双联齿轮的偏心销和腰圆孔的优化方法以及消隙方法与流程

本发明涉及传动装置，更具体地是涉及一种双联齿轮的偏心销和腰圆孔的优化方法以及消隙方法。

背景技术：

1、在齿轮副中，固定其中一个齿轮，另一个齿轮所能转过的节圆弧长称为圆周侧隙。在机械领域中通常用圆周侧隙来衡量啮合齿廓之间的间隙。如果没有圆周侧隙，齿轮传动容易出现卡死现象，所以圆周侧隙通常来讲必须存在，而且圆周侧隙必须很小，但即使很小的圆周侧隙也会产生齿间冲击，影响齿轮传动的平稳性，因此圆周侧隙应当控制在合理范围内。

2、在高精度加工领域中，为了控制圆周侧隙会采用一种双联齿轮。这种双联齿轮是将两个规格相同的齿轮同轴转动连接在一起，然后将这个双联齿轮和另一个齿轮啮合传动。因为组成这种双联齿轮的两个齿轮同轴转动连接，所以可以调整这两个齿轮齿牙的相对位置，也就相当于调整双联齿轮和与其啮合的齿轮之间的圆周侧隙，这种调整称为消隙，双联齿轮完成消隙后齿牙会有很小的错位。消隙时，双联齿轮的两个齿轮的节圆相对转动的弧长为所要转动的圆周侧隙调整量，简称为侧隙调整量。这种双联齿轮的两个齿轮上通常会对应加工出圆柱孔和腰圆孔，然后将偏心销的第一圆柱段插入圆柱孔中，将偏心销的第二圆柱段插入腰圆孔中，通过转动偏心销来实现消隙。但是现有技术中的偏心销的偏心量和腰圆孔的相关参数都是工程师根据经验进行设计的，这样设计出的偏心销和腰圆孔受主观因素的影响较大，如果设计得不是很合理，有可能会影响齿轮的强度，或者出现卡死现象而无法调整，或者偏心量较大导致偏心销转动比较费力等。

3、另外，现有技术中进行消隙时，一般是在装配好的啮合齿轮的齿牙之间增加标准厚度的垫片，然后转动偏心销来调整双联齿轮的两个齿轮齿牙的相对位置，这样消隙后的圆周侧隙就等于垫片的厚度，消隙后采用螺栓锁紧等方式将双联齿轮中的两个齿轮相对固定。但是这种消隙方法受限于垫片的厚度规格，能够得到的圆周侧隙不连续，不能满足得到任意圆周侧隙的要求。而且消隙过程必须在啮合齿轮在装配的前提下才能完成，有时由于装配空间等问题消隙过程会非常费时费力。

技术实现思路

1、本发明为克服上述现有技术中的不足，提供了一种双联齿轮的偏心销和腰圆孔的优化方法以及消隙方法。本发明通过以下技术方案来实现上述目的。

2、双联齿轮的偏心销和腰圆孔的优化方法，包括组成双联齿轮的第一齿轮和第二齿轮，第一齿轮和第二齿轮规格相同且同轴转动连接，第一齿轮上设计有用于同轴插入偏心销的第一圆柱段的圆柱孔，第二齿轮上设计有用于插入偏心销的第二圆柱段的腰圆孔，第一齿轮上的圆柱孔的半径等于偏心销的第一圆柱段的半径r，第二齿轮上的腰圆孔的圆弧段的半径等于偏心销的第二圆柱段的半径r；优化方法是圆柱孔设计为沿着第一齿轮的周向分布，腰圆孔的两个圆弧段的中心连线设计为经过第二齿轮的中心，且偏心销的第二圆柱段和腰圆孔的其中一个圆弧段同轴时，第一齿轮的齿牙和第二齿轮的齿牙对正；计算出偏心销的偏心量e＝(rb/rj)*lmax，其中rb为圆柱孔的分布圆半径，rj为双联齿轮的节圆半径，lmax为设计的最大侧隙调整量；腰圆孔的中段长度lz的范围是2e*1.05～2e*1.2。

3、本方案中的第二齿轮上的腰圆孔和第一齿轮上的圆柱孔是对应的，所以圆柱孔的分布圆半径和腰圆孔的分布圆半径都是rb(以下简称为分布圆半径rb)，圆柱孔的中心位于分布圆上，腰圆孔的两个圆弧段的中心连线的中点为腰圆孔的中心，腰圆孔的中心也位于分布圆上。通常情况下，本方案中的双联齿轮和与其啮合的齿轮都为标准齿轮且采用标准安装。这样双联齿轮的分度圆和节圆重合，即双联齿轮的分度圆半径和节圆半径相等，公式中的rj则可以用双联齿轮的分度圆半径rd代替。如果是变位齿轮采用非标准安装，则可以根据相互啮合的齿轮参数确定双联齿轮的节圆半径rj。最大侧隙调整量lmax是设计双联齿轮时给出的。分布圆半径rb在设计时会直接确定，或者根据第一齿轮和第二齿轮的参数以及第一齿轮和第二齿轮上的空余位置来确定，一般为采用整数。也就是说，公式中的rj、rb和lmax是已知或可以确定的，这样就可以计算出偏心销的偏心量e和腰圆孔的中段长度lz的范围。这样优化后的偏心销和腰圆孔更加合理，避免对齿轮的强度产生影响，同时可以避免偏心销出现卡死现象，偏心量更加合理使得转动偏心销时更加省力，而且不会受到工程师主观因素的影响，即使是经验不足的工程师也可以得出合理的参数。

4、作为进一步改进，上述的偏心销的第二圆柱段的半径r是偏心销的第一圆柱段的半径r的1倍～2倍。这样得出的偏心销的参数更加合理，避免偏心销的两个圆柱段的半径差距过大而影响偏心销自身的结构强度。

5、作为进一步改进，上述的偏心销的第二圆柱段的端部设有扳手位，扳手位绕着偏心销的第一圆柱段的轴心设置。如果偏心销的第二圆柱段外露于第二齿轮，则扳手位一般采用方头扳手位、扁头扳手位或六角扳手位。如果偏心销的第二圆柱段全部隐藏在第二齿轮中，则扳手位一般采用内六角扳手位、一字槽扳手位、十字槽扳手位等内凹式的扳手位。扳手位绕着偏心销的第一圆柱段的轴心设置，即利用扳手转动偏心销时，扳手的转动轴心和偏心销的第一圆柱段的轴心同轴，这样一方面更加省力，另一方面便于确定转动角度，进而便于确定侧隙调整量。

6、作为进一步改进，上述的腰圆孔的一端设有封盖并留有扳手过孔。这样可以防止偏心销从腰圆孔中脱出。

7、作为进一步改进，上述的第一齿轮上的圆柱孔的数量为1～4个且绕着第一齿轮的轴心均匀分布，第二齿轮上的腰圆孔的数量和第一齿轮上的圆柱孔的数量相同且绕着第二齿轮的轴心均匀分布。圆柱孔和腰圆孔是对应的，圆柱孔和腰圆孔的数量不宜过多，过多可能会导致齿轮结构强度降低，而且装配时也比较繁琐，最优方案是圆柱孔和腰圆孔的数量均为两个。

8、本发明还介绍一种消隙方法，包括上述的双联齿轮和偏心销，双联齿轮上的腰圆孔和偏心销采用上述的优化方法进行过优化，且初始位置时偏心销的第二圆柱段和腰圆孔的其中一个圆弧段同轴，消隙方法是转动偏心销，偏心销的转动角度为θ＝arcsin[(lj*rb)/(rj*e)]，然后将第一齿轮和第二齿轮相对固定，其中的lj为侧隙调整量。该消隙方法中的侧隙调整量lj可以用前述的最大侧隙调整量lmax减去所要得到的圆周侧隙计算得出。该方法只需按照计算的角度来转动偏心销就可以调整第一齿轮和第二齿轮的齿牙位置，并得出齿轮啮合时所要得到的圆周侧隙，而且所要得到的圆周侧隙可以是连续的，可以满足得到任意圆周侧隙的要求，不受垫片厚度规格的限制，极大的方便了圆周侧隙的调整。另外，采用本发明的消隙方法，只需依据设计参数或检验参数在组装双联齿轮时直接按角度转动偏心销进行调整就可以，不需要实际装配啮合齿轮，简化了调整工艺，节省了工艺时间。

9、本发明与现有技术相比主要具有如下有益效果：优化后的偏心销和腰圆孔更加合理，避免对齿轮的强度产生影响，同时可以避免偏心销出现卡死现象，偏心量更加合理使得转动偏心销时更加省力，而且不会受到工程师主观因素的影响，即使是经验不足的工程师也可以得出合理的参数。采用本发明的消隙方法，只需按照计算的角度来转动偏心销就可以调整第一齿轮和第二齿轮的齿牙位置，并得出齿轮啮合时所要得到的圆周侧隙，而且所要得到的圆周侧隙可以是连续的，可以满足得到任意圆周侧隙的要求，不受垫片厚度规格的限制，极大的方便了圆周侧隙的调整。另外，采用本发明的消隙方法，只需依据设计参数或检验参数在组装双联齿轮时直接按角度转动偏心销进行调整就可以，不需要实际装配啮合齿轮，简化了调整工艺，节省了工艺时间。