一种齿轮齿侧间隙预载补偿机构论文和设计-陈梅哲

全文摘要

本实用新型属于传动装置技术领域，具体涉及一种齿轮齿侧间隙预载补偿机构，具体包括第一主齿轮、同轴设置的第二主齿轮、预紧螺母和花键轴，所述第一主齿轮的侧面沿轴向设置有若干个螺旋齿，所述第二主齿轮的侧面沿轴向设置有若干个与所述螺旋齿相匹配的螺旋齿槽，所述螺旋齿插入螺旋齿槽中，所述花键轴的一端依次贯穿第一主齿轮、第二主齿轮的中心孔后，与预紧螺母固定连接。本实用新型所述齿轮齿侧间隙预载补偿机构的预紧螺母随花键轴螺纹旋紧过程中，为第一主齿轮的螺旋齿提供轴向载荷，从而迫使该齿轮沿螺旋配合面滑动旋转形成错齿。螺旋面根据螺旋升角不同，可提供不同比例轴向预紧力与错齿配合载荷力。

主设计要求

1.一种齿轮齿侧间隙预载补偿机构，其特征在于：包括第一主齿轮(1)、同轴设置的第二主齿轮(2)、预紧螺母(3)和花键轴(4)，所述第一主齿轮(1)的侧面沿轴向设置有若干个螺旋齿(12)，所述第二主齿轮(2)的侧面沿轴向设置有若干个与所述螺旋齿(12)相匹配的螺旋齿槽(21)，所述螺旋齿(12)插入螺旋齿槽(21)中，所述花键轴(4)的一端依次贯穿第一主齿轮(1)、第二主齿轮(2)的中心孔后，与预紧螺母(3)螺纹连接。

设计方案

2.根据权利要求1所述齿轮齿侧间隙预载补偿机构，其特征在于：所述预紧螺母(3)上设置有紧固螺钉(31)，所述预紧螺母(3)通过紧固螺钉(31)实现周向固定。

3.根据权利要求1所述齿轮齿侧间隙预载补偿机构，其特征在于：所述第一主齿轮(1)的中心孔内侧设置有花键槽(11)，所述花键槽(11)与花键轴(4)相匹配，所述第一主齿轮(1)通过花键轴(4)的花键实现周向固定。

4.根据权利要求1所述齿轮齿侧间隙预载补偿机构，其特征在于：所述第二主齿轮(2)的中心孔内侧为光滑面，所述第二主齿轮(2)通过将螺旋齿(12)插入螺旋齿槽(21)中实现周向旋转。

5.根据权利要求1所述齿轮齿侧间隙预载补偿机构，其特征在于：所述第二主齿轮(2)通过预紧螺母(3)实现轴向压紧。

6.根据权利要求1所述齿轮齿侧间隙预载补偿机构，其特征在于：所述第一主齿轮(1)与第二主齿轮(2)相邻侧面的间隙是3-6mm。

7.根据权利要求1所述齿轮齿侧间隙预载补偿机构，其特征在于：所述预紧螺母(3)将第一主齿轮(1)和第二主齿轮(2)压紧时，第二主齿轮(2)相对于第一主齿轮(1)形成错位。

设计说明书

技术领域

本实用新型属于传动装置技术领域，具体涉及一种齿轮齿侧间隙预载补偿机构。

背景技术

在炮塔方位、俯仰驱动传动机构中，齿轮传动因为其传动稳定可靠、传动精度高、承载能力大等特点，是目前最常规的一种传动方式。同时炮塔方位、俯仰驱动传动要求可实现往复双向回转，这就要求齿轮传动机构必须采用相应措施消除齿侧间隙，以保证往复双向的传动精度。同时，由于电磁炮、高负荷重载炮要求更大的传递扭矩来实现高精度随动及克服转动惯量的要求，对齿轮传动的往复传递强度提出了更高的要求。

为了解决这一问题，邱新桥申请的实用新型专利(申请号CN02284069.9)公开了一种齿轮齿侧间隙自动补偿机构，所述补偿机构主要由滑销、弹簧及位于双齿轮上的两个滑槽构成；所述滑销可在所述滑槽内沿纵向滑动，顶部由安装在齿轮端面的盖板限位；所述弹簧压紧在所述滑销与齿轮之间；所述两个滑槽的中心线成一夹角。所述两滑槽中心线之间的夹角控制在5°～7°范围内。所述两个滑槽中有一个沿齿轮径向布置。由于承载能力主要靠弹簧或滑销提供，随着载荷加大，弹簧或滑销的安装空间会越来越大，从而影响整套设备的安装布局，甚至无法提供足够空间进行安装。此外，还出现了多种消除齿侧间隙的机构，但是总是存在不同程度的不足，诸如：结构复杂、占用尺寸空间大、承载能力低等缺陷。因此，设计研发结构简单、承载能力大的消除齿侧间隙的新机构对于齿轮传动在提高炮塔回转精度上有着重要的意义。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种齿轮齿侧间隙预载补偿机构，解决现有补偿机构结构复杂、占用尺寸空间大、承载能力低的问题。

本实用新型的实现过程如下：

一种齿轮齿侧间隙预载补偿机构，包括第一主齿轮、同轴设置的第二主齿轮、预紧螺母和花键轴，所述第一主齿轮的侧面沿轴向设置有若干个螺旋齿，所述第二主齿轮的侧面沿轴向设置有若干个与所述螺旋齿相匹配的螺旋齿槽，所述螺旋齿插入螺旋齿槽中，所述花键轴的一端依次贯穿第一主齿轮、第二主齿轮的中心孔后，与预紧螺母螺纹连接。

进一步，所述预紧螺母上设置有紧固螺钉，所述预紧螺母通过紧固螺钉实现周向固定。

进一步，所述第一主齿轮的中心孔内侧设置有花键槽，所述花键槽与花键轴相匹配，所述第一主齿轮通过花键轴的花键实现周向固定。

进一步，所述第二主齿轮的中心孔内侧为光滑面，所述第二主齿轮通过将螺旋齿插入螺旋齿槽中实现周向旋转。

进一步，所述第二主齿轮通过预紧螺母实现轴向压紧。

进一步，所述第一主齿轮与第二主齿轮相邻侧面的间隙是3-6mm。

进一步，所述预紧螺母将第一主齿轮和第二主齿轮压紧时，第二主齿轮相对于第一主齿轮形成错位。

本实用新型所述预紧螺母的内侧设置有内螺纹，所述花键轴的前端部设置有与预紧螺母的内螺纹相匹配的外螺纹，所述花键轴的一端依次贯穿第一主齿轮、第二主齿轮的中心孔后，与预紧螺母通过螺纹压紧。

本实用新型的积极效果：

(1)本实用新型所述齿轮齿侧间隙预载补偿机构的预紧螺母随花键轴螺纹旋紧过程中，为第二主齿轮的螺旋齿槽提供轴向载荷提供轴向载荷，从而迫使该齿轮沿螺旋配合面滑动旋转形成错齿。螺旋面根据螺旋升角不同，可提供不同比例轴向预紧力与错齿配合载荷力。

(2)所述螺旋齿可不同角度布置，从而提供不同错齿配合载荷，实现齿轮双向预载荷。

(3)本实用新型由结构说明，其采用轴向预载布置方式进行预载补偿。

(4)本实用新型所述补偿机构可根据环境条件不同，调整不同预载荷。

附图说明

图1为本实用新型所述齿轮齿侧间隙预载补偿机构的立体图；

图2为本实用新型所述齿轮齿侧间隙预载补偿机构的使用状态立体图；

图3为本实用新型所述齿轮齿侧间隙预载补偿机构的使用状态剖面图；

图4为本实用新型所述第一主齿轮的立体图；

图5为本实用新型所述第二主齿轮的立体图；

图6为本实用新型所述错位量关系计算参考图；

图中，1第一主齿轮，11花键槽，12螺旋齿，2第二主齿轮，21螺旋齿槽，3预紧螺母，31紧固螺钉，4花键轴，5间隙，6大齿圈。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型做进一步说明。

为了解决现有补偿机构结构复杂、占用尺寸空间大、承载能力低的问题，为炮塔方位、俯仰传动机构提供一种高精度、大扭矩的消隙机构，实现炮塔方位、俯仰传动机构的大扭矩、高精度回转，本实用新型提供一种齿轮齿侧间隙预载补偿机构。

实施例1

本实施例所述齿轮齿侧间隙预载补偿机构，见图1，包括第一主齿轮1、同轴设置的第二主齿轮2、预紧螺母3和花键轴4，所述第一主齿轮1的侧面沿轴向设置有若干个螺旋齿12，见图4，所述第二主齿轮2的侧面沿轴向设置有若干个与所述螺旋齿12相匹配的螺旋齿槽21，见图5，所述螺旋齿12插入螺旋齿槽21中，所述花键轴4的一端依次贯穿第一主齿轮1、第二主齿轮2的中心孔后，与预紧螺母3螺纹连接，所述第一主齿轮1与第二主齿轮2相邻侧面的间隙是3-6mm，所述预紧螺母3上设置有紧固螺钉31，所述预紧螺母3通过紧固螺钉31实现周向固定。所述第一主齿轮1的中心孔内侧设置有花键槽11，所述花键槽11与花键轴4相匹配，所述第一主齿轮1通过花键轴4的花键实现周向固定。所述第二主齿轮2的中心孔内侧为光滑面，所述第二主齿轮2通过将螺旋齿12插入螺旋齿槽21中实现周向旋转。所述第二主齿轮2通过预紧螺母3实现轴向压紧。所述预紧螺母3将第一主齿轮1和第二主齿轮2压紧时，第二主齿轮2相对于第一主齿轮1形成错位。

本实用新型所述齿轮齿侧间隙预载补偿机构应用于具有内齿的大齿圈6，使用状态见图2和图3。所述齿轮齿侧间隙预载补偿机构的工作原理：所述螺旋齿12插入螺旋齿槽21中，第一主齿轮1与第二主齿轮2相配合，花键轴4的一端依次贯穿第一主齿轮1、第二主齿轮2的中心孔后，与预紧螺母3螺纹连接，紧固螺钉31将预紧螺母3周向固定。消隙时通过预紧螺母3将第一主齿轮1和第二主齿轮2压紧，使第二主齿轮2相对第一主齿轮1周向、轴向移动，形成齿面错位，使第二主齿轮2的非工作面和与第二主齿轮2啮合的大齿圈6的非工作面接触，第一主齿轮1的工作面和与第一主齿轮1啮合的大齿圈6的工作面接触，完成消隙。

本实用新型所述螺旋齿槽21的螺旋线升角相比于螺纹升角大的多。螺旋齿槽21为了传递足够大的扭矩将“牙型”的截面改为沿径向方向宽度较大、沿周向方向弧长较短的扇形结构，更好的实现齿面错位，完成消隙。

本实用新型所述齿面错位的错位量关系的计算如下：

图6中，α为螺旋齿槽21的螺旋线升角，B为第二主齿轮2相对第一主齿轮1的轴向位移量，A为第二主齿轮2相对第一主齿轮1在扇形结构中径上的周向旋转弧长。

由图中可知Tanα＝B\/A

那么齿轮分度圆上的周向旋转弧长为：

C＝A*d_{c<\/sub>\/d_a<\/sub>}

其中d_{c<\/sub>为分度圆直径，d_{a<\/sub>扇形结构中径的直径。}}

现在假设把C看做所述第一主齿轮1、第二主齿轮2与大齿圈6齿廓在分度圆上的周向间隙，则要完全消隙时第二主齿轮2相对第一主齿轮1的轴向位移量为：B＝C*d_{a<\/sub>*Tanα\/d_c<\/sub>}

本实用新型所述齿轮齿侧间隙预载补偿机构的预紧螺母3随花键轴4螺纹旋紧过程中，为第二主齿轮2的螺旋齿槽21提供轴向载荷，从而迫使该齿轮沿螺旋配合面滑动旋转形成错齿。螺旋面根据螺旋升角不同，可提供不同比例轴向预紧力与错齿配合载荷力。所述螺旋齿12可不同角度布置，从而提供不同错齿配合载荷，实现齿轮双向预载荷。由结构说明，其采用轴向预载布置方式进行预载补偿。所述补偿机构可根据环境条件不同，调整不同预载荷。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作出的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施仅限于这些说明。对于本实用新型所属领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以作出若干简单推演或替换，都应该视为属于本实用新型的保护范围。

设计图

一种齿轮齿侧间隙预载补偿机构论文和设计

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主设计要求

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