自适应消隙齿轮箱及圆锯机的制作方法

1.本发明涉及齿轮传动领域，尤其涉及一种自适应消隙齿轮箱及圆锯机。


背景技术：

2.目前市面现有齿轮箱都是根据实际技术生产能力留有齿轮侧面间隙的，加工箱体的中心距会有误差，而且齿轮加工也会产生误差,传动受力时也会升温,齿轮受热膨胀等问题,都使我们无法将齿轮组做到无间隙。但是在一些精密加工时要求主轴无间隙才会使刀具切削的精度更高,光洁度更好,避免震动使刀具的寿命更长。
3.增加齿轮的和箱体的加工精度可以使齿轮的侧隙减小,但是为了防止齿轮热胀冷缩而抱死,始终都会留0.03～0.08mm的侧隙。同时高精度的全磨齿轮用到的加工设备和价格太过于高昂，于是就要开发消隙齿轮。
4.目前市面上消隙结构不稳,寿命不长,效果不佳，其轮消隙结构都是通过齿轮错位的方式来进行减小侧隙,但是同时也留有齿轮不同心产生的跳动侧隙,并没有彻底的解决无间隙的问题,并且经过一段时间的使用磨损,侧隙变大,还是没有消除正反转之间的反向间隙.并且重新调隙也不方便,增加派人维修的费用。


技术实现要素：

5.针对上述技术问题，本发明提供一种自适应消隙齿轮箱及圆锯机，以解决现有技术中的齿轮箱由于齿轮加工精度和圆跳动影响无法完全啮合会产生侧隙的问题。
6.为达上述目的，本发明提供一种自适应消隙齿轮箱，所述自适应消隙齿轮箱包括：齿轮箱体；动力输入组件，安装于所述齿轮箱体中，所述动力输入组件包括输入轴、输入主动轮以及皮带轮，所述输入轴通过第一轴承安装于所述齿轮箱体上，且所述输入轴的一端连接所述皮带轮，所述输入轴的另一端套设连接所述输入主动轮，所述输入主动轮与所述输入轴同步转动，用以将所述皮带轮输入的动力输出；变速传动组件，安装于所述齿轮箱体中，所述变速传动组件的齿轮与所述输入主动轮齿合，用以将所述动力输入组件输入的动力变速后输出；动力输出组件，安装于所述齿轮箱体中，所述动力输出组件包括输出齿轮，所述输出齿轮与所述变速传动组件的齿轮齿合，用以将所述变速传动组件输入的变速后的动力输出；以自适应消隙组件，安装于所述齿轮箱体中，所述自适应消隙组件包括消隙主轴以及缓冲组件，所述消隙主轴的第一端通过第二轴承固定于所述齿轮箱体上，所述缓冲组件设置于所述消隙主轴的第二端，所述自适应消隙组件的齿轮与所述动力输出组件的输出齿轮齿合，且所述自适应消隙组件的齿轮与所述输入主动轮齿合；其中，所述输入主动轮、所述变速传动组件的齿轮、所述输出齿轮以及所述自适应消隙组件的齿轮均为具有斜齿角度的斜齿轮，所述动力输出组件在输出动力的同时，传动所述自适应消隙组件的齿轮并利用所述斜齿角度挤压所述自适应消隙组件沿第一方向运动，当所述缓冲组件受到的挤压力达到第一阈值时，所述缓冲组件提供沿第二方向的反作用力给所述消隙主轴，在所述反作用力以及斜齿角度的作用下，所述消隙主轴会沿斜齿角度的方向发生反向转动，以使所述
自适应消隙组件的齿轮反向咬合在所述输入主动轮上，所述第一方向与所述第二方向相反。
7.优选地，所述缓冲组件为柔性推动装置。
8.优选地，所述自适应消隙组件还包括消隙小齿轮以及消隙大齿轮，所述消隙小齿轮以及所述消隙大齿轮均套设固定于所述消隙主轴上，且所述消隙小齿与所述输出齿轮齿合，所述消隙小齿轮用以将所述动力输出组件输出的反作用力传递到所述消隙大齿轮上；所述消隙大齿轮与所述输入主动轮齿合，所述消隙大齿轮用以将所述动力输出组件的输出齿轮的反作用与所述输入主动轮齿合消隙。
9.优选地，所述缓冲组件包括：液压活塞、液压密封圈、液压缸、管接头以及压力传感器，所述消隙主轴的一端通过第三轴承安装于所述齿轮箱体上，另一端通过第四轴承活动安装于所述液压缸上；所述液压活塞活动安装于所述液压缸内，同时所述液压活塞通过所述第四轴承连接所述消隙主轴；所述液压密封圈固定在所述液压活塞上；所述液压缸固定于所述齿轮箱体上，所述液压缸的内部供所述液压活塞上下运动，且所述液压缸的上端安装有油路管件；所述管接头固定于所述液压缸上，用以安装供油管以及压力传感器；所述压力传感器固定于所述管接头上，用以将油压数据传输给数控系统；其中，所述动力输出组件在输出动力的同时，传动所述自适应消隙组件的消隙小齿轮并利用所述斜齿角度挤压所述自适应消隙组件沿第一方向运动，当所述缓冲组件受到的挤压力达到第一阈值时，所述管接头内的油压作用力推动液压活塞沿所述第二方向移动，提供反作用力给所述消隙主轴，在所述反作用力以及斜齿角度的作用下，所述消隙主轴会沿斜齿角度的方向发生反向转动，以使所述自适应消隙组件的消隙大齿轮反向咬合在所述输入主动轮上。
10.优选地，所述缓冲组件包括推动活塞、轴承套以及弹簧，所述轴承套固定于所述齿轮箱体上，所述推动活塞活动地设置于所述轴承套内，且所述弹簧设置于所述轴承套与所述推动活塞之间，所述推动活塞与所述消隙主轴通过第五轴承固定；其中，所述动力输出组件在输出动力的同时，传动所述自适应消隙组件的消隙小齿轮并利用所述斜齿角度挤压所述自适应消隙组件沿第一方向运动，当所述缓冲组件受到的挤压力达到第一阈值时，所述弹簧的弹性压力推动所述推动活塞沿所述第二方向移动，提供反作用力给所述消隙主轴，在所述反作用力以及斜齿角度的作用下，所述消隙主轴会沿斜齿角度的方向发生反向转动，以使所述自适应消隙组件的消隙大齿轮反向咬合在所述输入主动轮上。
11.优选地，所述变速传动组件包括传动轴、传动小齿轮以及传动大齿轮，所述传动轴通过第六轴承安装于所述齿轮箱体上，且所述传动轴套设固定所述传动小齿轮以及所述传动大齿轮，所述传动大齿轮与所述输入主动轮齿合，用以将所述输入主动轮输入的动力变速后传输给所述传动小齿轮；所述传动小齿轮与所述输出齿轮齿合，用以将动力传输给所述输出齿轮。
12.优选地，所述动力输出组件还包括输出轴，所述输出轴通过第七轴承安装于所述齿轮箱体上，所述输出齿轮套设固定于所述输出轴上，并与所述传动小齿轮齿合，用以将所述传送小齿轮的动力变速后传递到所述输出轴作为输出的动力。
13.优选地，还包括清渣组件，所述清渣组件包括传动轴、轴承座、带轮、转轴、锥齿轮、万向节、钢刷座、钢刷轴以及钢丝刷，其中，所述传动轴通过第八轴承安装于所述轴承座上，所述传动轴的第一端连接所述输入轴作为动力源，所述传动轴的第二端固定于所述带轮
上，用以将所述输入轴的动力传导给所述带轮，以使所述带轮转动；所述轴承座固定于所述齿轮箱体上；所述带轮安装在所述传动轴和所述转轴上，且，所述皮带套设于所述带轮上，藉由所述皮带将动力从所述传动轴输出到所述锥齿轮上；所述锥齿轮安装在所述转轴和所述万向节上，用以将所述转轴的动力旋转90度方向输出到所述万向节；所述万向节安装在所述锥齿轮和所述钢刷轴上，用以将所述转轴输出的动力传递给所述钢刷轴；所述钢刷座固定在所述齿轮箱体上所述钢刷轴通过第九轴承安装于所述钢刷座上，且所述钢刷轴位于所述钢刷座的一侧的第一端连接所述万向节，所述钢刷轴位于所述钢刷座的另一侧的第二端固定连接所述钢丝刷，所述钢刷轴用以将万向节输出的动力传递给所述钢丝刷，使所述钢丝刷转动；以及所述钢丝刷随所述钢刷轴转动，接触待清洁元件，以在转动的过程中清洁所述待清洁元件上的残渣。
14.优选地，所述待清洁元件为锯片。
15.本发明还提供一种圆锯机，所述圆锯机包括：如上所述的自适应消隙齿轮箱。
16.与现有技术相比，本发明通过设置四组传动轴，并且所有齿轮组采用具有斜齿角度的斜齿轮结构，再利用消隙主轴连接输入轴与输出轴，在消隙主轴的一端添加缓冲组件(此缓冲组件为柔性推动装置)从而使得消隙主轴在斜齿角度和缓冲组件提供的反向作用力的共同作用下发生反向转动以使消隙主轴上的消隙大齿轮与输入轴的输入主动轮咬合，解决齿轮、轴承等各种零件加工误差或磨损等引起的组合侧隙问题。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本发明一实施例的自适应消隙齿轮箱的俯视图；
19.图2为沿图1中jj线的剖面示意图；
20.图3为图1中的自适应消隙齿轮箱的部分结构的示意图；
21.图4为图3中的自适应消隙齿轮箱的部分结构的俯视图；
22.图5为沿图4中的aa线的第一实施方式的剖面示意图；
23.图6为沿图4中的bb线的第一实施方式的剖面示意图；
24.图7为本发明的自适应消隙齿轮箱的第二实施方式的剖面示意图；
25.图8为本发明的自适应消隙齿轮箱的第二实施方式的剖面示意图；
26.图9为本发明一实施例的自适应消隙齿轮箱中设置有清渣组件的示意图；
27.图10为沿图9中kk线的剖面示意图。
具体实施方式
28.为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。
29.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了
便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
30.请参加图1-图6，图1为本发明一实施例的自适应消隙齿轮箱的俯视图；
31.图2为沿图1中jj线的剖面示意图图3为图1中的自适应消隙齿轮箱的部分结构的示意图；图4为图3中的自适应消隙齿轮箱的部分结构的俯视图；图5为沿图4中的aa线的第一实施方式的剖面示意图；图6为沿图4中的bb线的第一实施方式的剖面示意图。如图1所述，本发明提供一种自适应消隙齿轮箱，所述自适应消隙齿轮箱1000包括齿轮箱体100、动力输入组件1001、变速传动组件1002、动力输出组件1003以及自适应消隙组件1004。其中，所述齿轮箱体100为箱体结构。
32.上述动力输入组件1001安装于所述齿轮箱体100中，所述动力输入组件1001包括输入轴1、输入主动轮2以及皮带轮3，所述输入轴1通过第一轴承101安装于所述齿轮箱体100上，且所述输入轴1的一端连接所述皮带轮3，所述输入轴1的另一端套设连接所述输入主动轮2，所述输入主动轮2与所述输入轴1同步转动，用以将所述皮带轮3输入的动力输出。变速传动组件1002安装于所述齿轮箱体100中，所述变速传动组件1002的齿轮与所述输入主动轮2齿合，用以将所述动力输入组件1001输入的动力变速后输出。动力输出组件1003安装于所述齿轮箱体100中，所述动力输出组件1003包括输出齿轮22，所述输出齿轮22与所述变速传动组件1002的齿轮齿合，用以将所述变速传动组件1002输入的变速后的动力输出。自适应消隙组件1004安装于所述齿轮箱体100中，所述自适应消隙组件1004包括消隙主轴41以及缓冲组件，所述消隙主轴41的第一端411通过第二轴承400固定于所述齿轮箱体100上，所述缓冲组件设置于所述消隙主轴41的第二端412，所述自适应消隙组件1004的齿轮与所述动力输出组件1003的输出齿轮22齿合，且所述自适应消隙组件1004的齿轮与所述输入主动轮2齿合。其中，所述输入主动轮2、所述变速传动组件1002的齿轮、所述输出齿轮22以及所述自适应消隙组件1004的齿轮均为斜齿轮，所述动力输出组件1003在输出动力的同时，传动所述自适应消隙组件1004的齿轮并利用所述斜齿角度挤压所述自适应消隙组件1004沿第一方向d1运动，若各齿轮间存在间隙，当所述缓冲组件受到的挤压力达到第一阈值时，所述缓冲组件提供沿第二方向d2的反作用力给所述消隙主轴41，在所述反作用力以及斜齿角度的作用下，所述消隙主轴41会沿斜齿角度的方向发生反向转动，以使所述自适应消隙组件1004的齿轮反向咬合在所述输入主动轮2上，以消除各齿轮之间的间隙，所述第一方向d1与所述第二方向d2相反。
33.如图6所示，所述自适应消隙组件1004还包括消隙小齿轮42以及消隙大齿轮43，所述消隙小齿轮42以及所述消隙大齿轮43均套设固定于所述消隙主轴41上，且所述消隙小齿轮42与所述输出齿轮22齿合，所述消隙小齿轮42用以将所述动力输出组件1003的输出轴21输出的反作用力传递到所述消隙大齿轮42上；所述消隙大齿轮43与所述输入主动轮2齿合，所述消隙大齿轮43用以将所述动力输出组件1003的输出齿轮22的反作用与所述输入主动轮2齿合消隙。
34.请继续参见图1、图5和图6，本实施例中，所述缓冲组件包括：液压活塞45、液压密封圈46、液压缸47、管接头48以及压力传感器49，所述消隙主轴41的一端411通过第三轴承400安装于所述齿轮箱体100上，另一端412通过第五轴承410活动安装于所述液压缸47上；所述液压活塞45活动安装于所述液压缸47内，同时所述液压活塞45通过所述第四轴承410
连接所述消隙主轴41；所述液压密封圈46固定在所述液压活塞45上；所述液压缸47固定于所述齿轮箱体100上，所述液压缸47的内部供所述液压活塞45上下运动，且所述液压缸47的上端安装有油路管件；所述管接头48固定于所述液压缸47上，用以安装供油管以及压力传感器49；所述压力传感器49固定于所述管接头48上，用以将油压数据传输给数控系统。其中，所述动力输出组件1003在将变速传动组件输出的动力变速后输出动力的同时，传动所述自适应消隙组件的消隙小齿轮42并利用所述斜齿角度挤压所述自适应消隙组件沿第一方向d1运动，当所述缓冲组件受到的挤压力达到第一阈值时，所述管接头48内的油压作用力推动液压活塞45沿所述第二方向d2移动，提供反作用力给所述消隙主轴41，在所述反作用力以及斜齿角度的作用下，所述消隙主轴41会沿斜齿角度的方向发生反向转动，以使所述自适应消隙组件的齿轮反向咬合在所述输入主动轮2上，以消除齿轮之间的间隙。
35.请参见图7和图8，图7为本发明的自适应消隙齿轮箱的第二实施方式的剖面示意图；图8为本发明的自适应消隙齿轮箱的第二实施方式的剖面示意图。本实施方式中，所述缓冲组件包括推动活塞31、轴承套32以及弹簧33，所述轴承套32固定于齿轮箱体100上，所述推动活塞31活动地设置于所述轴承套32内，且所述弹簧33设置于所述轴承套32与所述推动活塞31之间，所述推动活塞31与所述消隙主轴41’通过第五轴承固定。
36.其中，所述动力输出组件的输出齿轮22’在将变速传动组件输出的动力变速后输出动力的同时，传动所述自适应消隙组件的消隙小齿轮42’并利用所述斜齿角度挤压所述自适应消隙组件沿第一方向d1运动，当所述缓冲组件受到的挤压力达到第一阈值时，所述弹簧33的弹性压力推动所述推动活塞31沿所述第二方向d2移动，提供反作用力给所述消隙主轴41’，在所述反作用力以及斜齿角度的作用下，所述消隙主轴41’会沿斜齿角度的方向发生反向转动，以使所述自适应消隙组件的消隙大齿轮43’反向咬合在所述输入主动轮2’上。
37.此外，还可在消隙主轴41’上安装有胀套,可以更进一步地将此轴的基本侧隙消除。
38.在本实施例中，通过弹簧33推动推动活塞31,推动活塞31推动消隙主轴41’，由于消隙轴上也安装了胀套,已将此轴的基本侧隙消除，又因为本组齿轮采用的是斜齿轮结构,所以消隙小齿轮42’是紧贴合在输出齿轮22’上的。当输入轴转动时，消隙小齿轮42’被输出齿轮22’带动面转动,当转动到一个角度出现组合侧隙时,在弹簧33的作用力之下,整个自适应消隙组件都会向后方向移动一个很小的距离使消隙小齿轮42’始终贴合在输出齿轮22’上,因此整个自适应消隙组件在输出齿轮22’的斜齿角度的作用下会有一个小的旋转动作,旋转到侧隙完全消除为止。工作一段时间齿轮磨损后的侧隙也是同理自动消除。
39.而且，请继续参见图2、图3、图5和图6，所述变速传动组件1002包括传动轴11、传动小齿轮12以及传动大齿轮13，所述传动轴11通过第六轴承安装于所述齿轮箱体100上，且所述传动轴11套设固定所述传动小齿轮12以及所述传动大齿轮13，所述传动大齿轮13与所述输入主动轮2齿合，用以将所述输入主动轮2输入的动力变速后传输给所述传动小齿轮12，所述传动小齿轮12与所述输出齿轮齿合，用以将动力传输给所述输出齿轮22。
40.所述动力输出组件1003包括输出轴21以及输出齿轮22，所述输出轴21通过第七轴承安装于所述齿轮箱体100上，所述输出齿轮22套设固定于所述输出轴21上，并与所述传动小齿轮12齿合，用以将所述传送小齿轮12的动力变速后传递到所述输出轴21作为输出的动
力。
41.请参见图9和图10，图9为本发明一实施例的自适应消隙齿轮箱中设置有清渣组件的示意图；图10为沿图9中kk线的剖面示意图。本发明的自适应消隙齿轮箱还包括清渣组件，所述清渣组件包括传动轴59、轴承座60、带轮57、转轴56、锥齿轮55、万向节54、钢刷座51、钢刷轴52以及钢丝刷53，其中所述传动轴59通过第八轴承501安装于所述轴承座60上，其中，所示第八轴承例如为所述轴承座60的内置轴承。所述传动轴59的第一端连接所述输入轴1作为动力源，所述传动轴59的第二端固定于所述带轮57上，用以将所述输入轴1的动力传导给所述带轮57，以使所述带轮57转动。所述轴承座60固定于所述齿轮箱体100上。所述带轮57安装在所述传动轴59和所述转轴56上，且所述皮带58套设于所述带轮57上，藉由所述皮带58将动力从所述传动轴59输出到所述锥齿轮55上。所述锥齿轮55安装在所述转轴56和所述万向节54上，用以将所述转轴56的动力旋转90度方向输出到所述万向节54。所述万向节54安装在所述锥齿轮55和所述钢刷轴52上，用以将所述转轴56输出的动力传递给所述钢刷轴52。所述钢刷座51固定在所述齿轮箱体100上。所述钢刷轴52通过第九轴承安装于所述钢刷座51上，且所述钢刷轴52位于所述钢刷座51的一侧的第一端连接所述万向节54，所述钢刷轴52位于所述钢刷座51的另一侧的第二端固定连接所述钢丝刷53，所述钢刷轴52用以将万向节54输出的动力传递给所述钢丝刷53，使所述钢丝刷53转动。所述钢丝刷53随所述钢刷轴52转动，接触待清洁元件61，以在转动的过程中清洁所述待清洁元件61上的残渣。其中所述待清洁元件61例如为锯片。
42.此外，本发明还提供一种圆锯机，所述圆锯机包括如上所述的自适应消隙齿轮箱。利用此圆锯机进行切削动作时，由于自适应消隙齿轮箱能够消除由于齿轮加工精度和圆跳动影响无法完全啮合产生的侧隙，从而使得锯片61在切削工件时不至产生震动或摇晃，能够确保加工精度。
43.但本发明并不以此为限，上述自适应消隙齿轮箱还可以应用于切削行业的其他治具中，例如立卧式铣头。或是应用于机械手领域中的自动精准上下料手臂。或是传动领域，如龙门铣进给齿轮箱。
44.综上所述，本发明通过设置四组传动轴，并且所有齿轮组采用具有斜齿角度的斜齿轮结构，再利用消隙主轴连接输入轴与输出轴，在消隙主轴的一端添加缓冲组件(此缓冲组件为柔性推动装置)，从而使得消隙主轴在斜齿角度和缓冲组件提供的反向作用力的共同作用下发生反向转动以使消隙主轴上的消隙大齿轮与输入轴的输入主动轮咬合，解决齿轮、轴承等各种零件加工误差或磨损等引起的组合侧隙问题。
45.本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。此外，上面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。