齒輪齒條消隙機構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種齒輪齒條消隙機構(gòu)，包括固定設置的齒條安裝座，齒條安裝座上固定安裝齒條，還包括用于承載載荷以帶動載荷移動的承載板，承載板經(jīng)齒輪與齒條嚙合沿直線移動，承載板上設有相對承載板鉸接式浮動的浮動法蘭板，驅(qū)動齒輪轉(zhuǎn)動的驅(qū)動機構(gòu)安裝于浮動法蘭板上，且齒輪與驅(qū)動機構(gòu)的輸出軸固定連接。本實用新型將齒條固定，齒輪經(jīng)浮動法蘭板相對承載板浮動調(diào)節(jié)，以自適應補償齒輪副的安裝誤差、齒形的制造誤差和齒輪的發(fā)熱彈性變形等引起的尺寸變化，保證齒輪齒條副工作齒面始終保持穩(wěn)定的接觸力，實現(xiàn)長壽命、高重復定位精度運行，尤其適用于機器人行走伺服軸等高精度的應用場合，具有廣泛的推廣應用價值。
【專利說明】
齒輪齒條消隙機構(gòu)
技術(shù)領域
[0001]本實用新型涉及傳動控制領域，特別地，涉及一種齒輪齒條消隙機構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]在長行程、重載的機器人行走伺服軸等應用中，通常使用齒輪齒條機構(gòu)代替滾珠絲杠傳動，來保證傳動精度和使用壽命。對于重復定位精度要求不高的齒輪齒條副傳動中，齒面間留有一定的間隙，即齒側(cè)間隙(簡稱側(cè)隙)。側(cè)隙的作用主要是貯存潤滑油，補償齒輪副的安裝與制造誤差以及齒輪發(fā)熱變形所引起的尺寸變動，以保證齒輪副能自由回轉(zhuǎn)，防止齒輪卡死。但是對于機器人行走伺服軸等高精度的應用場合，傳動系統(tǒng)中齒輪側(cè)隙會造成反方向運動過程中產(chǎn)生一定的間隙值，大大影響齒輪副傳動的重復定位精度，且造成較大的沖擊、振動和噪聲，加快齒輪磨損，影響齒輪壽命。因此，要實現(xiàn)高精度的齒輪齒條傳動，必須設計一種浮動機構(gòu)，保證齒輪齒條副工作齒面始終保持穩(wěn)定的接觸力，該機構(gòu)可自適應補償齒輪副的安裝誤差、齒形的制造誤差和齒輪的發(fā)熱彈性變形等引起的尺寸變化，自適應補償側(cè)隙值，又能防止齒輪副卡死。
[0003]現(xiàn)有的齒輪齒條消隙結(jié)構(gòu)主要分為兩類。一種是剛性調(diào)節(jié)方式，參照中國專利201120143081.2，采用調(diào)整帶腰形調(diào)節(jié)槽上的調(diào)節(jié)螺釘來實現(xiàn)間隙的調(diào)整。另一種是齒條滑動彈性調(diào)節(jié)方式，參照中國專利200920353428.9，利用布置在齒條上的多個彈片調(diào)節(jié)齒條上腰形孔與螺釘?shù)南鄬嚯x，來貼合齒輪，達到調(diào)整隙目的。
[0004]上述齒輪齒條剛性消隙結(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)間隙之后不可動態(tài)補償。采用齒條滑動彈性調(diào)節(jié)方式，由于齒條是剛性體，某個彈片的浮動必會造成齒條整體的擺動，在重載傳動中，勢必影響設備的穩(wěn)定性和重復定位精度，可靠性不高。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型提供了一種齒輪齒條消隙機構(gòu)，以解決現(xiàn)有的齒輪齒條調(diào)節(jié)機構(gòu)采用剛性消隙結(jié)構(gòu)導致調(diào)節(jié)間隙不可動態(tài)補償、且重復定位精度及可靠性不高的技術(shù)問題。
[0006]本實用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0007]—種齒輪齒條消隙機構(gòu)，包括固定設置的齒條安裝座，齒條安裝座上固定安裝齒條，還包括用于承載載荷以帶動載荷移動的承載板，承載板經(jīng)齒輪與齒條嚙合沿直線移動，承載板上設有相對承載板鉸接式浮動的浮動法蘭板，驅(qū)動齒輪轉(zhuǎn)動的驅(qū)動機構(gòu)安裝于浮動法蘭板上，且齒輪與驅(qū)動機構(gòu)的輸出軸固定連接。
[0008]進一步地，承載板上設有螺桿導向塊，浮動法蘭板上設有貫穿螺桿導向塊的壓緊螺桿，壓緊螺桿的一端與浮動法蘭板上的擋塊連接，壓緊螺桿的另一端貫穿螺桿導向塊且經(jīng)鎖緊螺母防松，壓緊螺桿與擋塊之間設有用于調(diào)節(jié)浮動預緊力的彈簧；
[0009]浮動法蘭板與承載板經(jīng)鉸接套連接，鉸接套與浮動法蘭板貼合且鉸接套經(jīng)鎖緊件沿軸向緊固至承載板上，使得浮動法蘭板相對承載板轉(zhuǎn)動且不會沿鉸接套的軸向脫出。
[0010]進一步地，壓緊螺桿與螺桿導向塊之間經(jīng)螺紋副配合連接。
[0011]進一步地，浮動法蘭板之上還設有多個用于將浮動法蘭板壓緊至承載板上的壓緊套，壓緊套的軸向經(jīng)緊固件緊固至承載板上，壓緊套的徑向與浮動法蘭板間隙配合。
[0012]進一步地，壓緊套的數(shù)量為三個，三個壓緊套及鉸接套布設于浮動法蘭板的四角。
[0013]進一步地，驅(qū)動機構(gòu)包括伺服電機及減速器，減速器的輸出軸固定連接齒輪。
[0014]進一步地，承載板的底面設有用于位移導向的直線滑軌。
[0015]進一步地，承載板之上設有機器人作為載荷。
[0016]本實用新型具有以下有益效果:
[0017]本實用新型齒輪齒條消隙機構(gòu)，將齒條固定，齒輪經(jīng)浮動法蘭板相對承載板浮動調(diào)節(jié)，以自適應補償齒輪副的安裝誤差、齒形的制造誤差和齒輪的發(fā)熱彈性變形等引起的尺寸變化，保證齒輪齒條副工作齒面始終保持穩(wěn)定的接觸力，實現(xiàn)長壽命、高重復定位精度運行，尤其適用于機器人行走伺服軸等高精度的應用場合，具有廣泛的推廣應用價值。
[0018]除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點之外，本實用新型還有其它的目的、特征和優(yōu)點。下面將參照附圖，對本實用新型作進一步詳細的說明。
【附圖說明】
[0019]構(gòu)成本申請的一部分的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型的不當限定。在附圖中:
[0020]圖1是本實用新型優(yōu)選實施例齒輪齒條消隙機構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2是本實用新型優(yōu)選實施例齒輪齒條消隙機構(gòu)的主視示意圖；
[0022]圖3是本實用新型優(yōu)選實施例齒輪齒條消隙機構(gòu)的側(cè)視示意圖；
[0023]圖4是圖3中I處的局部放大示意圖；
[0024]圖5是圖3中II處的局部放大示意圖。
[0025]附圖標記說明:
[0026]1、伺服電機;2、減速器;3、鉸接套;4、浮動法蘭板;5、承載板;6、彈簧；
[0027]7、壓緊螺桿;8、鎖緊螺母;9、齒輪;10、齒條;11、齒條安裝座；
[0028]12、擋塊;13、螺桿導向塊;14、壓緊套。
【具體實施方式】
[0029]需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細說明本實用新型。
[0030]參照圖1，本實用新型的優(yōu)選實施例提供了一種齒輪齒條消隙機構(gòu)，包括固定設置的齒條安裝座11，齒條安裝座11上固定安裝齒條10，還包括用于承載載荷以帶動載荷移動的承載板5，承載板5經(jīng)齒輪9與齒條10嚙合沿直線移動，承載板5上設有相對承載板5鉸接式浮動的浮動法蘭板4，驅(qū)動齒輪9轉(zhuǎn)動的驅(qū)動機構(gòu)安裝于浮動法蘭板4上，且齒輪9與驅(qū)動機構(gòu)的輸出軸固定連接。
[0031]本實施例齒輪齒條消隙機構(gòu)，通過將齒條10固定，齒輪9經(jīng)浮動法蘭板4相對承載板5浮動調(diào)節(jié)，以自適應補償齒輪副的安裝誤差、齒形的制造誤差和齒輪的發(fā)熱彈性變形等引起的尺寸變化，保證齒輪齒條副工作齒面始終保持穩(wěn)定的接觸力，實現(xiàn)長壽命、高重復定位精度運行，尤其適用于機器人行走伺服軸等高精度的應用場合，具有廣泛的推廣應用價值。
[0032]參照圖1至圖3，本實施例中，承載板5上設有螺桿導向塊13，浮動法蘭板4上設有貫穿螺桿導向塊13的壓緊螺桿7，壓緊螺桿7的一端與浮動法蘭板4上的擋塊12連接，壓緊螺桿7的另一端貫穿螺桿導向塊13且經(jīng)鎖緊螺母8防松，壓緊螺桿7與擋塊12之間設有用于調(diào)節(jié)浮動預緊力的彈簧6;浮動法蘭板4與承載板5經(jīng)鉸接套3連接，鉸接套3與浮動法蘭板4貼合且鉸接套3經(jīng)鎖緊件沿軸向緊固至承載板5上，使得浮動法蘭板4相對承載板5轉(zhuǎn)動且不會沿鉸接套3的軸向脫出。本實施例采用彈簧6自適應消除嚙合間隙，且浮動法蘭板4的浮動方式為鉸接浮動方式，采用鉸接套3作為鉸接點，能自適應齒輪副的嚙合間隙，可靠性及重復定位精度高，滿足高精度直線位移的應用場合。
[0033]可選地，壓緊螺桿7與螺桿導向塊13之間經(jīng)螺紋副配合連接，進而在彈簧6的作用下實現(xiàn)對浮動預緊力的微調(diào)。優(yōu)選地，參照圖4，鉸接套3的軸向通過螺栓緊固在承載板5上，氣體通過控制鉸接套3軸向長度公差，保證浮動法蘭板4與承載板5留有間隙t，使得浮動法蘭板4能夠自由轉(zhuǎn)動，又不會沿軸向脫出。
[0034]可選地，浮動法蘭板4之上還設有多個用于將浮動法蘭板4壓緊至承載板5上的壓緊套14，壓緊套14的軸向經(jīng)緊固件緊固至承載板5上，壓緊套14的徑向與浮動法蘭板4間隙配合。參照圖1及圖5，本實施例中，壓緊套14的數(shù)量為三個，三個壓緊套14及鉸接套3布設于浮動法蘭板4的四角。其中，三個壓緊套14的軸向通過螺栓緊固在承載板5上，通過控制壓緊套14軸向長度公差值，保證浮動法蘭板4與承載板5留有間隙t。壓緊套14的徑向與浮動法蘭板4采用間隙配合的方式連接，其間隙值為O，浮動法蘭板4繞鉸接套3旋轉(zhuǎn)時，通過間隙值σ來控制旋轉(zhuǎn)量在一定閾值，間隙σ的值可根據(jù)實際工況制作。
[0035]參照圖1及圖2，本實施例驅(qū)動機構(gòu)包括伺服電機I及減速器2，減速器2的輸出軸固定連接齒輪9。
[0036]優(yōu)選地，承載板5的底面設有用于位移導向的直線滑軌。優(yōu)選地，本實施例承載板5之上設有機器人作為載荷，以滿足機器人行走伺服軸等高精度的應用場合的位移需求。
[0037]以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領域的技術(shù)人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種齒輪齒條消隙機構(gòu)，包括固定設置的齒條安裝座(11)，所述齒條安裝座(11)上固定安裝齒條(10)，還包括用于承載載荷以帶動載荷移動的承載板(5)，所述承載板(5)經(jīng)齒輪(9)與所述齒條(10)嚙合沿直線移動，其特征在于， 所述承載板(5)上設有相對所述承載板(5)鉸接式浮動的浮動法蘭板(4)，驅(qū)動所述齒輪(9)轉(zhuǎn)動的驅(qū)動機構(gòu)安裝于所述浮動法蘭板(4)上，且所述齒輪(9)與所述驅(qū)動機構(gòu)的輸出軸固定連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的齒輪齒條消隙機構(gòu)，其特征在于， 所述承載板(5)上設有螺桿導向塊(13)，所述浮動法蘭板(4)上設有貫穿所述螺桿導向塊(13)的壓緊螺桿(7)，所述壓緊螺桿(7)的一端與所述浮動法蘭板(4)上的擋塊(12)連接，所述壓緊螺桿(7)的另一端貫穿所述螺桿導向塊(13)且經(jīng)鎖緊螺母(8)防松，所述壓緊螺桿(7)與所述擋塊(12)之間設有用于調(diào)節(jié)浮動預緊力的彈簧(6); 所述浮動法蘭板(4)與所述承載板(5)經(jīng)鉸接套(3)連接，所述鉸接套(3)與所述浮動法蘭板(4)貼合且所述鉸接套(3)經(jīng)鎖緊件沿軸向緊固至所述承載板(5)上，使得所述浮動法蘭板(4)相對所述承載板(5)轉(zhuǎn)動且不會沿所述鉸接套(3)的軸向脫出。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的齒輪齒條消隙機構(gòu)，其特征在于， 所述壓緊螺桿(7)與所述螺桿導向塊(13)之間經(jīng)螺紋副配合連接。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的齒輪齒條消隙機構(gòu)，其特征在于， 所述浮動法蘭板(4)之上還設有多個用于將所述浮動法蘭板(4)壓緊至所述承載板(5)上的壓緊套(14)，所述壓緊套(14)的軸向經(jīng)緊固件緊固至所述承載板(5)上，所述壓緊套(14)的徑向與所述浮動法蘭板(4)間隙配合。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的齒輪齒條消隙機構(gòu)，其特征在于， 所述壓緊套(14)的數(shù)量為三個，三個所述壓緊套(14)及所述鉸接套(3)布設于所述浮動法蘭板(4)的四角。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的齒輪齒條消隙機構(gòu)，其特征在于， 所述驅(qū)動機構(gòu)包括伺服電機(I)及減速器(2)，所述減速器(2)的輸出軸固定連接所述齒輪(9)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的齒輪齒條消隙機構(gòu)，其特征在于， 所述承載板(5)的底面設有用于位移導向的直線滑軌。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的齒輪齒條消隙機構(gòu)，其特征在于， 所述承載板(5)之上設有機器人作為載荷。
【文檔編號】F16H55/28GK205639542SQ201620391214
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月3日
【發(fā)明人】陶能如, 華文孝, 龍小軍, 曹令亞, 洪莉, 定世君
【申請人】長沙長泰機器人有限公司