專利名稱:一種齒輪齒條傳動(dòng)柔性連接結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及石油機(jī)械設(shè)備領(lǐng)域，特別是一種齒輪齒條傳動(dòng)柔性連接結(jié)構(gòu)，其包括：齒條；與齒條嚙合、能夠主動(dòng)旋轉(zhuǎn)的主動(dòng)齒輪，其安裝于連接座，連接座鉸接于第一固定結(jié)構(gòu)上，能夠進(jìn)行與齒條傳動(dòng)方向相切的自由旋轉(zhuǎn)，第一固定結(jié)構(gòu)與齒條能夠相對(duì)移動(dòng)；導(dǎo)向輪，其安裝于連接座上，與齒條與齒輪嚙合面的相對(duì)面貼合；本實(shí)用新型的發(fā)明目的在于提供一種齒輪齒條傳動(dòng)的柔性連接結(jié)構(gòu)。該柔性連接結(jié)構(gòu)可以根據(jù)齒條的直線度自動(dòng)調(diào)節(jié)，在齒條安裝直線度不夠和第二固定結(jié)構(gòu)發(fā)生變形的情況下，自適應(yīng)齒條，從而保證整個(gè)傳動(dòng)過(guò)程中齒輪齒條中心距基本恒定，大大的降低加工和安裝成本，擴(kuò)展齒輪齒條傳動(dòng)的應(yīng)用范圍。
【專利說(shuō)明】一種齒輪齒條傳動(dòng)柔性連接結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及石油機(jī)械設(shè)備領(lǐng)域，特別是一種齒輪齒條傳動(dòng)柔性連接結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]在石油機(jī)械設(shè)備(包括陸地和海洋石油設(shè)備)制造過(guò)程中，齒輪齒條傳動(dòng)由于傳遞動(dòng)力大、工作平穩(wěn)、壽命長(zhǎng)、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用，但是其安裝精度要求較高，對(duì)于結(jié)構(gòu)整體剛性要求較高，在一定程度上限制了其使用。尤其對(duì)于長(zhǎng)距離的傳動(dòng)，對(duì)于齒條的直線度要求較高；此外，若支撐連接結(jié)構(gòu)在各種力的作用下發(fā)生變形后，會(huì)對(duì)嚙合中心距造成影響，從而產(chǎn)生啃齒或者脫齒的風(fēng)險(xiǎn)。
[0003]由于以上條件的限制，使得齒輪齒條傳動(dòng)加工安裝成本高，齒輪的布置位置要求高，在空間有限和整個(gè)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)比較龐大的情況下，使用齒輪齒條傳動(dòng)，會(huì)給設(shè)計(jì)和加工帶來(lái)很大的難度。
[0004]為了保證傳動(dòng)過(guò)程中，齒輪齒條的嚙合中心距基本恒定，通常采用增加調(diào)整墊片等可調(diào)節(jié)方式或者提聞加工精度的方法。
[0005]提供加工精度意味著成本增加，而且齒輪齒條嚙合中心距精度要求較高，通常都小于0.5mm，對(duì)于長(zhǎng)距離的齒輪齒條傳動(dòng)，要把齒條的直線度保證在這個(gè)范圍內(nèi)是非常困難的，如果不能保證，在傳動(dòng)過(guò)程中，就會(huì)出現(xiàn)啃齒或者脫齒的風(fēng)險(xiǎn)，大大的降低傳動(dòng)的平穩(wěn)性和齒輪齒條的使用壽命。
[0006]增加墊片等可調(diào)節(jié)方式對(duì)于齒輪端調(diào)節(jié)比較方便，但是由于加工過(guò)程中齒條直線度和定位的限制，而齒輪齒條嚙合中心距精度要求較高，往往只是調(diào)節(jié)齒輪端不能滿足整個(gè)傳動(dòng)過(guò)程中中心距的要求，還需要對(duì)齒條端進(jìn)行調(diào)節(jié)，對(duì)于長(zhǎng)距離的齒輪齒條傳動(dòng)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)比較龐大、或者齒輪安裝位置操作不方便的，調(diào)節(jié)齒條的工作量巨大，而且設(shè)計(jì)難度大，不易保證齒條接頭處的節(jié)距。
[0007]而且以上兩種方法只可以適用于傳動(dòng)機(jī)構(gòu)初始安裝過(guò)程中齒輪齒條中心距的調(diào)節(jié)，通常，齒輪齒條是分別安裝在不同的結(jié)構(gòu)上，如果安裝齒輪齒條的結(jié)構(gòu)在受到外力的情況下發(fā)生變形，就會(huì)影響齒輪齒條嚙合中心距，出現(xiàn)啃齒或者脫齒的風(fēng)險(xiǎn)，大大的降低傳動(dòng)的平穩(wěn)性和齒輪齒條的使用壽命。這也大大限制了齒輪齒條傳動(dòng)的應(yīng)用范圍。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0008]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型的發(fā)明目的在于提供一種齒輪齒條傳動(dòng)的柔性連接結(jié)構(gòu)。該柔性連接結(jié)構(gòu)可以根據(jù)齒條的直線度自動(dòng)調(diào)節(jié)，在齒條安裝直線度不夠和第二固定結(jié)構(gòu)發(fā)生變形的情況下，自適應(yīng)齒條，從而保證整個(gè)傳動(dòng)過(guò)程中齒輪齒條中心距基本恒定，大大的降低加工和安裝成本，擴(kuò)展齒輪齒條傳動(dòng)的應(yīng)用范圍。
[0009]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:
[0010]一種齒輪齒條傳動(dòng)柔性連接結(jié)構(gòu)，其包括:
[0011]齒條；
[0012]與所述齒條嚙合、能夠主動(dòng)旋轉(zhuǎn)的主動(dòng)齒輪(主動(dòng)齒輪用于驅(qū)動(dòng)齒輪齒條傳動(dòng))，其安裝于連接座，連接座鉸接于第一固定結(jié)構(gòu)上(能夠進(jìn)行與齒條傳動(dòng)方向相切的自由旋轉(zhuǎn)，以適應(yīng)齒條直線度的變化)，其安裝軸與齒條整體的寬度方向平行，，所述第一固定結(jié)構(gòu)能夠相對(duì)于齒條移動(dòng)；
[0013]導(dǎo)向輪，其安裝于連接座上，與所述齒條與齒輪嚙合面的相對(duì)面貼合(可以隨著齒輪直線度的變化趨勢(shì)轉(zhuǎn)動(dòng))。
[0014]在加工制造過(guò)程中，只需要保證導(dǎo)向輪的安裝軸孔和主動(dòng)齒輪的安裝止口之間的距離，導(dǎo)向輪的外徑公差，齒條厚度，就可以保證整個(gè)齒輪齒條嚙合過(guò)程中，齒輪齒條嚙合的中心距恒定，對(duì)于齒條加工和安裝的直線度可以放寬公差要求，大大降低了加工制造、安裝的成本和難度。
[0015]在齒輪齒條傳動(dòng)過(guò)程中，如果由于加工和安裝誤差導(dǎo)致齒輪與齒條的中心距增力口，位于齒條嚙合面背面的導(dǎo)向輪會(huì)隨著齒條移動(dòng)，而導(dǎo)向輪與主動(dòng)齒輪之間通過(guò)連接座成為一個(gè)整體，帶動(dòng)主動(dòng)齒輪也向齒條的方向移動(dòng)，從而自動(dòng)調(diào)節(jié)齒輪齒條之間的中心距，使其保持基本恒定；如果由于加工和安裝誤差導(dǎo)致齒輪與齒條的中心距減少，嚙合過(guò)程中的嚙合力會(huì)把主動(dòng)齒輪推向遠(yuǎn)離齒條的方向，整個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)安裝軸實(shí)現(xiàn)與固定結(jié)構(gòu)之間的移動(dòng)，從而保證整個(gè)柔性驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)在嚙合過(guò)程中，自適應(yīng)齒輪直線度的變化。
[0016]對(duì)于嚙合過(guò)程中，出現(xiàn)安裝齒輪齒條的結(jié)構(gòu)在受到外力的作用下發(fā)生變形，從而影響齒輪齒條嚙合中心距的情況，如果是固定齒條的結(jié)構(gòu)發(fā)生變形，從而導(dǎo)致齒條整體直線度發(fā)生變化，該柔性連接結(jié)構(gòu)可以自適應(yīng)齒條的直線度變化，前面已經(jīng)分析過(guò)；如果固定柔性連接機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)發(fā)生變形，由于導(dǎo)向輪貼死齒條，而導(dǎo)向輪和主動(dòng)齒輪為一個(gè)整體結(jié)構(gòu)，故整個(gè)柔性連接結(jié)構(gòu)在導(dǎo)向輪支撐力的作用下轉(zhuǎn)動(dòng)，從而保證齒輪齒條之間的中心距基本恒定(相對(duì)于齒輪，齒條位置發(fā)生變化)，保證齒輪齒條傳動(dòng)的各種工況下均可以工作平穩(wěn)、可靠。
[0017]作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，所述連接座上設(shè)置有驅(qū)動(dòng)主動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置，其為馬達(dá)或電機(jī)，結(jié)構(gòu)更緊湊，節(jié)約空間。
[0018]作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，所述連接座包括一主板，其一端設(shè)置有與其平行的分板，分板通過(guò)加固結(jié)構(gòu)固定于主板上方，主板與分板上開有對(duì)應(yīng)的用于鉸接的通孔，分板與主板組合成與第一固定結(jié)構(gòu)鉸接的鉸接結(jié)構(gòu)，節(jié)約了空間與材料。
[0019]作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，所述加固結(jié)構(gòu)包括:
[0020]圓柱形鋼結(jié)構(gòu)，其均與所述主板、分板垂直，兩端分別焊接于主板、分板上；
[0021]鋼板，其焊接于圓柱形鋼結(jié)構(gòu)兩側(cè)，并與主板、分板固定連接。
[0022]作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，所述驅(qū)動(dòng)裝置安裝于主板上安裝加固結(jié)構(gòu)的一面，其輸出軸穿過(guò)所述主板并支出，支出部分安裝所述主動(dòng)齒輪。
[0023]作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，所述齒條為直齒齒條，所述主動(dòng)齒輪為直齒齒輪。
[0024]作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，所述齒條固定安裝于第二固定結(jié)構(gòu)上，所述第一固定結(jié)構(gòu)安裝于第二結(jié)構(gòu)上并能夠在第二結(jié)構(gòu)上滑動(dòng)。
[0025]作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，所述主動(dòng)齒輪、導(dǎo)向輪的數(shù)量均為一個(gè)，結(jié)構(gòu)優(yōu)化、簡(jiǎn)單，降低制造成本與維修成本。
[0026]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0027]I).該發(fā)明在加工制造過(guò)程中，只需保證整個(gè)柔性結(jié)構(gòu)的制造公差，對(duì)于齒條的直線度加工誤差要求不高，大大的降低了加工制造成本。
[0028]2).該發(fā)明在安裝過(guò)程中，無(wú)需調(diào)節(jié)齒輪齒條之間的嚙合中心距，安裝簡(jiǎn)單方便，大大的降低了安裝難度和成本。
[0029]3).該發(fā)明對(duì)于齒輪的布置位置要求不高，可以自動(dòng)補(bǔ)償結(jié)構(gòu)變形造成的嚙合中心距變化，大大的降低了設(shè)計(jì)難度，提高了傳動(dòng)的可靠性、平穩(wěn)性和齒輪齒條的壽命。
[0030]4).該發(fā)明可以自適應(yīng)齒條的直線度，有效保證齒輪齒條傳動(dòng)的中心距，很大程度上擴(kuò)展了齒輪齒條傳動(dòng)的應(yīng)用范圍。

【附圖說(shuō)明】

[0031]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖2是本實(shí)用新型的另一視角結(jié)構(gòu)示意圖(此圖中齒條實(shí)際安裝位置為理論位置，無(wú)偏差);
[0033]圖3、4為齒條實(shí)際安裝位置與理論位置相差15mm時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖5是本實(shí)用新型使用的軸測(cè)圖；
[0035]圖6是圖5中的A向視圖。
[0036]圖中標(biāo)記:1-連接座，2-安裝軸，3-主動(dòng)齒輪，4-齒條，5-導(dǎo)向輪，6_第一固定結(jié)構(gòu)，7-第二固定結(jié)構(gòu),8-齒條安裝理論節(jié)線。

【具體實(shí)施方式】
[0037]下面結(jié)合實(shí)施例及【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。但不應(yīng)將此理解為本實(shí)用新型上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)施例，凡基于本實(shí)用新型的
【發(fā)明內(nèi)容】
所實(shí)現(xiàn)的技術(shù)均屬于本實(shí)用新型的范圍。
[0038]實(shí)施例1
[0039]如圖1、2、5、6，一種齒輪齒條傳動(dòng)柔性連接結(jié)構(gòu)，其包括:
[0040]齒條4，所述齒條4固定安裝于第二固定結(jié)構(gòu)7上(齒條4采用常規(guī)固定形式，如焊接、螺栓連接等)，所述齒條4為直齒齒條；
[0041]與所述齒條嚙合、能夠主動(dòng)旋轉(zhuǎn)的主動(dòng)齒輪3，其安裝于連接座I，連接座I鉸接于第一固定結(jié)構(gòu)6上，其安裝軸2與齒條4齒頂平行，所述齒條4固定安裝于第二固定結(jié)構(gòu)7上，所述第一固定結(jié)構(gòu)6安裝于第二固定結(jié)構(gòu)7上并能夠在第二結(jié)構(gòu)上滑動(dòng)，所述主動(dòng)齒輪3為直齒齒輪，該實(shí)施例也可以適用于斜齒輪或者人字形的齒輪等，需要采用相匹配的非直齒齒條;
[0042]導(dǎo)向輪5，其安裝于連接座I上，其外圓周面與所述齒條4與主動(dòng)齒輪3嚙合面的相對(duì)面貼合。
[0043]所述主動(dòng)齒輪3、導(dǎo)向輪5的數(shù)量均為一個(gè)，所述連接座I上設(shè)置有驅(qū)動(dòng)主動(dòng)齒輪3轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置，其為馬達(dá)或電機(jī)。
[0044]所述連接座I包括一主板，其一端設(shè)置有與其平行的分板，分板通過(guò)加固結(jié)構(gòu)固定于主板上方，主板與分板上開有對(duì)應(yīng)的用于鉸接的通孔，分板與主板組合成與第一固定結(jié)構(gòu)6鉸接的鉸接結(jié)構(gòu)，所述驅(qū)動(dòng)裝置安裝于主板上安裝加固結(jié)構(gòu)的一面，其輸出軸穿過(guò)所述主板并支出，支出部分安裝所述主動(dòng)齒輪3。
[0045]所述加固結(jié)構(gòu)包括:
[0046]圓柱形鋼結(jié)構(gòu)，其均與所述主板、分板垂直，兩端分別焊接于主板、分板上；
[0047]鋼板，其焊接于圓柱形鋼結(jié)構(gòu)兩側(cè)，并與主板、分板固定連接。
[0048]對(duì)于齒輪齒條傳動(dòng)距離較長(zhǎng)的情況下，如圖5、6所示，為了保證齒輪齒條嚙合中心距，對(duì)于齒條4加工和安裝的精度要求較高，使用本發(fā)明的柔性連接結(jié)構(gòu)，可以大大降低齒條4的加工和安裝精度要求，其調(diào)節(jié)過(guò)程
【發(fā)明內(nèi)容】
已經(jīng)詳敘。
[0049]如圖3、4所示，B為齒條4實(shí)際安裝與齒條4安裝理論節(jié)線8的相對(duì)距離(這里為15mm)，C為齒輪齒條嚙合中心距偏差(圖3-圖4，C依次為0.27,0.1mm)，從圖中可以看出，當(dāng)齒條4實(shí)際安裝與齒條4安裝理論節(jié)線8相差15mm的情況下，實(shí)際齒輪齒條嚙合中心距只偏差了 0.1-0.27mm,完全可以滿足齒輪齒條嚙合中心距的誤差范圍，而不使用該柔性連接結(jié)構(gòu)的情況下，當(dāng)齒條4實(shí)際安裝與齒條4安裝理論節(jié)線8相差15_時(shí)，齒輪齒條嚙合中心距就會(huì)偏差15mm,就會(huì)脫齒或者啃齒非常嚴(yán)重,而本實(shí)施例中，齒條4實(shí)際安裝與齒條4安裝理論節(jié)線8相差15mm是很極端的情況，實(shí)際情況下，齒條4安裝后實(shí)際接線與理論接線不會(huì)相差如此大。但是可以看出，使用本發(fā)明的柔性連接結(jié)構(gòu)后，對(duì)于齒條4的加工和安裝精度要求可以大大的降低，當(dāng)齒條4實(shí)際安裝與齒條4安裝理論節(jié)線8相差數(shù)值減少時(shí)，實(shí)際齒輪齒條嚙合中心距也相應(yīng)減少。
[0050]此外，可以根據(jù)空間限制，位置布置要求，通過(guò)優(yōu)化連接座I上主動(dòng)齒輪3的安裝止口與導(dǎo)向輪5安裝軸2孔的位置尺寸，得到各種不同調(diào)節(jié)量的柔性連接結(jié)構(gòu)，本實(shí)施例只是其中的一種具體結(jié)構(gòu)。
[0051]在某種應(yīng)用工況下，齒輪水平布置，當(dāng)?shù)谝还潭ńY(jié)構(gòu)6在外部力的作用下，會(huì)產(chǎn)生變形，由于主動(dòng)齒輪3與其連接，也會(huì)隨著第一固定結(jié)構(gòu)6的變形趨勢(shì)在該處發(fā)生一定的位移，此時(shí)，齒輪齒條的嚙合中心距就會(huì)發(fā)生變形。如果第一固定結(jié)構(gòu)6的剛性不足，變形量就會(huì)比較大，就會(huì)有脫齒的可能。對(duì)于跨度比較大的第一固定結(jié)構(gòu)6，一般設(shè)計(jì)強(qiáng)度比較容易滿足要求，往往由于剛性的限制，需要將結(jié)構(gòu)做的比較粗重，以滿足剛性的需要，這樣會(huì)大大增加結(jié)構(gòu)的重量，帶來(lái)各種問(wèn)題。采用本發(fā)明的柔性連接結(jié)構(gòu)，可以彌補(bǔ)齒輪固定結(jié)構(gòu)剛性不足帶來(lái)的問(wèn)題，其過(guò)程及原理
【發(fā)明內(nèi)容】
已經(jīng)詳敘。這樣齒輪固定結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)在滿足強(qiáng)度需求時(shí)，無(wú)需為了增加其剛性增加結(jié)構(gòu)和支撐，可以大大減少重量，降低成本，同時(shí)降低整個(gè)設(shè)備的受力。
[0052]上述只是列出了第一固定結(jié)構(gòu)6變形導(dǎo)致齒輪齒條嚙合中心距變化的一種情況，對(duì)于第二固定結(jié)構(gòu)7變形導(dǎo)致齒輪齒條嚙合中心距變化，該發(fā)明同樣適用，保證齒輪齒條傳動(dòng)的各種工況下均可以工作平穩(wěn)、可靠。
【權(quán)利要求】
1.一種齒輪齒條傳動(dòng)柔性連接結(jié)構(gòu)，其包括: 齒條； 與所述齒條嚙合、能夠主動(dòng)旋轉(zhuǎn)的主動(dòng)齒輪，其安裝于連接座，連接座鉸接于第一固定結(jié)構(gòu)上，能夠進(jìn)行與齒條傳動(dòng)方向相切的自由旋轉(zhuǎn)，所述第一固定結(jié)構(gòu)能夠相對(duì)于齒條移動(dòng)； 導(dǎo)向輪，其安裝于連接座上，與所述齒條背面貼合。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種齒輪齒條傳動(dòng)柔性連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述連接座上設(shè)置有驅(qū)動(dòng)主動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置，其為馬達(dá)或電機(jī)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種齒輪齒條傳動(dòng)柔性連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述連接座包括一主板，其一端設(shè)置有與其平行的分板，分板通過(guò)加固結(jié)構(gòu)固定于主板上方，主板與分板上開有對(duì)應(yīng)的用于鉸接的通孔，分板與主板組合成與第一固定結(jié)構(gòu)鉸接的鉸接結(jié)構(gòu)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種齒輪齒條傳動(dòng)柔性連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述加固結(jié)構(gòu)包括: 圓柱形鋼結(jié)構(gòu)，其均與所述主板、分板垂直，兩端分別焊接于主板、分板上； 鋼板，其焊接于圓柱形鋼結(jié)構(gòu)兩側(cè)，并與主板、分板固定連接。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種齒輪齒條傳動(dòng)柔性連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)裝置安裝于主板上安裝加固結(jié)構(gòu)的一面，其輸出軸穿過(guò)所述主板并支出，支出部分安裝所述主動(dòng)齒輪。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種齒輪齒條傳動(dòng)柔性連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述齒條為直齒齒條，所述主動(dòng)齒輪為直齒齒輪。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種齒輪齒條傳動(dòng)柔性連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述齒條固定安裝于第二固定結(jié)構(gòu)上，所述第一固定結(jié)構(gòu)安裝于第二結(jié)構(gòu)上并能夠在第二結(jié)構(gòu)上滑動(dòng)。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種齒輪齒條傳動(dòng)柔性連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述主動(dòng)齒輪、導(dǎo)向輪的數(shù)量均為一個(gè)。
【文檔編號(hào)】F16H19-04GK204267626SQ201420711041
【發(fā)明者】李志剛, 姜紅喜, 呂巖, 何波 [申請(qǐng)人]四川宏華石油設(shè)備有限公司