一种具有齿轮齿条传动结构的减速器论文和设计

全文摘要

本实用新型涉及减速器技术领域，特别涉及一种具有齿轮齿条传动结构的减速器。其包括驱动电机，在驱动电机的机轴上设有的机轴带轮，通过履带与机轴带轮连接的用于减速传动的减速带轮，与减速带轮通过齿轮轴连接的齿轮，以及与齿轮相啮合的齿条，所述齿轮在齿条上做往复运动，还包括用于消除齿轮与齿条之间间隙的间隙消除机构。本实用新型结构简单，使用方便快捷，易于维护，有利于成本控制，提高了传动效率和传动精度的同时降低了传动噪音，值得广泛推广应用。

主设计要求

1.一种具有齿轮齿条传动结构的减速器，其特征在于：包括驱动电机，在驱动电机的机轴上设有的机轴带轮，通过履带与机轴带轮连接的用于减速传动的减速带轮，与减速带轮通过齿轮轴连接的齿轮，以及与齿轮相啮合的齿条，所述齿轮在齿条上做往复运动，还包括用于消除齿轮与齿条之间间隙的间隙消除机构。

设计方案

2.根据权利要求1所述的具有齿轮齿条传动结构的减速器，其特征是：所述间隙消除机构包括套设于齿轮轴外且与齿轮轴转动连接的偏心结构设置的偏心体，所述偏心体的上端固定连接有偏心体座体，所述偏心体的下端转动连接有减速器座体，还包括在减速器座体上设有的当齿轮与齿条之间产生间隙时自动推动偏心体座体使得偏心体座体带动偏心体转动最终使得齿轮与齿条始终啮合的压紧弹性组件，所述压紧弹性组件一端通过固定块与减速器座体固定连接，另一端与偏心体座体的一侧面垂直顶紧接触设置。

3.根据权利要求2所述的具有齿轮齿条传动结构的减速器，其特征是：所述偏心体包括偏心设置的偏心通孔，所述齿轮轴穿过偏心通孔且在齿轮轴与偏心通孔两端的连接处齿轮轴上分别安装有用于齿轮轴在偏心体的偏心通孔内转动的第一轴承。

4.根据权利要求2所述的具有齿轮齿条传动结构的减速器，其特征是：所述的压紧弹性组件包括设有外螺纹的支撑套筒，装设于支撑套筒内的用于提供反向作用力的弹簧，与弹簧顶部连接的支撑芯，以及与支撑芯顶部转动连接的钢球。

5.根据权利要求4所述的具有齿轮齿条传动结构的减速器，其特征是：所述固定块上设有支撑套筒穿过的固定孔，所述固定孔内设有与支撑套筒的外螺纹适配的内螺纹，支撑套筒与固定块螺纹连接，所述钢球与偏心体座体顶紧接触设置。

6.根据权利要求2所述的具有齿轮齿条传动结构的减速器，其特征是：所述机轴带轮的直径小于减速带轮，所述偏心体通过第二轴承与减速器座体转动连接。

7.根据权利要求4所述的具有齿轮齿条传动结构的减速器，其特征是：所述弹簧由多个蝶形弹簧组成且预设有一定的张力。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及减速器技术领域，特别涉及一种具有齿轮齿条传动结构的减速器。

背景技术

在当今经济快速发展过程中，减速器技术有了很大的发展，且实现了与新技术革命的发展紧密结合。减速机构广泛应用于测量机、机器人、汽车等高负载、高精度领域行业，作为关键机械传动部件，减速机构对测量机、机器人、汽车等产品的性能至关重要。尤其三坐标测量机行业如今发展迅猛，市场对更精密、轻巧、高精度，运行稳定三坐标测量机的热捧亦对作用于三坐标机上的减速机构提出更高要求。

减速器是一种由封闭在刚性壳体内的齿轮传动、蜗杆传动、齿轮-蜗杆传动所组成的独立部件，常用作原动件与工作机之间的减速传动装置，在原动机和工作机或执行机构之间起匹配转速和传递转矩的作用，减速机一般用于低转速大扭矩的传动设备，把电动机、内燃机或其它高速运转的动力通过减速机的输入轴上的齿数少的齿轮啮合输出轴上的大齿轮来达到减速的目的，普通的减速机也会有几对相同原理齿轮达到理想的减速效果，大小齿轮的齿数之比，就是传动比。传统的减速器按照传动类型可分为齿轮减速器、蜗杆减速器和行星齿轮减速器；按照传动级数不同可分为单级和多级减速器；按照齿轮形状可分为圆柱齿轮减速器、圆锥齿轮减速器和圆锥－圆柱齿轮减速器；按照传动的布置形式又可分为展开式、分流式和同轴式减速器。

上述传统的减速器均存在理论误差而影响精度，通过工业实践证明，传统减速器由于受自身结构原理限制，精度低、负载扭力小，难以输出特大扭矩，无法实现大速比传动。并且传统减速机结构多较为复杂，导致其往往体质大、质量重，使得生产加工比较困难。另外，传统减速器还存在刚性不够强、旋转惯性大等问题，难以满足测量机行业负载、精度与稳定性日益提高的要求。

专利CN 107725723 A，公开了一种弹性减速器，其，包括动力输入组件，所述动力输入组件包括输入轴、设置在输入轴上的弹性组件；所述弹性组件为一个或多个挤压型变形圈，所述挤压型变形圈包括环状圈体，所述环状圈体的外环壁和\/或内环壁设置有弹性结构件。所述弹性结构体包括两个相互对称的弹片组，每个弹片组包括若干分布于环状圈体外环壁或内环壁半侧的弹片；每个弹片组包括始于环状圈体外环壁或内环壁半侧一端的第一弹片和N个中间弹片以及止于环状圈体外环壁或内环壁半侧另一端的第N+2个弹片，N等于或大于1。

上述专利虽能够有效克服误差和消除不正常振波，且精度高、刚性强，但是其结构复杂，不易于维修，时费时费力；再就是行星轮之间经过长期啮合，齿容易磨损，其结构不能实现磨损后的自行消除行星轮之间的间隙，从而会严重影响运行精度，运行稳定性及传动效率，进而影响减速器整体性能。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种结构简单，易于维修，可自行消除齿轮齿条间隙，且可长期保持高效率传动和传动精度，传动噪声小的具有齿轮齿条传动结构的减速器。

本实用新型为实现上述目的采用的技术方案是：一种具有齿轮齿条传动结构的减速器，包括驱动电机，在驱动电机的机轴上设有的机轴带轮，通过履带与机轴带轮连接的用于减速传动的减速带轮，与减速带轮通过齿轮轴连接的齿轮，以及与齿轮相啮合的齿条，所述齿轮在齿条上做往复运动，还包括用于消除齿轮与齿条之间间隙的间隙消除机构。

上述的具有齿轮齿条传动结构的减速器，所述间隙消除机构包括套设于齿轮轴外且与齿轮轴转动连接的偏心结构设置的偏心体，所述偏心体的上端固定连接有偏心体座体，所述偏心体的下端转动连接有减速器座体，还包括在减速器座体上设有的当齿轮与齿条之间产生间隙时自动推动偏心体座体使得偏心体座体带动偏心体转动最终使得齿轮与齿条始终啮合的压紧弹性组件，所述压紧弹性组件一端通过固定块与减速器座体固定连接，另一端与偏心体座体的一侧面垂直顶紧接触设置。

上述的具有齿轮齿条传动结构的减速器，所述偏心体包括偏心设置的偏心通孔，所述齿轮轴穿过偏心通孔且在齿轮轴与偏心通孔两端的连接处齿轮轴上分别安装有用于齿轮轴在偏心体的偏心通孔内转动的第一轴承。

上述的具有齿轮齿条传动结构的减速器，所述的压紧弹性组件包括设有外螺纹的支撑套筒，装设于支撑套筒内的用于提供反向作用力的弹簧，与弹簧顶部连接的支撑芯，以及与支撑芯顶部转动连接的钢球。

上述的具有齿轮齿条传动结构的减速器，所述固定块上设有支撑套筒穿过的固定孔，所述固定孔内设有与支撑套筒的外螺纹适配的内螺纹，支撑套筒与固定块螺纹连接，所述钢球与偏心体座体顶紧接触设置。

上述的具有齿轮齿条传动结构的减速器，所述电机轴带轮的直径小于减速带轮，所述偏心体通过第二轴承与减速器座体转动连接。

上述的具有齿轮齿条传动结构的减速器，所述弹簧由多个蝶形弹簧组成且预设有一定的张力。

本实用新型具有齿轮齿条传动结构的减速器的有益效果是：通过设置有不同直径，实现了减速的目的，通过设置有偏心结构的偏心体，齿轮轴穿过偏心体上的偏心通孔，与设有的压紧弹性组件组合作用，当齿轮与齿条之间产生间隙时，齿轮轴会以偏心体中心线为轴心做圆周运动，齿轮轴带动齿轮向齿条方向移动直至啮合，且由于弹簧的预设张力的作用，使得齿轮与齿条始终啮合；当时压紧弹性组件的张力不足时，可以通过旋进支撑套筒实现，使用方便。本发明可实现实时自行调整齿轮与齿条之间的间隙，结构简单，使用方便快捷，易于维护，有利于成本控制，提高了传动效率和传动精度的同时降低了传动噪音，值得广泛推广应用。

附图说明

图1为本实用新型立体结构示意图；

图2为本实用新型当齿条与齿轮远离时主视图部分剖视结构示意图；

图3为本实用新型A部放大图；

图4为本实用新型当齿条与齿轮啮合时主视图部分剖视结构示意图；

图5为本实用新型中偏心体结构示意图；

图6为本实用新型中压紧弹性组件结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步详细说明。

如图1、2、3、4、5、6所示，一种具有齿轮齿条传动结构的减速器，包括驱动电机1，在驱动电机1的机轴上设有的机轴带轮，通过履带2与机轴带轮连接的用于减速传动的减速带轮3，电机轴带轮的直径小于减速带轮3，以实现减速的目的，还包括与减速带轮3通过齿轮轴4连接的齿轮5，以及与齿轮5相啮合的齿条6，齿轮5在齿条6上做往复运动，还包括用于消除齿轮5与齿条6之间间隙的以实现精准运行的间隙消除机构。

间隙消除机构包括套设于齿轮轴4外且与齿轮轴4转动连接的偏心结构设置的偏心体7，所述偏心体7的上端固定连接有偏心体座体8，偏心体7的下端转动连接有减速器座体9，偏心体7通过第二轴承16与减速器座体9转动连接，以实现偏心座体8带动偏心体7在减速器座体9上转动，第二轴承16的数量为在偏心体7与减速器座体9两端的连接处各安装有2个。偏心体7包括偏心设置的偏心通孔，齿轮轴4穿过偏心通孔且在齿轮轴4与偏心通孔两端的连接处齿轮轴4上分别安装有用于齿轮轴4在偏心体7的偏心通孔内转动的第一轴承11，以实现齿轮轴在偏心体7内转动，将驱动电机1的转矩持续传递给齿轮5，第一轴承11的数量为在齿轮轴4与偏心通孔两端的连接处各安装有2个。

本实用新型还包括在减速器座体9上设有的当齿轮5与齿条6之间产生间隙时自动推动偏心体座体8使得偏心体座体8带动偏心体7转动最终使得齿轮5与齿条6始终啮合的压紧弹性组件，压紧弹性组件一端通过固定块10与减速器座体9固定连接，另一端与偏心体座体8的一侧面垂直顶紧接触设置。压紧弹性组件包括设有外螺纹的支撑套筒12，装设于支撑套筒12内的用于提供反向作用力的弹簧13，与弹簧13顶部连接的支撑芯14，以及与支撑芯14顶部转动连接的钢球15，弹簧13由多个蝶形弹簧组成且预设有一定的张力，蝶形弹簧具有小变形高承载能力、节省空间的特性。固定块10上设有支撑套筒12穿过的固定孔，固定孔内设有与支撑套筒12的外螺纹适配的内螺纹，支撑套筒12与固定块10螺纹连接，钢球15与偏心体座体8顶紧接触设置。

本实用新型在实际应用时，将齿条6固定在设备上的固定件上，齿轮5带动设备的滑动部件在齿条6上往复运行。

本实用新型的工作原理是：当齿轮5与齿条6出现间隙时，偏心体座体8在压紧弹性组件张力下旋转，齿轮轴4以偏心体7中心线为轴心做圆周运动，齿轮轴4带动齿轮5向齿条6方向移动直至齿轮5与齿条6啮合，并在压紧弹性组件的预设张力下始终啮合；当长时间使用齿轮齿条发生磨损时，导致齿轮与齿条之间产生传动间隙，偏心体座体8发生一定角度的偏移，此时因弹簧13设有一定张力，便会推动偏心体座体8，偏心体座体8带动偏心体7在减速器座体9上转动，齿轮轴4在驱动电机1带动下自转的同时齿轮轴4以偏心体7的中心线17为轴心做圆周运动，从而使得齿轮轴4带动齿轮5向齿条6靠近，直至啮合，并在弹簧13的预设张力下始终啮合，从而达到自行消除间隙的目的，即使齿条在长期使用过程中发生微变形，压紧弹性组件会瞬间将齿轮5拉近齿条6，不影响齿轮与齿条之间的啮合，从而保证所带载体的稳定运行以及运行精度。

本实用新型在安装调试时，通过增减蝶形弹簧的数量调试出使齿轮与齿条之间啮合的张力，并且使该张力作用在偏心体座体8上，使得齿轮5与齿条6始终处于紧紧啮合的状态，以达到消隙的目的。如若长时间使用，预设张力不足够使得齿轮5与齿条6处于紧紧啮合的状态，可调节压紧弹性组件中的支撑套筒12，即将支撑套筒12向偏心体座体8的方向旋紧，进行增大张力，以保证齿轮5与齿条6处于紧紧啮合的状态。

上述实施例只是为了说明本实用新型的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡是根据本实用新型内容的实质所做出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

设计图

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全文摘要

主设计要求

设计方案

设计说明书

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