CN104179945A - 消隙弹簧双片齿轮及其安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种消隙弹簧双片齿轮安装方法，该方法包含：第一齿轮和第二齿轮上分别预制销钉孔，第一齿轮和第二齿轮的销钉孔分别位于以其中心为圆心的相同直径的圆周上；第一齿轮、第二齿轮和消隙弹簧套设在齿轮轴上，消隙弹簧安装在第一齿轮、第二齿轮之间，组成消隙弹簧双片齿轮；第一齿轮与第二齿轮以齿轮轴为中心相对转动后销钉孔重合，并在销钉孔中装入销钉；消隙弹簧双片齿轮装入传动链；消隙弹簧双片齿轮与销钉分离。本发明通过齿轮上销钉孔与销钉配合，精确控制活动齿轮的状态，保证齿轮廓始终重合，便于消隙弹簧双片齿轮装配到传动链中；设计有用于分离销钉的工装，便于消隙弹簧双片齿轮装与销钉的分离。

Description

消隙弹簧双片齿轮及其安装方法

技术领域

本发明涉及减速箱齿轮传动链装配领域，具体涉及一种位标器装配时消隙弹簧双片齿轮及其安装方法。

背景技术

位标器作为具有偏航、俯仰两个自由度的精密伺服机构，通过齿轮传动链减速箱将电机的输出力矩传递到负载，实现机构的运动。

如图1所示，为典型伺服机构齿轮传动链减速箱的结构示意图，该减速箱包含：电机101，套设在电机101输出轴上的一级传动齿轮102，与一级传动齿轮102啮合的二级传动齿轮103，与二级传动齿轮103啮合的三级传动齿轮104，与二级传动齿轮103传动连接的电位器105，及其与上述齿轮中的一个或若干个传动连接的测速电机106。

由于制造误差和装配误差的存在，消隙弹簧双片齿轮是传动链中必不可少的零部件，其用于消除齿轮传动过程侧隙、减小传动回差，从而提高伺服系统的稳定裕度、跟踪精度和过渡过程品质。

如图2所示，为消隙弹簧双片齿轮的结构分别图，消隙弹簧双片齿轮由第一齿轮201、第二齿轮202，及夹设在第一齿轮201、第二齿轮202之间的消隙弹簧203组成，再作为一个部件整体装配到减速箱中，这是一项要求高、难度大、费时费力的工作。

如图3所示，现在的装配方式分为三步：第一步、将第一齿轮201、第二齿轮202和消隙弹簧203装在轴204上，第一齿轮201与轴204通过过盈公差配合和冲点206固定，作为固定齿轮；第二齿轮202套设在轴204上，可以在轴204上自由转动，作为活动齿轮。第二步、用专用工装205转动第二齿轮202，使消隙弹簧203产生变形，具有足够的预紧力，第一齿轮201和第二齿轮202的齿轮廓重合，不能有错齿。第三步、保持工装205和齿轮的状态，将第一齿轮201和第二齿轮202同时装入传动链。整个装配过程中，最大的困难是保持第一齿轮201和第二齿轮202的齿轮廓重合的状态，从转动第二齿轮202迫使消隙弹簧203产生变形开始，到装配结束，需要保持同一种状态，由于消隙弹簧203的反作用力的影响，很容易出现工205与第二齿轮202脱离或第二齿轮202相对第一齿轮201转动，导致第一、第二齿轮的齿轮廓不重合的情况，导致装配失败。

现有装配方式最大的不足是：活动齿轮的状态不易控制。整个装配过程中，从转动第二齿轮202迫使消隙弹簧203产生变形开始，到装配结束，必须始终保持第一齿轮201、第二齿轮202的齿轮廓重合的状态，工装205和齿轮的相对位置不能有变动，由于消隙弹簧203反作用力的影响，很容易出现工装205与第二齿轮202脱离或第二齿轮202相对第一齿轮201转动导致齿轮廓不重合的情况，导致装配失败，对经验的不丰富的操作人员而言，可能需要多次装配，费时费力。

发明内容

本发明提供一种消隙弹簧双片齿轮及其安装方法，可以精确控制活动齿轮的状态，保证齿轮廓始终重合，便于装配到传动链中。

为实现上述目的，本发明提供一种消隙弹簧双片齿轮安装方法，其特点是，该方法包含：

第一齿轮和第二齿轮上分别预制销钉孔，第一齿轮和第二齿轮的销钉孔分别位于以其中心为圆心的相同直径的圆周上；

第一齿轮、第二齿轮和消隙弹簧套设在齿轮轴上，消隙弹簧安装在第一齿轮、第二齿轮之间，组成消隙弹簧双片齿轮；

第一齿轮与第二齿轮以齿轮轴为中心相对转动后销钉孔重合，并在销钉孔中装入销钉；

消隙弹簧双片齿轮装入传动链；

消隙弹簧双片齿轮与销钉分离。

上述第一齿轮套设在齿轮轴上并与齿轮轴通过过盈公差配合和冲点固定，作为固定齿轮。

上述第二齿轮套设在齿轮轴上且可以齿轮轴为中心自由转动，作为活动齿轮。

上述第一齿轮与第二齿轮以齿轮轴为中心相对转动后使销钉孔重合时，第一齿轮与第二齿轮的齿轮廓也相互重合。

上述消隙弹簧的两端固定在第一齿轮与第二齿轮上，当第一齿轮与第二齿轮以齿轮轴为中心相对转动时，消隙弹簧产生形变。

上述第一齿轮和第二齿轮上销钉孔与销钉间为间隙配合，销钉孔的直径大于销钉的直径。

上述消隙弹簧双片齿轮与销钉的分离通过一分离工装进行操作。

上述分离工装呈镊子结构，其分叉的两端中，一端设有直径大于销钉直径的圆形孔，另一端设有直径小于销钉孔直径的圆柱体，当分离工装分叉的两端靠近时，所述圆柱体端部对应朝向圆形孔靠近。

上述消隙弹簧双片齿轮与销钉的分离方法包含：

分离工装设有圆形孔一端的内侧平面紧贴齿轮侧面，圆形孔与销钉孔的一侧对应设置；

分离工装另一端的圆柱体由销钉孔的另一侧伸入销钉孔中；

圆柱体将销钉由销钉孔内顶出，并穿过圆形孔，完成分离。

一种上述消隙弹簧双片齿轮安装方法所制备的消隙弹簧双片齿轮，其特点是，其包含：齿轮轴和套设在齿轮轴上第一齿轮、第二齿轮和消隙弹簧；

第一齿轮与齿轮轴通过过盈公差配合和冲点固定；第二齿轮在齿轮轴上可自由转动；

消隙弹簧夹设在第一齿轮与第二齿轮之间，并且两端分别固定于第一齿轮和第二齿轮；

第一齿轮、第二齿轮上分别设有销钉孔，该销钉孔分别位于以第一齿轮、第二齿轮中心为圆心的相同直径的圆周上。

本发明消隙弹簧双片齿轮及其安装方法和现有技术的安装技术相比，其优点在于，本发明通过齿轮上销钉孔与销钉配合，精确控制活动齿轮的状态，保证齿轮廓始终重合，便于消隙弹簧双片齿轮装配到传动链中；

本发明设计有用于分离销钉的工装，便于消隙弹簧双片齿轮装与销钉的分离，便于装备工艺的进行。

附图说明

图1为伺服机构齿轮传动链减速箱的结构示意图；

图2为消隙弹簧双片齿轮的结构分解图；

图3为消隙弹簧双片齿轮的装配示意图；

图4为本发明消隙弹簧双片齿轮安装方法的流程图；

图5为本发明中销钉定位齿轮工序的示意图；

图6为本发明分离工装的结构示意图；

图7为本发明中消隙弹簧双片齿轮与销钉分离工序的示意图。

具体实施方式

以下结合附图，进一步说明本发明的具体实施例。

如图4所示，本发明公开了一种消隙弹簧双片齿轮的安装方法，该方法包含以下步骤：

步骤1、第一齿轮和第二齿轮上分别预制销钉孔，第一齿轮和第二齿轮的销钉孔分别位于以其中心为圆心的相同直径的圆周上。该销钉孔的制备要求在于，当第一齿轮和第二齿轮处于某一个齿轮廓重合的状态下，第一齿轮和第二齿轮上的该销钉孔也相应重合。

本实施例中，第一齿轮和第二齿轮分别在以其中心为圆心直径为15厘米的圆周上设置直径相等都为3.2的通孔作为销钉孔。

步骤2、如图5所示，第一齿轮501、第二齿轮502和消隙弹簧503套设在齿轮轴504上，消隙弹簧503安装在第一齿轮501、第二齿轮502之间，组成消隙弹簧双片齿轮。

第一齿轮501与齿轮轴504通过过盈公差配合和冲点固定，作为固定齿轮。第二齿轮502可以齿轮轴504为中心自由转动，作为活动齿轮。

消隙弹簧503的两端固定在第一齿轮501与第二齿轮502相对的内侧壁上。第一齿轮501与第二齿轮502相对的侧壁上对应消隙弹簧503的两端分别设有固定销，消隙弹簧503的两端设有固定孔，并分别套设在第一齿轮501与第二齿轮502的固定销上。

步骤3、如图5所示，第一齿轮501与第二齿轮502以齿轮轴504为中心相对转动，使第一齿轮501与第二齿轮502的销钉孔重合。

由于消隙弹簧503的两端固定在第一齿轮501与第二齿轮502上，当第一齿轮501与第二齿轮502以齿轮轴504为中心相对转动时，消隙弹簧503随之产生形变，并产生相反于第一齿轮501与第二齿轮502相对转动方向的作用力。

步骤4、当第一齿轮501与第二齿轮502的销钉孔重合，并且此时第一齿轮501与第二齿轮502的齿轮廓也重合时，在重合的销钉孔中穿入一根销钉505，贯穿第一齿轮501与第二齿轮502的销钉孔，使第一齿轮501与第二齿轮502的相对位置保持固定。此时消隙弹簧503应具有足够的预紧力。

本实施例中，第一齿轮501和第二齿轮502上销钉孔与销钉505间为间隙配合，销钉孔的直径大于销钉505的直径。

步骤5、将第一齿轮501与第二齿轮502相对保持固定的消隙弹簧双片齿轮装入传动链。该传动链可以是位标器的齿轮传动链减速箱中齿轮传动链。

步骤6、通过分离工装对消隙弹簧双片齿轮与销钉进行分离操作。

如图6所示，本发明设计了一种用于销钉与消隙弹簧双片齿轮分离的分离工装6，该分离工装6呈镊子结构，包含有两根连接条：第一连接条601和第二连接条602。第一连接条601与第二连接条602的一端连接，另一端分叉。第一连接条601分叉的一端设有直径大于销钉直径的圆形孔603；第二连接条602分叉的一端设有直径小于销钉孔直径的圆柱体604。由于通常情况下传动链结构紧凑，空间狭小，分离工装6的尺寸必须小巧。

分离工装6可以通过对第一连接条601和第二连接条602施加朝向内侧的压力，从而使第一连接条601和第二连接条602相互靠近，此时圆柱体604的端部对应朝向圆形孔603靠近。若圆形孔603的直径大于圆柱体604的直径，可以实现当第一连接条601和第二连接条602靠近到一定程度，圆柱体604可伸入圆形孔603中。

如图7并结合图6所示，消隙弹簧双片齿轮与销钉的分离方法具体包含：

步骤6.1、分离工装6设有圆形孔603的第一连接条601的内侧平面紧贴第二齿轮502的外侧面（圆形孔603也可以紧贴第一齿轮501的外侧面），圆形孔603与销钉孔处于第二齿轮502的一侧对应设置。

步骤6.2、分离工装6的第二连接条602的圆柱体604由销钉孔的另一侧，即销钉孔处于第一齿轮501的一侧，伸入销钉孔中。

若圆形孔603贴第一齿轮501的外侧面，圆柱体604则由销钉孔处于第二齿轮502的一端伸入。

步骤6.3、圆柱体604将销钉505由销钉孔内顶出，并穿过圆形孔601，完成销钉505与消隙弹簧双片齿轮的分离。

销钉与消隙弹簧双片齿轮的分离后，即完成了消隙弹簧双片齿轮的安装流程。

本发明还公开了一种由上述消隙弹簧双片齿轮安装方法所制备的消隙弹簧双片齿轮，其包含：齿轮轴和套设在齿轮轴上第一齿轮、第二齿轮和消隙弹簧。其中第一齿轮与齿轮轴通过过盈公差配合和冲点固定，第二齿轮在齿轮轴上可自由转动。消隙弹簧夹设在第一齿轮与第二齿轮之间，并且两端分别固定于第一齿轮和第二齿轮。

第一齿轮、第二齿轮上分别设有销钉孔，该销钉孔分别位于以第一齿轮、第二齿轮中心为圆心的相同直径的圆周上。当第一齿轮和第二齿轮处于某一个齿轮廓重合的状态下，第一齿轮和第二齿轮上的该销钉孔也相互重合。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种消隙弹簧双片齿轮安装方法，其特征在于，该方法包含：

第一齿轮和第二齿轮上分别预制销钉孔，第一齿轮和第二齿轮的销钉孔分别位于以其中心为圆心的相同直径的圆周上；

第一齿轮、第二齿轮和消隙弹簧套设在齿轮轴上，消隙弹簧安装在第一齿轮、第二齿轮之间，组成消隙弹簧双片齿轮；

第一齿轮与第二齿轮以齿轮轴为中心相对转动后销钉孔重合，并在销钉孔中装入销钉；

消隙弹簧双片齿轮装入传动链；

消隙弹簧双片齿轮与销钉分离。

2.如权利要求1所述的消隙弹簧双片齿轮安装方法，其特征在于，所述第一齿轮套设在齿轮轴上并与齿轮轴通过过盈公差配合和冲点固定，作为固定齿轮。

3.如权利要求1或2所述的消隙弹簧双片齿轮安装方法，其特征在于，所述第二齿轮套设在齿轮轴上且可以齿轮轴为中心自由转动，作为活动齿轮。

4.如权利要求1所述的消隙弹簧双片齿轮安装方法，其特征在于，所述第一齿轮与第二齿轮以齿轮轴为中心相对转动后使销钉孔重合时，第一齿轮与第二齿轮的齿轮廓也相互重合。

5.如权利要求1或4所述的消隙弹簧双片齿轮安装方法，其特征在于，所述消隙弹簧的两端固定在第一齿轮与第二齿轮上，当第一齿轮与第二齿轮以齿轮轴为中心相对转动时，消隙弹簧产生形变。

6.如权利要求1所述的消隙弹簧双片齿轮安装方法，其特征在于，所述第一齿轮和第二齿轮上销钉孔与销钉间为间隙配合，销钉孔的直径大于销钉的直径。

7.如权利要求1所述的消隙弹簧双片齿轮安装方法，其特征在于，所述消隙弹簧双片齿轮与销钉的分离通过一分离工装进行操作。

8.如权利要求7所述的消隙弹簧双片齿轮安装方法，其特征在于，所述分离工装呈镊子结构，其分叉的两端中，一端设有直径大于销钉直径的圆形孔，另一端设有直径小于销钉孔直径的圆柱体，当分离工装分叉的两端靠近时，所述圆柱体端部对应朝向圆形孔靠近。

9.如权利要求8所述的消隙弹簧双片齿轮安装方法，其特征在于，所述消隙弹簧双片齿轮与销钉的分离方法包含：

分离工装设有圆形孔一端的内侧平面紧贴齿轮侧面，圆形孔与销钉孔的一侧对应设置；

分离工装另一端的圆柱体由销钉孔的另一侧伸入销钉孔中；

圆柱体将销钉由销钉孔内顶出，并穿过圆形孔，完成分离。

10.一种如权利要求1至9中任意一项权利要求所述消隙弹簧双片齿轮安装方法所制备的消隙弹簧双片齿轮，其特征在于，其包含：齿轮轴和套设在齿轮轴上第一齿轮、第二齿轮和消隙弹簧；

第一齿轮与齿轮轴通过过盈公差配合和冲点固定；第二齿轮在齿轮轴上可自由转动；

消隙弹簧夹设在第一齿轮与第二齿轮之间，并且两端分别固定于第一齿轮和第二齿轮；

第一齿轮、第二齿轮上分别设有销钉孔，该销钉孔分别位于以第一齿轮、第二齿轮中心为圆心的相同直径的圆周上。