一种适用于圆周运动的齿轮齿条传动机构的制作方法

本发明涉及机械传动技术领域，具体涉及一种适用于圆周运动的齿轮齿条传动机构。

背景技术：

现有的圆周驱动齿轮-齿条系统,通常齿条做成扇形齿、齿轮做成锥齿轮实现，但是这种结构不适应于圆周半径较大的传动系统。而非扇形齿、锥形齿的齿轮—齿条传动系统只能进行直线运动的传递，不能进行圆周运动的传递。

技术实现要素：

针对上述现有的非扇形齿、锥形齿的齿轮—齿条传动只能做直线运动，不能进行圆周传动的特点问题，本发明提出了一种适用于圆周运动的齿轮齿条传动机构，采用以直代曲的方式，通过标准的齿条组成扇形齿，驱动外齿轮内部设计出了球面内圈与球面外圈组成球面旋转装置，进行齿的啮合，进而实现圆周运动，解决了非扇形齿、锥齿轮的齿轮—齿条传动不能做圆周运动的问题，实现了标准齿条—齿轮圆周驱动。

本发明的技术方案如下：

上述的适用于圆周运动的齿轮齿条传动机构，包括圆周形齿条布置组件和驱动齿轮组件；所述圆周形齿条布置组件固定于圆弧形基础架上；所述驱动齿轮组件套接于驱动轴上且与所述圆周形齿条布置组件匹配啮合；所述圆周形齿条布置组件包括齿条；所述驱动齿轮组件包括驱动外齿轮和驱动内齿轮；所述齿条为直线形且通过以直代曲的方式实现圆周布置；

所述驱动齿轮组件整体可以绕所述驱动轴旋转；所述驱动外齿轮和驱动内齿轮的齿结构均为鼓形齿；所述驱动外齿轮的外部圆周面设有外齿，内圆周中段设有一圈内齿；同时，所述驱动外齿轮自轴向两端面中部均开设有螺母槽，所述螺母槽的内壁开设有内螺纹；所述驱动外齿轮自所述螺母槽的槽底至所述内齿的轴向端面沿轴向开设有环形安装槽；

所述驱动外齿轮的外齿与所述齿条正面的齿牙匹配啮合；所述驱动内齿轮套设于所述驱动轴上且匹配嵌在所述驱动外齿轮的内圆周孔，所述驱动内齿轮的外部齿与所述驱动外齿轮的内齿匹配啮合；所述环形安装槽内匹配嵌设有隔环；所述驱动内齿轮的轴向两端均套接有球面内圈；所述球面内圈的外部套接有球面外圈，所述球面外圈的轴向内端面压紧于所述隔环的轴向外端面；所述螺母槽内匹配嵌设有压紧螺母，所述压紧螺母的外圆周与所述螺母槽的内槽壁通过螺纹连接，以将所述隔环、球面内圈和球面外圈轴向限位。

所述适用于圆周运动的齿轮齿条传动机构，其中：相邻两段所述齿条之间通过齿条定位连接件首尾相连；每段所述齿条由矩形的齿条块和均匀布设于所述齿条块正面的的多个齿牙组成；所述齿条块的背面两端对称设有半腰鼓型键槽。

所述适用于圆周运动的齿轮齿条传动机构，其中：所述齿条定位连接件采用腰鼓型键，其一端匹配嵌在一段所述齿条的齿条块背面的所述半腰鼓型键槽内，另一端匹配嵌在相邻一段所述齿条的齿条块背面的所述半腰鼓型键槽内。

所述适用于圆周运动的齿轮齿条传动机构，其中：所述齿条定位连接件在其对称中心还设有定位孔，其通过所述定位孔配以定位件与相邻两段所述齿条的齿条板的连接部位固定。

所述适用于圆周运动的齿轮齿条传动机构，其中：所述齿条块的背面两端之间还设有装配孔。

所述适用于圆周运动的齿轮齿条传动机构，其中：所述驱动外齿轮在所述环形安装槽与螺母槽之间的内圆周沿径向还开设有退刀槽。

有益效果：

本发明适用于圆周运动的齿轮齿条传动机构结构设计合理，驱动内、外齿轮为常规形一般鼓形齿轮，齿条使用了以直代曲的形式，零部件设计具备良好的制造工艺性，通过驱动外齿轮的内齿和驱动内齿轮的外齿啮合组成齿轮连轴器，实现了扭矩传递，通过驱动外齿轮内部的球面结构实现了驱动外齿轮相对于驱动内齿轮的摆动，通过驱动内、外齿轮的摆动实现了驱动外齿轮与齿条的母线平行；解决了非扇形齿、锥形齿的齿轮—齿条传动不能实现圆周运动的难题，用球面内圈与球面外圈组成球面关节的机构形式，实现了传动过程的自适应，而且功率损失与一般齿轮齿条传递相当，避免了在圆周运动中齿轮与齿条的憋卡，本发明具有极高的实用和推广价值。

附图说明

图1为本发明适用于圆周运动的齿轮齿条传动机构的结构示意图；

图2为本发明适用于圆周运动的齿轮齿条传动机构的驱动齿轮组件的分解图；

图3为本发明适用于圆周运动的齿轮齿条传动机构的圆周形齿条布置组件的齿条的结构示意图；

图4为本发明适用于圆周运动的齿轮齿条传动机构的驱动齿轮组件的剖面图；

图5为本发明适用于圆周运动的齿轮齿条传动机构的驱动齿轮组件的驱动外齿轮的剖面图；

图6为本发明适用于圆周运动的齿轮齿条传动机构的圆周形齿条布置组件的结构示意图；

图7为本发明适用于圆周运动的齿轮齿条传动机构的圆周形齿条布置组件的齿条定位连接件的结构示意图。

具体实施方式

如图1至7所示，本发明适用于圆周运动的齿轮齿条传动机构，包括圆周形齿条布置组件1和驱动齿轮组件2。

该圆周形齿条布置组件1固定于圆弧形基础架上，其包括齿条11和齿条定位连接12；相邻两段齿条11之间是通过齿条定位连接件12相连，实现了齿条11的可靠定位，齿条11的连续受力；其中，每段齿条11为直线形且通过以直代曲的方式实现圆周布置，每段齿条11由矩形的齿条块111和均匀布设于齿条块11正面的的多个齿牙112组成，齿条块111的背面两端对称设有半腰鼓型键槽113，该齿条块111背面两端之间还设有两组装配孔114；该齿条定位连接件12采用腰鼓型键，其一端匹配嵌在一段齿条11的齿条块111背面的半腰鼓型键槽113内，另一端匹配嵌在相邻一段齿条11的齿条块111背面的半腰鼓型键槽113内；同时，该齿条定位连接件12在其对称中心还设有定位孔121，其通过定位孔121配以定位件与相邻两段齿条11的齿条板111的连接部位固定。

该驱动齿轮组件2套接于驱动轴3上且整体可以绕驱动轴旋转，当动力输入到驱动齿轮组件2，该圆周形齿条布置组件1与驱动齿轮组件2匹配啮合驱动，致使驱动齿轮组件2做圆周运动。

该驱动齿轮组件2包括驱动外齿轮21、驱动内齿轮22、隔环23、球面内圈24、球面外圈25和压紧螺母26；该驱动外齿轮21和驱动内齿轮22的齿结构均为鼓形齿，允许相对摆动；该驱动外齿轮21和驱动内齿轮22组合为万向形式，可以自适应齿条11，避免了驱动外齿轮21与齿条11憋卡。该驱动外齿轮21的外部圆周面设有外齿211，内圆周中段设有一圈内齿212；同时，该驱动外齿轮21自轴向端面中部沿轴向开设有螺母槽213，该螺母槽213的内壁开设有内螺纹；该驱动外齿轮21自螺母槽213的槽底至内齿212的轴向端面沿轴向开设有环形安装槽214，在环形安装槽214与螺母槽213之间的内圆周沿径向开设有退刀槽215。

该驱动外齿轮21的外齿211与圆周形齿条布置组件1的齿条11正面的齿牙112匹配啮合；该驱动内齿轮22套设于驱动轴3上且匹配嵌在驱动外齿轮21的内圆周孔，该驱动内齿轮22的外齿与驱动外齿轮21的内齿212匹配啮合；该隔环23具有一对，该一对隔环23分别匹配嵌设于驱动内齿轮22轴向两端的环形安装槽214内；该球面内圈24也具有一对且分别套接于驱动内齿轮22的轴向两端；该球面外圈25也具有一对且分别匹配套接于一对球面内圈24的外部，该球面外圈25的轴向内端面压紧于隔环23的轴向外端面；该压紧螺母26也具有一对，每个压紧螺母26套设于驱动轴3上且外圆周设有外螺纹，每个压紧螺母26自外端面轴向开设有安装孔261；该压紧螺母26嵌入螺母槽213内且通过外螺纹与螺母槽213的内螺纹匹配连接，以将一对隔环23和一对球面外圈25分别限位于驱动外齿轮21的轴向两端内部，将一对球面内圈24限位于驱动内齿轮22的轴向两端。

本发明采用以直代曲的方式，通过标准的齿条组成扇形齿，驱动外齿轮与其进行啮合，进而实现圆周运动，解决了非扇形齿、锥齿轮的齿轮—齿条传动不能做圆周运动的问题，实现了标准齿条—齿轮圆周驱动。