一种齿轮结构及传动元件的制作方法

本公开涉及机械结构，尤其涉及一种齿轮结构及传动元件。

背景技术：

1、随着工业对于高精度、小尺寸的需求日益增加，人们对于齿轮这一机械元件的性能要求也越来越高，齿轮能够通过连续啮合传递运动和动力。

2、发明人发现现有技术中的齿轮的啮合过程中为滑动摩擦，传动阻力较大，机械效率有待提升，且为渐开线啮合，始终为线磨损，不耐磨，使用寿命有待提高。

技术实现思路

1、有鉴于此，本公开实施例提供了一种齿轮结构及传动元件，至少部分的提高齿轮传动的机械效率，提高齿轮的使用寿命。

2、第一方面，本公开实施例提供了一种齿轮结构，采用如下技术方案：

3、所述齿轮结构包括沿周向重复排布的轮齿和齿槽；

4、所述轮齿具有向外凸出的第一啮合部，所述齿槽具有向内凹入的第二啮合部；在所述齿轮结构的横截面上，所述第一啮合部的边缘和所述第二啮合部的边缘均为圆弧状；

5、所述第一啮合部和/或所述第二啮合部包括排布在其远离所述齿轮结构的中心的一侧的多个滚动件，所述滚动件可沿所述齿轮结构的啮合方向滚动，所述多个滚动件构成所述第一啮合部和/或所述第二啮合部的啮合位置。

6、可选地，所述第一啮合部和所述第二啮合部均包括排布在其远离所述齿轮结构的中心的一侧的多个滚动件。

7、可选地，所述第一啮合部和所述第二啮合部的外侧设置有第一引导件，所述第一引导件具有供所述滚动件沿所述齿轮结构的啮合方向滚动的第一滚动空间，所述多个滚动件放置于所述第一滚动空间内。

8、可选地，在所述齿轮结构的轴向上，所述第一滚动空间的尺寸略大于所述滚动件的尺寸，所述第一引导件限制所述滚动件在所述齿轮结构的轴向上的移动。

9、可选地，仅所述第一啮合部包括排布在其远离所述齿轮结构的中心的一侧的多个滚动件。

10、可选地，所述第一啮合部包括位于中心的固定轴，所述固定轴的轴向与所述齿轮结构的轴向平行；所述固定轴的周向上设置有第二引导件，所述第二引导件具有供所述滚动件沿所述齿轮结构的啮合方向滚动的第二滚动空间，所述多个滚动件放置于所述第二滚动空间内。

11、可选地，在所述固定轴的轴向上，所述第二滚动空间的尺寸略大于所述滚动件的尺寸，所述第二引导件限制所述滚动件在所述固定轴的轴向上的移动。

12、可选地，所述第一啮合部的外侧设置有第三引导件，所述第三引导件具有供所述滚动件沿所述齿轮结构的啮合方向滚动的第三滚动空间，所述多个滚动件放置于所述第三滚动空间内。

13、可选地，在所述齿轮结构的轴向上，所述第三滚动空间的尺寸略大于所述滚动件的尺寸，所述第三引导件限制所述滚动件在所述齿轮结构的轴向上的移动。

14、可选地，所述滚动件为滚珠或滚针。

15、可选地，所述第二啮合部的边缘的半径略大于或等于所述第一啮合部的边缘的半径。

16、可选地，所述齿轮结构仅包括所述轮齿和所述齿槽，在所述齿轮结构的横截面上，所述第一啮合部的边缘的弧心和所述第二啮合部的边缘的弧心，与所述齿轮结构的中心之间的距离相同。

17、可选地，所述齿轮结构还包括位于所述轮齿和所述齿槽之间的轮齿连接部，在所述齿轮结构的横截面上，所述第一啮合部的边缘的弧心与所述齿轮结构的中心之间具有第一距离，所述第二啮合部的边缘的弧心与所述齿轮结构的中心之间具有第二距离，所述第二距离小于所述第一距离。

18、可选地，在所述齿轮结构的横截面上，所述轮齿连接部包括首尾连接的向外凸出的第一连接线和向内凹入的第二连接线，所述第一连接线与所述轮齿连接，所述第二连接线与所述齿槽连接，所述第一连接线和所述第二连接线均为弧线。

19、可选地，所述第一连接线为与所述第一啮合部的边缘共圆的圆弧线，所述第二连接线为与所述第二啮合部的边缘共圆的圆弧线。

20、可选地，所述第一啮合部的边缘和所述第二啮合部的边缘均为弧度为π的圆弧线。

21、可选地，所述轮齿的延伸方向与所述齿轮结构的轴线平行；或，所述轮齿的至少一部分的延伸方向与所述齿轮结构的轴线之间具有第一夹角，所述第一夹角大于0°且小于90°。

22、可选地，所述轮齿的延伸路径为曲线、折线或直线。

23、可选地，所述齿轮结构包括至少两个轮齿。

24、第二方面，本公开实施例提供一种传动元件，所述传动元件包括凸出部和凹陷部，所述凸出部与以上任一项所述的齿轮结构的齿槽相匹配，所述凹陷部与以上任一项所述的齿轮结构的轮齿相匹配。

25、本公开实施例提供了一种齿轮结构和传动元件，一方面，轮齿具有向外凸出的第一啮合部，齿槽具有向内凹入的第二啮合部，在齿轮结构的横截面上，第一啮合部的边缘和第二啮合部的边缘均为圆弧状，在齿轮结构的延伸方向上，第一啮合部的边缘构成第一啮合面，第二啮合部的边缘构成第二啮合面，在该齿轮结构的使用过程中，第一啮合面或第二啮合面与其他传动元件啮合，以上均为面啮合，而非现有技术中的渐开线啮合，传动过程中为面磨损，增大了接触面积，更加耐磨，进而能够有效提高使用寿命，而且轮齿的齿形更坚固，可以在同模数下做的更大更坚固，更加提高了强度和耐磨度；另一方面，由于第一啮合部和/或第二啮合部包括排布在其远离齿轮结构的中心的一侧的多个滚动件，滚动件可沿齿轮结构的啮合方向滚动，多个滚动件构成第一啮合部和/或第二啮合部的啮合位置，在该齿轮结构的使用过程中，滚动件沿齿轮结构的啮合方向滚动进行滚动，从而使得齿轮结构与匹配的传动元件之间为滚动摩擦，传动阻力较小，能够大幅提升机械效率。

26、上述说明仅是本公开技术方案的概述，为了能更清楚了解本公开的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为让本公开的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

技术特征：

1.一种齿轮结构，其特征在于，包括沿周向重复排布的轮齿和齿槽；

2.根据权利要求1所述的齿轮结构，其特征在于，所述第一啮合部和所述第二啮合部均包括排布在其远离所述齿轮结构的中心的一侧的多个滚动件。

3.根据权利要求2所述的齿轮结构，其特征在于，所述第一啮合部和所述第二啮合部的外侧均设置有第一引导件，所述第一引导件具有供所述滚动件沿所述齿轮结构的啮合方向滚动的第一滚动空间，所述多个滚动件放置于所述第一滚动空间内。

4.根据权利要求1所述的齿轮结构，其特征在于，仅所述第一啮合部包括排布在其远离所述齿轮结构的中心的一侧的多个滚动件。

5.根据权利要求4所述的齿轮结构，其特征在于，所述第一啮合部包括位于中心的固定轴，所述固定轴的轴向与所述齿轮结构的轴向平行；所述固定轴的周向上设置有第二引导件，所述第二引导件具有供所述滚动件沿所述齿轮结构的啮合方向滚动的第二滚动空间，所述多个滚动件放置于所述第二滚动空间内。

6.根据权利要求4所述的齿轮结构，其特征在于，所述第一啮合部的外侧设置有第三引导件，所述第三引导件具有供所述滚动件沿所述齿轮结构的啮合方向滚动的第三滚动空间，所述多个滚动件放置于所述第三滚动空间内。

7.根据权利要求1～6任一项所述的齿轮结构，其特征在于，所述滚动件为滚珠或滚针。

8.根据权利要求1～6任一项所述的齿轮结构，其特征在于，所述齿轮结构仅包括所述轮齿和所述齿槽，在所述齿轮结构的横截面上，所述第一啮合部的边缘的弧心和所述第二啮合部的边缘的弧心，与所述齿轮结构的中心之间的距离相同。

9.根据权利要求1～6任一项所述的齿轮结构，其特征在于，所述齿轮结构还包括位于所述轮齿和所述齿槽之间的轮齿连接部，在所述齿轮结构的横截面上，所述第一啮合部的边缘的弧心与所述齿轮结构的中心之间具有第一距离，所述第二啮合部的边缘的弧心与所述齿轮结构的中心之间具有第二距离，所述第二距离小于所述第一距离。

10.根据权利要求9所述的齿轮结构，其特征在于，在所述齿轮结构的横截面上，所述轮齿连接部包括首尾连接的向外凸出的第一连接线和向内凹入的第二连接线，所述第一连接线与所述轮齿连接，所述第二连接线与所述齿槽连接，所述第一连接线和所述第二连接线均为弧线。

11.根据权利要求10所述的齿轮结构，其特征在于，所述第一连接线为与所述第一啮合部的边缘共圆的圆弧线，所述第二连接线为与所述第二啮合部的边缘共圆的圆弧线。

12.根据权利要求1～6任一项所述的齿轮结构，其特征在于，所述第一啮合部的边缘和所述第二啮合部的边缘均为弧度为π的圆弧线。

13.根据权利要求1～6任一项所述的齿轮结构，其特征在于，所述轮齿的延伸方向与所述齿轮结构的轴线平行；或，所述轮齿的至少一部分的延伸方向与所述齿轮结构的轴线之间具有第一夹角，所述第一夹角大于0°且小于90°。

14.根据权利要求13所述的齿轮结构，其特征在于，所述轮齿的延伸路径为曲线、折线或直线。

15.根据权利要求1～6任一项所述的齿轮结构，其特征在于，所述齿轮结构包括至少两个轮齿。

16.一种传动元件，其特征在于，所述传动元件包括凸出部和凹陷部，所述凸出部与权利要求1～15任一项所述的齿轮结构的齿槽相匹配，所述凹陷部与权利要求1～15任一项所述的齿轮结构的轮齿相匹配。

技术总结
本公开实施例公开了一种齿轮结构及传动元件。其中，所述齿轮结构包括沿周向重复排布的轮齿和齿槽；所述轮齿具有向外凸出的第一啮合部，所述齿槽具有向内凹入的第二啮合部；在所述齿轮结构的横截面上，所述第一啮合部的边缘和所述第二啮合部的边缘均为圆弧状；所述第一啮合部和/或所述第二啮合部包括排布在其远离所述齿轮结构的中心的一侧的多个滚动件，所述滚动件可沿所述齿轮结构的啮合方向滚动，所述多个滚动件构成所述第一啮合部和/或所述第二啮合部的啮合位置。

技术研发人员：孟庆周,何欣,孟繁星,周子钰
受保护的技术使用者：深圳市塔雷斯科技有限公司
技术研发日：20220818
技术公布日：2024/1/15