性得以大幅增强。轴式齿轮和套式齿轮的末端通过抱轴器锁紧，松开抱轴器即可调整两齿轮的错位量，得以实现反向间隙的调节；锁紧抱轴器使两齿轮相互间的位置关系得以固定，避免传动过程中产生错位。

轴式齿轮两端的中心孔用于精加工外圆、齿轮以及计量的装夹定位，从而实现精加工和检测等环节基准的统一；在轴式齿轮和套式齿轮结合面上设置的配合面，能有效保证轴式齿轮与套式齿轮的同轴度；轴式齿轮的刚性提升后，使轴式齿轮由两端轴承组共同支承，形成典型的“简支”结构，更为稳定；采用抱轴器锁紧轴式齿轮与套式齿轮，排除楔形内胀套自身精度误差对整个齿轮副的影响；轴式齿轮与套式齿轮组合后再进行轴承安装面及齿轮部位的精加工，能有效保证加工精度的一致性，所设置相位对准记号，能保证二次装复时与加工时的位置关系一致；通过上述设计，齿轮副的加工精度、检测精度、装配精度以及最终的传动精度都能得到有效保证和提升，其工作噪音也随之下降。

附图说明

本实用新型的前述和下文具体描述在结合以下附图阅读时变得更清楚，附图中：

图1是本实用新型一种优选方案的结构剖视示意图；

图中：

1、轴式齿轮；2、套式齿轮；3、被动齿轮；4、抱轴器；5、顶尖； 6、前段轴承组；7、后段轴承组。

具体实施方式

下面通过几个具体的实施例来进一步说明实现本实用新型目的技术方案，需要说明的是，本实用新型要求保护的技术方案包括但不限于以下实施例。

实施例1

作为本实用新型一种最基本的实施方案，本实施例公开了一种可调反向间隙的齿轮副机构，如图1，包括轴式齿轮1和与之配套的套式齿轮2；轴式齿轮1的一端插入套式齿轮2中，且轴式齿轮1插入套式齿轮2的一端为横截面半径分别为R1和R2的两段式圆柱体结构，且插入方向前段的圆柱体的横截面半径R1小于后段的圆柱体的横截面R2；对应的，所述套式齿轮2为对应所述轴式齿轮1插入套式齿轮2端形状的中空套，即轴式齿轮1插入套式齿轮2一端的两段圆柱体侧面与套式齿轮2内侧面之间形成两个配合面，两个配合面上均设置有安装标记使轴式齿轮1与套式齿轮2的相位固定；轴式齿轮1和套式齿轮2的末端通过抱轴器4锁紧。

该可调反向间隙的齿轮副机构，采用整体轴式齿轮1，从设计上取消了过渡轴承和扭力传递杆等的组合装配式结构，从根源上消除了因为零件制造误差导致的精度降低，又由于轴式齿轮1替代了过渡轴承配合扭力传递杆的结构形式，使得扭力传递部位的直径增大，传动刚性得以大幅增强。轴式齿轮1和套式齿轮2的末端通过抱轴器4锁紧，松开抱轴器4即可调整两齿轮的错位量，得以实现反向间隙的调节；锁紧抱轴器4使两齿轮相互间的位置关系得以固定，避免传动过程中产生错位，而轴式齿轮1和套式齿轮2的末端通过抱轴器5锁紧，便于安装使用和更换。

实施例2

作为本实用新型一种优选的实施方案，本实施例公开了一种可调反向间隙的齿轮副机构，如图1，包括轴式齿轮1和与之配套的套式齿轮2；轴式齿轮1的一端插入套式齿轮2中，且轴式齿轮1插入套式齿轮2的一端为横截面半径分别为R1和R2的两段式圆柱体结构，且插入方向前段的圆柱体的横截面半径R1小于后段的圆柱体的横截面R2；对应的，所述套式齿轮2为对应所述轴式齿轮1插入套式齿轮2端形状的中空套，即轴式齿轮1插入套式齿轮2一端的两段圆柱体侧面与套式齿轮2内侧面之间形成两个配合面，两个配合面上均设置有安装标记使轴式齿轮1与套式齿轮2的相位固定；轴式齿轮1和套式齿轮2的末端通过抱轴器4锁紧。

所述轴式齿轮1为一体式结构，且轴式齿轮1的两端面上均设置有用于加工及检测的中心孔，使用时可以用两个对应设置的顶尖5顶入中心孔将该齿轮副机构安装。

所述轴式齿轮1包括前半段和后半段，后半段作为轴式齿轮1插入套式齿轮2中的一端，前半段和后半段之间设置有用于对轴式齿轮1插入套式齿轮2进行限位的环形限位台。

所述轴式齿轮1的前半段外侧安装有前段轴承组 6。

采用整体轴式齿轮1，从设计上取消了过渡轴承4和扭力传递杆等的组合装配式结构，从根源上消除了因为部件制造误差导致的精度降低，而轴式齿轮1也具有一体式的效果，轴式齿轮1替代了渡轴承配合扭力传递杆的结构，使得“扭力传递杆”的直径增大，抗扭矩能力增强，具有远远高于渡轴承配合扭力传递杆的力矩传递效率和整体性，过渡轴承4将环形限位台3和套式齿轮2接触位置包住，进一步加强整体性和稳定性，避免转动中的错位；而轴式齿轮1和套式齿轮2的末端通过抱轴器5锁紧，便于安装使用和更换；在轴式齿轮1和套式齿轮2的接触面上设置齿纹配合可以高效传递力矩；并在轴式齿轮1其两端增加中心孔，中心孔共轴对应用于连接顶尖6，便于传递扭力；轴式齿轮1和套式齿轮2上的前段轴承组7和后段轴承组8用于在齿轮副转动过程中提供支持力和矫正力，避免偏移误差。

实施例3

作为本实用新型一种最佳的实施方案，本实施例公开了一种可调反向间隙的齿轮副机构，如图1，包括轴式齿轮1和与之配套的套式齿轮2；轴式齿轮1的一端插入套式齿轮2中，且轴式齿轮1插入套式齿轮2的一端为横截面半径分别为R1和R2的两段式圆柱体结构，且插入方向前段的圆柱体的横截面半径R1小于后段的圆柱体的横截面R2；对应的，所述套式齿轮2为对应所述轴式齿轮1插入套式齿轮2端形状的中空套，即轴式齿轮1插入套式齿轮2一端的两段圆柱体侧面与套式齿轮2内侧面之间形成两个配合面，两个配合面上均设置有安装标记使轴式齿轮1与套式齿轮2的相位固定；轴式齿轮1和套式齿轮2的末端通过抱轴器4锁紧。

所述轴式齿轮1为一体式结构，且轴式齿轮1的两端面上均设置有用于加工及检测的中心孔，使用时可以用两个对应设置的顶尖5顶入中心孔将该齿轮副机构安装。

所述轴式齿轮1包括前半段和后半段，后半段作为轴式齿轮1插入套式齿轮2中的一端，前半段和后半段之间设置有用于对轴式齿轮1插入套式齿轮2进行限位的环形限位台。

所述轴式齿轮1的前半段外侧安装有前段轴承组 6。

所述套式齿轮2外侧结构也为前半段和后半段的两段式圆柱体结构，且套式齿轮2靠近所述环形限位台的前半段圆柱体横截面半径与所述环形限位台的横截面半径与相同，一个被动齿轮3设置在套式齿轮2和环形限位台接缝处且与套式齿轮2和环形限位台同时啮合。

所述套式的后半段外侧安装有后段轴承组7。

该可调反向间隙的齿轮副机构，采用整体轴式齿轮1，从设计上取消了过渡轴承和扭力传递杆等的组合装配式结构，从根源上消除了因为零件制造误差导致的精度降低，又由于轴式齿轮1替代了过渡轴承配合扭力传递杆的结构形式，使得扭力传递部位的直径增大，传动刚性得以大幅增强。轴式齿轮1和套式齿轮2的末端通过抱轴器4锁紧，松开抱轴器4即可调整两齿轮的错位量，得以实现反向间隙的调节；锁紧抱轴器4使两齿轮相互间的位置关系得以固定，避免传动过程中产生错位；轴式齿轮1两端的中心孔用于精加工外圆、齿轮以及计量的装夹定位，从而实现精加工和检测等环节基准的统一；在轴式齿轮1和套式齿轮2结合面上设置的配合面，能有效保证轴式齿轮1与套式齿轮2的同轴度；轴式齿轮1的刚性提升后，使轴式齿轮1由两端轴承组共同支承，形成典型的“简支”结构，更为稳定；采用抱轴器4锁紧轴式齿轮1与套式齿轮2，排除楔形内胀套自身精度误差对整个齿轮副的影响；轴式齿轮1与套式齿轮2组合后再进行轴承安装面及齿轮部位的精加工，能有效保证加工精度的一致性，所设置相位对准记号，能保证二次装复时与加工时的位置关系一致；通过上述设计，齿轮副的加工精度、检测精度、装配精度以及最终的传动精度都能得到有效保证和提升，其工作噪音也随之下降。