一种无齿隙齿轮传动结构的制作方法
【专利摘要】一种无齿隙齿轮传动结构，包括相互匹配的弹性齿轮和刚性齿轮；弹性齿轮的齿廓在外力作用时能够发生弹性形变，刚性齿轮的齿槽为硬质刚性齿槽，弹性齿轮齿廓的外缘尺寸大于等于刚性齿轮齿槽的内缘尺寸；两齿轮啮合处的弹性齿轮齿廓在刚性齿轮齿槽槽壁的挤压下弹性形变，紧贴刚性齿轮齿槽两侧槽壁，使弹性齿轮齿廓和刚性齿轮齿槽之间的齿隙为零；离开啮合位置后，弹性齿轮齿廓回复原形。该消隙结构简单可靠，实现了高精度低负载的无齿隙精密齿轮传动；能够放大电机输出扭矩，可以采用体积体更小，输出更低的电机来达到相同的输出效果，降低系统功耗；齿轮采用标准件形状或者直接利用标准件，对弹性齿轮的加工精度要求并不高，生产成本低，安装方便。
【专利说明】
—种无齿隙齿轮传动结构
技术领域
[0001]本实用新型涉及齿轮传动领域，尤其涉及一种低负载无齿隙齿轮传动结构。
【背景技术】
[0002 ]齿轮传动是机械传动中应用最广的一种传动形式。它的传动比较准确，效率高，结构紧凑，工作可靠，寿命长。理论上，一对齿轮的啮合处，其中一个齿轮的齿廓应当与对应的另一齿轮的齿槽之间无侧隙。但实际上，为了补偿由于加工、安装误差及温度变化而引起的尺寸变化，以防止负载状态下相互贴合的齿轮被卡死，在轮齿的非工作面必须留有一定的齿侧间隙，这个间隙被称为齿隙。
[0003]齿轮传动机构都有齿隙存在，齿隙用来防止由于加工、安装误差和热变形而使轮齿卡住，并且给齿面间的润滑油膜留有空间。但侧隙同时又给齿轮传动机构在反转时带来空程，使机构不能准确定位，从而影响了传动的精度。
[0004]在某些负载不大，但是需要在频繁正、反转时依然保证传动精度并且对传动比有一定要求的低负载高精度的精密传动领域，齿隙的存在极大的限制了齿轮传动的使用。为了在消除齿隙的同时有效预防齿轮卡死，目前常见的消隙方法包括机械消隙和电控消隙，无论哪种消隙方法，现有的消隙结构都比较复杂，加工、安装的实施成本较高。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种无齿隙齿轮传动结构，该结构采用标准齿轮件，消隙结构简单，加工、安装的实施成本较低。
[0006]本实用新型是通过以下技术方案实现的:
[0007]一种无齿隙齿轮传动结构，其特征在于:
[0008]所述无齿隙齿轮传动结构包括相互匹配的弹性齿轮和刚性齿轮；
[0009]弹性齿轮的齿廓在外力作用时能够发生弹性形变，刚性齿轮的齿槽为硬质刚性齿槽，弹性齿轮齿廓的外缘尺寸大于等于刚性齿轮齿槽的内缘尺寸；
[0010]两齿轮啮合处，弹性齿轮同一轮齿的齿廓能够在刚性齿轮齿槽槽壁的挤压下弹性形变，紧贴刚性齿轮同一齿槽两侧槽壁，使弹性齿轮齿廓和刚性齿轮齿槽之间的齿隙为零；离开啮合位置后，弹性齿轮齿廓回复原形。
[0011]传动齿轮在啮合时，外缘尺寸较大的弹性齿轮齿廓受挤压变小，两侧齿廓紧贴刚性齿轮两侧齿槽，无论正、反转时，齿隙始终保持为零，保证了传动的高精度；同时，弹性齿轮的齿廓和刚性齿轮的齿槽一旦离开啮合位置，刚性齿轮的齿槽就会松开对弹性齿轮齿廓的挤压，弹性齿轮得以回复原形，即使齿轮间没有润滑的情况下，也不会造成齿轮卡死。此夕卜，本结构对弹性齿轮的加工精度要求并不高，只需弹性齿轮齿廓的外缘尺寸等于或者稍稍大于刚性齿轮齿槽的内缘尺寸即可，因此生产成本较低。
[0012]通过调整两齿轮的齿数，可以灵活改变齿轮的传动比，但为了保证更好的传动稳定性，通常弹性齿轮齿顶直径应小于等于刚性齿轮齿顶直径。
[0013]进一步的，所述弹性齿轮装配于电机输出轴上，为主动齿轮，刚性齿轮装配于传动轴上，为被动齿轮。小齿顶直径的主动齿轮，大齿顶直径的被动齿轮通常用于需要放大电机输出扭矩的高精度低负载的精密传动领域，能够提高整个动力系统的负载能力，因此与不采用齿轮传动、直接输出电机扭矩的动力系统相比，在保证传动的高精度同时，可以采用体积体更小，输出更低的电机来达到相同的输出效果，从而降低系统功耗。
[0014]再进一步，所述弹性齿轮为弹性橡胶齿轮，弹性泡棉齿轮，弹性硅胶齿轮或弹性树脂齿轮等其它既具有一定刚度，又具有一定弹性的其它类似材料一体成型。或者，弹性齿轮也可以是齿廓等其它需要与刚性齿轮啮合的部位为弹性橡胶，弹性泡棉或弹性树脂材质等弹性材质，其它部位为刚性材质组装而成的弹性齿轮。
[0015]再进一步，所述刚性齿轮为硬质金属齿轮，硬质塑料齿轮或硬质陶瓷齿轮等其它类似的刚性材料一体成型的硬质刚性齿轮。
[0016]再进一步，所述弹性齿轮齿廓外缘形状与刚性齿轮的齿槽内缘形状相对应。弹性齿轮和刚性齿轮的齿廓、齿槽形状均可以采用标准件的通用齿廓、齿槽形状，刚性齿轮可以直接采用通用件，弹性齿轮的齿廓外缘形状与其相对应，无需特殊齿形的配合，便于利用现有设备加工，并且弹性材料也方便加工，此外，弹性齿轮与电机输出轴的装配结构也采用通用件的常规装配结构，可以直接在电机标准件上装配弹性齿轮，无需额外定制特殊规格的电机，从而进一步降低生产成本。
[0017]本实用新型的有益效果在于:
[0018]1、消隙结构简单，可靠性好，即使齿轮间没有润滑的情况下，也不会造成齿轮卡死；
[0019]2、实现了高精度低负载的精密传动领域中的无齿隙齿轮传动，在电机频繁正、反转时依然保证传动的高精度；
[0020]3、能够放大电机输出扭矩，提高整个动力系统的负载能力，在保证传动的高精度同时，可以采用体积体更小，输出更低的电机来达到相同的输出效果，从而降低系统功耗；
[0021]4、齿轮采用标准件形状或者直接利用标准件，并且对弹性齿轮的加工精度要求并不高，便于利用现有设备加工，生产成本低，安装方便。
【附图说明】
[0022]图1为一种优选方案的齿轮配合位置示意图
[0023]图1中:I为弹性齿轮，2为刚性齿轮。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
[0025]如图1所示，相互啮合的弹性齿轮I和刚性齿轮2，弹性齿轮I齿顶直径小于等于刚性齿轮2齿顶直径，弹性齿轮I装配于电机输出轴上，为主动齿轮，刚性齿轮2装配于传动轴上，为被动齿轮。述弹性齿轮I为弹性橡胶一体成型，刚性齿轮2为硬质塑料的标准齿轮件，弹性齿轮I齿廓外缘形状与刚性齿轮2的齿槽内缘形状相对应，均采用通用齿轮的齿廓和齿槽形状。
[0026]两齿轮啮合处，弹性齿轮I同一轮齿的齿廓能够在刚性齿轮2齿槽槽壁的挤压下弹性形变，紧贴刚性齿轮2同一齿槽两侧槽壁，使弹性齿轮I齿廓和刚性齿轮2齿槽之间的齿隙为零;离开啮合位置后，弹性齿轮I齿廓回复原形，弹性齿轮I齿廓的外缘尺寸恢复到大于等于刚性齿轮2齿槽的内缘尺寸。
[0027]无论电机正、反转时，弹性齿轮I和刚性齿轮2都处于无齿隙的啮合状态，不会出现空程，整个传动机构的转动角度定位精准，保证了传动的高精度。
【主权项】
1.一种无齿隙齿轮传动结构，其特征在于: 所述无齿隙齿轮传动结构包括相互匹配的弹性齿轮(I)和刚性齿轮(2); 弹性齿轮(I)的齿廓在外力作用时能够发生弹性形变，刚性齿轮(2)的齿槽为硬质刚性齿槽，弹性齿轮(I)齿廓的外缘尺寸大于等于刚性齿轮(2)齿槽的内缘尺寸； 两齿轮啮合处，弹性齿轮(I)同一轮齿的齿廓能够在刚性齿轮(2)齿槽槽壁的挤压下弹性形变，紧贴刚性齿轮(2)同一齿槽两侧槽壁，使弹性齿轮(I)齿廓和刚性齿轮(2)齿槽之间的齿隙为零;离开啮合位置后，弹性齿轮(I)齿廓回复原形。2.根据权利要求1所述的无齿隙齿轮传动结构，其特征在于:所述弹性齿轮(I)齿顶直径小于等于刚性齿轮(2)齿顶直径。3.根据权利要求2所述的无齿隙齿轮传动结构，其特征在于:所述弹性齿轮(I)装配于电机输出轴上，为主动齿轮，刚性齿轮(2)装配于传动轴上，为被动齿轮。4.根据权利要求1所述的无齿隙齿轮传动结构，其特征在于:所述弹性齿轮(I)为弹性橡胶齿轮，弹性泡棉齿轮，弹性硅胶齿轮或弹性树脂齿轮。5.根据权利要求1所述的无齿隙齿轮传动结构，其特征在于:所述刚性齿轮(2)为硬质金属齿轮，硬质塑料齿轮或硬质陶瓷齿轮。6.根据权利要求1所述的无齿隙齿轮传动结构，其特征在于:所述弹性齿轮(I)齿廓外缘形状与刚性齿轮(2)的齿槽内缘形状相对应，均为通用齿轮的齿廓和齿槽形状。
【文档编号】F16H55/18GK205479242SQ201620183418
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年3月10日
【发明人】黄少昂, 华良, 叶铭德, 沈毅
【申请人】上海锐拍智能科技有限公司