專利名稱：用于重型機(jī)械的齒輪-齒條精密傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請涉及傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，具體為用于重型機(jī)械的齒輪-齒條精密傳動(dòng)結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的齒輪-齒條傳動(dòng)結(jié)構(gòu)能夠把齒輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成齒條的前進(jìn)和后退的運(yùn)動(dòng)。齒輪-齒條傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的好處是，要實(shí)現(xiàn)對(duì)齒輪的驅(qū)動(dòng)，只需將驅(qū)動(dòng)軸連接到齒輪端面上的一點(diǎn)，通過驅(qū)動(dòng)軸的驅(qū)動(dòng)使齒輪繞著驅(qū)動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)即可，只需一個(gè)連接點(diǎn)，結(jié)構(gòu)簡單，裝配方便。此傳動(dòng)結(jié)構(gòu)中，齒條齒槽沿齒輪齒牙的切向排列，難以對(duì)齒條行程進(jìn)行精密控制。螺桿-螺母傳動(dòng)結(jié)構(gòu)能夠把螺桿的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成螺母的前進(jìn)和后退的運(yùn)動(dòng)。由于螺桿具有一定的長度，在重型機(jī)械中，螺桿中段會(huì)出現(xiàn)重力下垂的現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容
本申請的目的是把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成前進(jìn)或后退的運(yùn)動(dòng)，可以對(duì)前進(jìn)行程和后退行程進(jìn)行精密控制，且在重型機(jī)械中應(yīng)用不會(huì)產(chǎn)生重力下垂的現(xiàn)象。為此給出用于重型機(jī)械的齒輪-齒條精密傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，包括齒輪和齒條，齒輪的外周側(cè)設(shè)置有齒輪齒牙，齒輪齒牙沿齒輪的徑向伸出嵌合到齒條齒槽中，其特征是，齒條齒槽沿齒輪轉(zhuǎn)軸方向排列，齒輪齒牙沿齒輪的外周側(cè)螺旋排列，螺旋排列的螺距為齒條齒距的倍數(shù)，齒輪被驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，通過齒輪齒牙與齒條齒槽的相互配合，齒輪沿轉(zhuǎn)軸方向移動(dòng)。利用本齒輪-齒條精密傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，驅(qū)使齒輪每旋轉(zhuǎn)一周，齒輪就沿齒條齒槽排列方向即齒輪轉(zhuǎn)軸方向前進(jìn)或后退齒條齒距的一倍或多倍的距離，因此可以實(shí)現(xiàn)對(duì)齒輪前進(jìn)行程和后退行程的精密控制。由于被驅(qū)動(dòng)的齒輪在轉(zhuǎn)軸方向上長度很短，故不會(huì)產(chǎn)生重力下垂的現(xiàn)象。本齒輪-齒條精密傳動(dòng)結(jié)構(gòu)同時(shí)保留了結(jié)構(gòu)簡單，裝配方便的優(yōu)點(diǎn)。


圖1是齒輪-齒條精密傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的立體圖。圖2是齒輪局部放大圖。圖3是齒輪-齒條精密傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的俯視圖。圖4是齒輪被驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)前與齒條的配合位置側(cè)視圖。圖5是齒輪被驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)四分之一周時(shí)與齒條配合的位置側(cè)視圖。圖6是齒輪被驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)半周時(shí)與齒條配合的位置側(cè)視圖。圖7是齒輪被驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)四分之三周時(shí)與齒條配合的位置側(cè)視圖。圖8是齒輪被驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)一周時(shí)與齒條配合的位置側(cè)視圖。圖9是雙齒輪結(jié)構(gòu)跟齒條配合關(guān)系示意圖。圖10是雙齒輪結(jié)構(gòu)和齒條沿轉(zhuǎn)軸中心線豎直切開后的局部示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一。用于重型機(jī)械的齒輪-齒條精密傳動(dòng)結(jié)構(gòu)如圖1,包括齒輪I和齒條2,齒輪I的外周側(cè)設(shè)置有齒輪齒牙3,齒輪齒牙3沿齒輪I的徑向伸出嵌合到齒條齒槽4中，齒條齒槽4沿齒輪I轉(zhuǎn)軸方向排列，齒輪齒牙3沿齒輪I的外周側(cè)螺旋排列，螺旋排列的螺距(指螺旋線上相距一周的兩個(gè)齒輪齒牙3之間的軸向距離)為齒條2齒距的一倍。如圖3，齒條齒槽4的方向與齒輪齒牙3的排列方向(以嵌合到齒條齒槽4中的齒輪齒牙3的排列方向?yàn)闇?zhǔn)，具體在圖3中，以背向讀者的齒輪齒牙3的排列方向?yàn)闇?zhǔn)，并非以朝向讀者的齒輪齒牙3的排列方向?yàn)闇?zhǔn))相同，即齒條齒槽4傾斜地排列，傾斜方向與齒輪齒牙3的排列方向相同，以便更好地配合螺旋形排列的齒輪齒牙3。齒輪I被驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)一周，其狀態(tài)變化依次如圖4 8所示,通過齒輪齒牙3與齒條齒槽4的相互配合,齒輪3恰好沿轉(zhuǎn)軸方向前進(jìn)一個(gè)螺距，可見螺旋長度最少只需一周即可。非優(yōu)選地，齒輪齒牙3可以改為雙螺旋排列，螺距為齒條2齒距的兩倍。為了減小摩擦力，提高傳動(dòng)效率，齒輪齒牙3與齒條齒槽4之間設(shè)為滾動(dòng)接觸。如圖2，本實(shí)施例優(yōu)選地，在齒輪齒牙3側(cè)壁套有滾珠軸承滑輪5作為滾動(dòng)件繞齒輪齒牙3轉(zhuǎn)動(dòng)從而實(shí)現(xiàn)滾動(dòng)接觸，配合效果好。非優(yōu)選地，可以在齒輪齒牙3側(cè)壁上套有繞其轉(zhuǎn)動(dòng)的摩擦帶作為滾動(dòng)件，或者把齒輪齒牙3設(shè)成可自轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)，或者在齒條齒牙6上套有滾動(dòng)條。為了便于加工和套設(shè)滾動(dòng)件，齒輪齒牙3優(yōu)選為柱形。為了便于滾動(dòng)或套設(shè)滾動(dòng)件，齒輪齒牙3橫截面優(yōu)選為圓形。因此，本實(shí)施例把齒輪齒牙3設(shè)為圓柱形。本實(shí)施例中，齒條2僅設(shè)在齒輪I轉(zhuǎn)軸一側(cè)即可，無需環(huán)繞包圍齒輪1，其比螺桿-螺母傳動(dòng)結(jié)構(gòu)優(yōu)勝之處在于接觸面積小，故摩擦力小，且節(jié)省材料。根據(jù)常理可知，齒條齒槽4跟齒輪齒牙3必須留有軸向?qū)挾炔睿駝t齒輪齒牙3將被卡住，導(dǎo)致齒輪I無法轉(zhuǎn)動(dòng)。有了這一軸向?qū)挾炔?，齒條齒槽4與齒輪齒牙3之間就不可避免地存在背隙，這會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)傳動(dòng)間隙，影響傳動(dòng)精度。這一問題將在實(shí)施例二中解決。實(shí)施例二。在實(shí)施例一的基礎(chǔ)上改為如圖9 :齒輪齒牙3有兩段；齒輪I具體地，由兩個(gè)子齒輪11、12在轉(zhuǎn)軸方向上并排連接形成雙齒輪結(jié)構(gòu)，在兩個(gè)子齒輪11、12之間夾有厚度可調(diào)的墊片7。第一段齒輪齒牙31設(shè)在第一個(gè)子齒輪11上，第二段齒輪齒牙32設(shè)在第二個(gè)子齒輪12上。第一段齒輪齒牙31中的齒輪齒牙310和第二段齒輪齒牙32中的齒輪齒牙320同步嵌合到齒條齒槽4中，如圖10，齒輪齒牙310嵌入到齒條齒槽41中，齒輪齒牙320嵌入到齒條齒槽42中。為了解決在齒條齒槽4與齒輪齒牙3之間存在背隙影響傳動(dòng)精度的問題，本實(shí)施例通過調(diào)節(jié)墊片7的厚度，把齒輪齒牙310與齒輪齒牙320之間的軸向距離調(diào)整為在齒條2齒距的倍數(shù)的基礎(chǔ)上有細(xì)微的偏移,偏移量等于齒條齒槽4跟齒輪齒牙3的軸向?qū)挾炔?，使齒輪齒牙310和齒輪齒牙320分別朝相反的方向頂住其所嵌入的齒槽41、42的側(cè)壁，即齒輪齒牙310朝左頂住齒條齒槽41的左側(cè)壁，與齒條齒槽41的右側(cè)壁之間留有背隙；齒輪齒牙320則方向相反，朝右頂住齒條齒槽42的右側(cè)壁，與齒條齒槽42的左側(cè)壁之間留有背隙。因?yàn)榇穗p齒輪結(jié)構(gòu)被齒條齒槽41的左側(cè)壁和齒條齒槽42的右側(cè)壁夾緊，所以上述兩個(gè)背隙的存在不會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)傳動(dòng)間隙，從而提高了傳動(dòng)精度。本實(shí)施例中，齒輪齒牙310與齒輪齒牙320之間的軸向距離被調(diào)整為等于齒條2齒距的兩倍加上此軸向?qū)挾炔?，可以將其改為減去此軸向?qū)挾炔?如此則齒條2被雙齒輪結(jié)構(gòu)夾緊)，齒條2齒距的兩倍也可以改為齒條2齒距的其他倍數(shù)，同樣能夠提高傳動(dòng)精度。本實(shí)施例還可以改為在兩個(gè)子齒輪11、12之間設(shè)置彈性體以代替墊片7，在彈性體的彈力作用下，所述的同步嵌合到齒條齒槽4中的兩個(gè)齒輪齒牙310、320分別朝相反的方向頂住其所嵌入的齒槽41、42的側(cè)壁。即使改為不采用雙齒輪結(jié)構(gòu)，只要齒輪I上，其中一段齒輪齒牙31所在的部分與另一段齒輪齒牙32所在的部分之間的軸向距離可調(diào)即可，甚至改為齒輪齒牙31所在的部分與另一段齒輪齒牙32所在的部分之間的軸向距離不可調(diào)，而是固定等于齒條2齒距的倍數(shù)加上或減去所述的軸向?qū)挾炔?也能讓兩個(gè)齒輪齒牙310、320分別朝相反的方向頂住其所嵌入的齒槽41、42的側(cè)壁，從而解決在齒條齒槽4與齒輪齒牙3之間存在背隙影響傳動(dòng)精度的問題。
權(quán)利要求
1.用于重型機(jī)械的齒輪-齒條精密傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，包括齒輪(I)和齒條(2),齒輪(I)的外周側(cè)設(shè)置有齒輪齒牙(3)，齒輪齒牙(3)沿齒輪(I)的徑向伸出嵌合到齒條齒槽(4)中，其特征是，齒條齒槽(4)沿齒輪(I)轉(zhuǎn)軸方向排列，齒輪齒牙(3)沿齒輪(I)的外周側(cè)螺旋排列，螺旋排列的螺距為齒條(2)齒距的倍數(shù)，齒輪(I)被驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，通過齒輪齒牙(3)與齒條齒槽(4)的相互配合，齒輪(I)沿轉(zhuǎn)軸方向移動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的齒輪-齒條精密傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，其特征是，齒輪齒牙(3)與齒條齒槽(4)之間為滾動(dòng)接觸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的齒輪-齒條精密傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，其特征是，所述的滾動(dòng)接觸具體結(jié)構(gòu)為，在齒輪齒牙(3)側(cè)壁上套有滾動(dòng)件，滾動(dòng)件可繞齒輪齒牙(3)轉(zhuǎn)動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的齒輪-齒條精密傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，其特征是，所述滾動(dòng)件為滾珠軸承滑輪(5)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的齒輪-齒條精密傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，其特征是，齒輪齒牙(3)為柱形。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的齒輪-齒條精密傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，其特征是，齒輪齒牙(3)橫截面為圓形。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的齒輪-齒條精密傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，其特征是，齒條(2)僅設(shè)在齒輪(I)轉(zhuǎn)軸一側(cè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的齒輪-齒條精密傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，其特征是，所述螺距為齒條(2)齒 距的一倍。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的齒輪-齒條精密傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，其特征是，所述螺旋長度為一周。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的齒輪-齒條精密傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，其特征是，齒條齒槽(4)的方向與齒輪齒牙⑶的排列方向相同。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的齒輪-齒條精密傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，其特征是，齒輪齒牙(3)有兩段(31、32)，分屬這兩段(31、32)且同步嵌合到齒條齒槽(4)中的兩個(gè)齒輪齒牙(310、320)分別朝相反的方向頂住其所嵌入的齒槽(41、42)的側(cè)壁。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的齒輪-齒條精密傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，其特征是，齒輪(I)上，其中一段齒輪齒牙(31)所在的部分與另一段齒輪齒牙(32)所在的部分之間的軸向距離可調(diào)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的齒輪-齒條精密傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，其特征是，齒輪(I)具體地，由兩個(gè)子齒輪(11、12)在轉(zhuǎn)軸方向上并排連接形成雙齒輪結(jié)構(gòu)，所述的兩段齒輪齒牙(31、32)分別設(shè)在這兩個(gè)子齒輪(11、12)上。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的齒輪-齒條精密傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，其特征是，在兩個(gè)子齒輪(11、12)之間夾有厚度可調(diào)的墊片(7)。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的齒輪-齒條精密傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，其特征是，在兩個(gè)子齒輪(11、12)之間設(shè)有彈性體，在彈性體的彈力作用下，所述的同步嵌合到齒條齒槽(4)中的兩個(gè)齒輪齒牙(310、320)分別朝相反的方向頂住其所嵌入的齒槽(41、42)的側(cè)壁。
全文摘要
本申請涉及傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，具體為用于重型機(jī)械的齒輪-齒條精密傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，其齒條齒槽(4)沿齒輪(1)轉(zhuǎn)軸方向排列，齒輪齒牙(3)沿齒輪(1)的外周側(cè)螺旋排列，螺旋排列的螺距為齒條(2)齒距的倍數(shù)，齒輪(1)被驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，通過齒輪齒牙(3)與齒條齒槽(4)的相互配合，齒輪(1)沿轉(zhuǎn)軸方向移動(dòng)。利用本齒輪-齒條精密傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)齒輪前進(jìn)行程和后退行程的精密控制。由于被驅(qū)動(dòng)的齒輪在轉(zhuǎn)軸方向上長度很短，故不會(huì)產(chǎn)生重力下垂的現(xiàn)象。本齒輪-齒條精密傳動(dòng)結(jié)構(gòu)同時(shí)保留了結(jié)構(gòu)簡單，裝配方便的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F16H55/17GK103075478SQ20121049401
公開日2013年5月1日 申請日期2012年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月8日
發(fā)明者鄺錦祥 申請人:東莞臺(tái)一盈拓科技股份有限公司