CN116989120A - 齿轮 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种齿轮，属于机械设备技术领域。所述齿轮包括齿轮轴、齿圈和柔性件；齿轮轴具有环形结构，齿轮轴的外侧壁上具有第一限位结构；齿圈具有环形结构，齿圈套设于齿轮轴的外侧，齿圈的内侧壁上具有第二限位结构，第二限位结构与第一限位结构间隙配合，当齿轮轴转动时，齿轮轴可以通过第一限位结构和第二限位结构带动齿圈转动，齿圈的外侧壁上具有第一轮齿；柔性件具有环形结构，柔性件位于齿轮轴和齿圈之间，柔性件的内侧壁与齿轮轴的外侧壁相连，柔性件的外侧壁与齿圈的内侧壁相连。采用本公开，减小了传动过程中的敲击噪声，减小了齿轮啮合传动过程中的冲击力，进而提升了齿轮的整体性能。

Description

齿轮

技术领域

本公开涉及机械设备技术领域，具体涉及一种齿轮。

背景技术

在设计齿轮时，为了保证齿面间形成正常的润滑油膜，并防止由于齿轮工作温度升高引起齿轮受热膨胀变形从而将齿轮卡住，一对啮合的齿轮之间会设置有齿侧间隙。

但齿轮在啮合传动的过程中，由于齿面之间相互摩擦磨损，导致齿轮之间的间隙逐渐增大，进而会导致齿轮啮合传动过程中产生较大的敲击噪声，齿轮之间接触产生的冲击力也会增大，从而降低了齿轮的整体性能。

发明内容

本公开实施例提供了一种齿轮，可以解决相关技术中存在的技术问题，所述齿轮的技术方案如下：

本公开实施例提供了一种齿轮，所述齿轮包括齿轮轴、齿圈和柔性件；

所述齿轮轴具有环形结构，所述齿轮轴的外侧壁上具有第一限位结构；

所述齿圈具有环形结构，所述齿圈套设于所述齿轮轴的外侧，所述齿圈的内侧壁上具有第二限位结构，所述第二限位结构与所述第一限位结构间隙配合，当所述齿轮轴转动时，所述齿轮轴可以通过所述第一限位结构和所述第二限位结构带动所述齿圈转动，所述齿圈的外侧壁上具有第一轮齿；

所述柔性件具有环形结构，所述柔性件位于所述齿轮轴和所述齿圈之间，所述柔性件的内侧壁与所述齿轮轴的外侧壁相连，所述柔性件的外侧壁与所述齿圈的内侧壁相连。

在一种可能的实现方式中，所述第一限位结构包括外花键，所述第二限位结构包括内花键，所述内花键和所述外花键间隙啮合。

在一种可能的实现方式中，所述第一限位结构包括第一限位凹槽，所述第二限位结构包括第一限位凸起，所述第一限位凸起位于所述第一限位凹槽内。

在一种可能的实现方式中，所述齿轮还包括径向限位件，所述齿圈的内侧壁上还具有第二限位凹槽，所述齿轮轴的外侧壁上还具有第二限位凸起；

所述径向限位件的一部分位于所述第二限位凹槽内，所述径向限位件的另一部分突出于所述第二限位凹槽，所述第二限位凸起位于所述径向限位件的另一部分和所述第二限位结构之间，且所述第二限位凸起的沿着所述齿轮轴的轴线方向的两端分别与所述径向限位件的另一部分、所述第二限位结构接触。

在一种可能的实现方式中，所述径向限位件为具有缺口的环形片，所述第二限位凹槽为环形凹槽，所述第二限位凸起为环形凸起，所述径向限位件的内径小于所述第二限位凹槽的槽口直径，且小于所述第二限位凸起的外径。

在一种可能的实现方式中，所述柔性件位于所述径向限位件的远离所述第二限位凸起的一侧。

在一种可能的实现方式中，所述柔性件的沿着所述齿轮轴的轴线方向的两端的端面上均具有环形凹槽。

在一种可能的实现方式中，在所述齿轮轴的轴线方向上，所述齿轮轴的两端均突出于所述齿圈的两端。

在一种可能的实现方式中，所述柔性件的材质为酚醛树脂、尼龙、改性橡胶和丙烯酸酯橡胶中的任意一种。

在一种可能的实现方式中，所述齿轮轴的内侧壁上具有第二轮齿。

本公开的实施例提供的技术方案至少包括以下有益效果：

本公开实施例提供了一种齿轮，当齿轮轴受到来自动力源的力矩时，由于第一限位结构和第二限位结构是间隙配合，因此，齿轮轴发生转动后会先将力矩传递给柔性件，通过柔性件传递至齿圈，以使齿圈转动从而带动与齿圈啮合传动的其他齿轮转动，随着力矩逐渐增大，柔性件发生形变，使得第一限位结构与第二限位结构之间的间隙消除，齿轮轴与齿圈之间的柔性传动转变为了第一限位结构与第二限位结构之间的硬性机械传动。而在上述过程中，消除第一限位结构和第二限位结构之间的间隙的力矩、以及消除齿圈与其他齿轮之间间隙的力矩均是逐渐变大的，从而减小了传动过程中的敲击噪声，减小了齿轮啮合传动过程中的冲击力，进而提升了齿轮的整体性能。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，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。

图1是本公开实施例示出的一种齿轮的结构示意图；

图2是本公开实施例示出的一种齿轮的剖面结构示意图。

图例说明

1、齿轮轴；

11、第一限位结构；

12、第二限位凸起；

13、第二轮齿；

2、齿圈；

21、第二限位结构；

22、第一轮齿；

23、第二限位凹槽；

3、柔性件；

4、径向限位件。

具体实施方式

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。

本公开实施例提供了一种齿轮，如图1所示，该齿轮包括齿轮轴1、齿圈2和柔性件3。

齿轮轴1具有环形结构。齿轮轴1的内壁侧可以与动力源的输出端相连，例如，可以与电机的输出轴相连，电机的输出轴带动齿轮轴1转动，或者，其内侧壁也可以与其他齿轮啮合，其他齿轮转动从而带动齿轮轴1转动，等等，本公开实施例对此不作具体限定。

齿圈2具有环形结构。齿圈2套设于齿轮轴1的外侧，且齿圈2的内侧壁与齿轮轴1的外侧壁相连，这样，齿轮轴1转动可以带动齿圈2转动。

齿圈2的外侧壁上具有第一轮齿22，其中，第一轮齿22可以是直齿，也可以是斜齿，本公开实施例对此不作限定。第一轮齿22用于与其他齿轮进行啮合传动。

在本公开实施例中，齿轮轴1的外侧壁上具有第一限位结构11，齿圈2的内侧壁上具有第二限位结构21，第二限位结构21与第一限位结构11间隙配合。

当齿轮轴1转动时，齿轮轴1能够通过第一限位结构11和第二限位结构21带动齿圈2转动。具体的，当齿轮轴1转动至第一限位结构11与第二限位结构21之间的间隙消除后，齿轮轴1可以通过第一限位结构11与第二限位结构21之前的配合，带动齿圈2转动。

同样的，当齿圈2转动时，可以通过第一限位结构11和第二限位结构21，带动齿轮轴1转动。具体的，当齿圈2转动至第一限位结构11与第二限位结构21之间的间隙消除后，齿圈2可以通过第一限位结构11与第二限位结构21之前的配合，带动齿轮轴1转动。

柔性件3具有环形结构，该柔性件3位于齿轮轴1和齿圈2之间，柔性件3的内侧壁与齿轮轴1的外侧壁相连，柔性件3的外侧壁与齿圈2的内侧壁相连。

这样，当齿轮轴1受到来自动力源的力矩时，由于第一限位结构11和第二限位结构21是间隙配合，因此，齿轮轴1不会先通过第一限位结构11和第二限位结构21将力矩传递给齿圈2，而是会先将力矩传递给柔性件3，通过柔性件3将力矩柔性传动至齿圈2，以使齿圈2转动从而带动与齿圈2啮合传动的其他齿轮转动，随着力矩逐渐增大，柔性件3发生形变，使得第一限位结构11与第二限位结构21之间的间隙消除，齿轮轴1与齿圈2之间的柔性传动转变为了第一限位结构11与第二限位结构21之间的硬性机械传动。

而在上述过程中，消除第一限位结构11和第二限位结构21之间的间隙的力矩、以及消除齿圈2与其他齿轮之间间隙的力矩均是逐渐变大的，从而减小了传动过程中的敲击噪声，减小了齿轮啮合传动过程中的冲击力，进而提升了齿轮的整体性能。

当动力源断开后，齿轮轴1不再因动力源而转动，但与齿圈2的第一轮齿23啮合的其他齿轮会由于负载的惯性从而继续转动，齿圈2由于失去齿轮轴1的力矩从而被其他齿轮带动转动。在此过程中，其他齿轮传递给齿圈1的力，不会直接通过第一限位结构11和第二限位结构21机械传递给齿轮轴1，而是会先通过柔性件3向齿轮轴1进行柔性传递，从而消除齿轮轴1与齿圈2之间的间隙，也消除齿圈2与其他齿轮啮合传动时齿面之间的间隙，并且消除间隙的作用力是渐变的，进而减小了传动过程中的敲击噪声，减小了齿轮啮合传动过程中的冲击力，进而提升了齿轮的整体性能。若此时力矩过大或转动惯量过大，则在大的力矩作用下，柔性件3先是会形变量增大，后在柔性件2形变极限前，齿圈2与齿轮轴1之间的间隙消除，柔性传递变为机械传递，使得齿圈2可以带动齿轮轴1转动。随着其他齿轮的负载逐渐消失，力矩降低，柔性件3的形变承载着最后的传动，缓解了动力源断开后整个过程中的震动，减小了传动过程中的敲击噪声，减小了齿轮啮合传动过程中的冲击力，进而提升了齿轮的整体性能。

在一种可能的实现方式中，柔性件3的沿着齿轮轴1的轴线方向的两端的端面上均设置有环形凹槽，这样，更便于柔性件3形变从而将力矩进行柔性传递。

进一步的，柔性件3两端的环形凹槽可以与柔性件3同轴设置。

在一种可能的实现方式中，柔性件3的材质可以为酚醛树脂、尼龙、改性橡胶和丙烯酸酯橡胶中的任意一种。当然，柔性件3也可以是其他任意合理性的材质，本公开实施例对此不作限定。

在一种可能的实现方式中，在齿轮轴1的轴线方向上，齿轮轴1的两端突出于齿圈2的两端，这样，相对于齿圈2的轴向长度来说，增大了齿轮轴1的轴向长度，从而提高了齿轮轴1与其他齿轮或者动力源的输出端连接时的稳定性。

在一种可能的实现方式中，齿轮轴1的内侧壁上具有第二轮齿13，便于齿轮轴1与其他齿轮或者动力源的输出端之间连接。

在一种可能的实现方式中，第一限位结构11和第二限位结构21之间的间隙配合可以有多种结构，以下以其中的两种为例进行介绍：

第一种第一限位结构11与第二限位结构21之间的间隙配合结构

如图1所示，第一限位结构11包括外花键，第二限位结构21包括内花键，内花键与外花键之间间隙啮合。

这样，当齿轮轴1转动至消除了内花键与外花键之间的间隙后，外花键可以带动内花键转动，即齿轮轴1可以通过内花键与外花键，来带动齿圈2转动；当齿圈2转动至消除了内花键与外花键之间的间隙后，内花键可以带动外花键转动，即齿圈2可以通过内花键与外花键，来带动齿轮轴1转动。

第二种第一限位结构11与第二限位结构21之间的间隙配合结构

第一限位结构11包括第一限位凹槽，第二限位结构包括第一限位凸起，第一限位凸起位于第一限位凹槽内，且第一限位凸起与第一限位凹槽之间间隙配合(图中未显示第一限位凹槽和第一限位凸起)。

这样，当齿轮轴1转动至消除了第一限位凸起与第一限位凹槽之间的间隙后，第一限位凹槽的内侧壁可以带动第一限位凸起转动，即齿轮轴1可以通过第一限位凸起与第一限位凹槽，来带动齿圈2转动；当齿圈2转动至消除了内第一限位凸起与第一限位凹槽之间的间隙后，第一限位凸起可以带动第一限位凹槽的内侧壁转动，即齿圈2可以通过第一限位凸起与第一限位凹槽，来带动齿轮轴1转动。

在本公开实施例中，第一限位结构11与第二限位结构21之间的间隙配合结构并不仅限于上述两种，还可以是任意合理性的间隙配合结构，本公开实施例对此不作限定。

在本公开实施例中，齿轮还可以包括径向限位件4，齿圈2的内侧壁上还具有第二限位凹槽23，齿轮轴1的外侧壁上还具有第二限位凸起12。

如图1和图2所示，径向限位件4的一部分位于第二限位凹槽23内，径向限位件4的另一部分突出于第二限位凹槽23，齿轮轴1的第二限位凸起12位于径向限位件4的另一部分与第二限位结构21之间，且第二限位凸起12的沿着齿轮轴1的轴线方向上的两端分别与径向限位件4的另一部分、第二限位结构21接触。

通过上述结构，径向限位件4的突出于第二限位凹槽23的另一部分与第二限位结构21，对位于两者之间的第二限位凸起12进行了轴向位置的固定，从而对齿轮轴1与齿圈2在轴向方向上的相对位置进行了固定。

在一种可能的实现方式中，如图1和图2所示，径向限位件3可以为具有缺口的环形片，即不是完整的环形结构，其中间一部分断开，从而使得环形片在一定程度上具有弹性，能够缩小环形片的外径，便于环形片的安装。

第二限位凹槽23可以为环形凹槽，第二限位凸起12可以为环形凸起，径向限位件4的内径小于第二限位凹槽23的槽口直径，且小于第二限位凸起12的外径。

通过上述结构，由于径向限位件4的内径小于第二限位凹槽23的槽口直径，因此，在将环形片安装在第二限位凹槽23内后，环形片的靠近内侧壁的一部分(即上述的径向限位件4的另一部分)会突出于第二限位凹槽23，环形片的靠近内侧壁的一部分与第二限位结构21，会对位于两者之间的第二限位凸起12进行轴向限位。

在本公开实施例中，径向限位件4、第二限位凹槽23和第二限位凸起12的具体结构还可以是其他任意合理性的结构，例如，径向限位件4可以为矩形片，第二限位凹槽23为矩形凹槽，第二限位凸起12可以仍为环形凸起，矩形片的一端位于矩形凹槽内，矩形片的另一端突出于矩形凹槽，矩形片的突出于矩形凹槽的部分与第二限位结构21，会对位于两者之间的第二限位凸起12进行轴向限位。本公开实施例对于径向限位件4、第二限位凹槽23和第二限位凸起12的具体结构不作具体限定。

在一种可能的实现方式中，柔性件可以位于径向限位件4的远离第二限位凸起12的一侧。

这样，在组装齿轮时，如图1和图2所示，可以先将齿轮轴1安装在齿圈2内，使得第一限位结构11和第二限位结构21配合连接，并使得齿轮轴1上的第二限位凸起12的一个端面与第二限位结构21的端面接触，然后，可以将径向限位件4从第二限位凸起12的远离第二限位结构21的一侧，安装入齿圈2的第二限位凹槽23内，此时，径向限位件4的突出于第二限位凹槽23的一部分与第二限位结构，将位于两者之间的第二限位凸起12进行了轴向限位，即对齿轮轴1与齿圈2之间的轴向相对位置进行了固定。然后，可以将柔性件3由径向限位件4的远离第二限位凸起12的一侧，安装入齿圈2与齿轮轴1之间，从而完成了齿轮的组装。

本公开的实施例提供的技术方案至少包括以下有益效果：

当齿轮轴1受到来自动力源的力矩时，由于第一限位结构11和第二限位结构21是间隙配合，因此，齿轮轴1不会先通过第一限位结构11和第二限位结构21将力矩传递给齿圈2，而是会先将力矩传递给柔性件3，通过柔性件3将力矩柔性传动至齿圈2，以使齿圈2转动从而带动与齿圈2啮合传动的其他齿轮转动，随着力矩逐渐增大，柔性件3发生形变，使得第一限位结构11与第二限位结构21之间的间隙消除，齿轮轴1与齿圈2之间的柔性传动转变为了第一限位结构11与第二限位结构21之间的硬性机械传动。

而在上述过程中，消除第一限位结构11和第二限位结构21之间的间隙的力矩、以及消除齿圈2与其他齿轮之间间隙的力矩均是逐渐变大的，从而减小了传动过程中的敲击噪声，减小了齿轮啮合传动过程中的冲击力，进而提升了齿轮的整体性能。

当动力源断开后，齿轮轴1不再因动力源而转动，但与齿圈2的第一轮齿23啮合的其他齿轮会由于负载的惯性从而继续转动，齿圈2由于失去齿轮轴1的力矩从而被其他齿轮带动转动。在此过程中，其他齿轮传递给齿圈1的力，不会直接通过第一限位结构11和第二限位结构21机械传递给齿轮轴1，而是会先通过柔性件3向齿轮轴1进行柔性传递，从而消除齿轮轴1与齿圈2之间的间隙，也消除齿圈2与其他齿轮啮合传动时齿面之间的间隙，并且消除间隙的作用力是渐变的，进而减小了传动过程中的敲击噪声，减小了齿轮啮合传动过程中的冲击力，进而提升了齿轮的整体性能。若此时力矩过大或转动惯量过大，则在大的力矩作用下，柔性件3先是会形变量增大，后在柔性件2形变极限前，齿圈2与齿轮轴1之间的间隙消除，柔性传递变为机械传递，使得齿圈2可以带动齿轮轴1转动。随着其他齿轮的负载逐渐消失，力矩降低，柔性件3的形变承载着最后的传动，缓解了动力源断开后整个过程中的震动，减小了传动过程中的敲击噪声，减小了齿轮啮合传动过程中的冲击力，进而提升了齿轮的整体性能。

本文中使用的术语仅出于描述特定实施例的目的并且不意图限制本公开。如本文中使用的，单数形式“一个”、“一”和“该”意图也包括复数形式，除非上下文清楚地另有指示。将进一步理解的是，术语“包括”和/或“包含”当在本说明书中使用时指定所述特征、整体、、元件和/或部件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整体、元件、部件和/或其群组的存在或添加一个或多个其他特征、整体、元件、部件和/或其群组。如本文中使用的，术语“和/或”包括相关联的列出项目中的一个或多个的任意和全部组合。在本说明书中，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

除非另有定义，本文中使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本公开所属领域的普通技术人员所通常理解的相同含义。将进一步理解的是，诸如那些在通常使用的字典中定义的之类的术语应当被解释为具有与其在相关领域和/或本说明书上下文中的含义相一致的含义，并且将不在理想化或过于正式的意义上进行解释，除非本文中明确地如此定义。

以上所述仅为本申请的可选实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种齿轮，其特征在于，齿轮包括齿轮轴(1)、齿圈(2)和柔性件(3)；

所述齿轮轴(1)具有环形结构，所述齿轮轴(1)的外侧壁上具有第一限位结构(11)；

所述齿圈(2)具有环形结构，所述齿圈(2)套设于所述齿轮轴(1)的外侧，所述齿圈(2)的内侧壁上具有第二限位结构(21)，所述第二限位结构(21)与所述第一限位结构(11)间隙配合，当所述齿轮轴(1)转动时，所述齿轮轴(1)能够通过所述第一限位结构(11)和所述第二限位结构(21)带动所述齿圈(2)转动，所述齿圈(2)的外侧壁上具有第一轮齿(22)；

所述柔性件(3)具有环形结构，所述柔性件(3)位于所述齿轮轴(1)和所述齿圈(2)之间，所述柔性件(3)的内侧壁与所述齿轮轴(1)的外侧壁相连，所述柔性件(3)的外侧壁与所述齿圈(2)的内侧壁相连。

2.根据权利要求1所述的齿轮，其特征在于，所述第一限位结构(11)包括外花键，所述第二限位结构(21)包括内花键，所述内花键和所述外花键间隙啮合。

3.根据权利要求1所述的齿轮，其特征在于，所述第一限位结构(11)包括第一限位凹槽，所述第二限位结构包括第一限位凸起，所述第一限位凸起位于所述第一限位凹槽内。

4.根据权利要求1所述的齿轮，其特征在于，所述齿轮还包括径向限位件(4)，所述齿圈(2)的内侧壁上还具有第二限位凹槽(23)，所述齿轮轴(1)的外侧壁上还具有第二限位凸起(12)；

所述径向限位件(4)的一部分位于所述第二限位凹槽(23)内，所述径向限位件(4)的另一部分突出于所述第二限位凹槽(23)，所述第二限位凸起(12)位于所述径向限位件(4)的另一部分和所述第二限位结构(21)之间，且所述第二限位凸起(12)的沿着所述齿轮轴(1)的轴线方向的两端分别与所述径向限位件(4)的另一部分、所述第二限位结构(21)接触。

5.根据权利要求4所述的齿轮，其特征在于，所述径向限位件(4)为具有缺口的环形片，所述第二限位凹槽(23)为环形凹槽，所述第二限位凸起(12)为环形凸起，所述径向限位件(4)的内径小于所述第二限位凹槽(23)的槽口直径，且小于所述第二限位凸起(12)的外径。

6.根据权利要求5所述的齿轮，其特征在于，所述柔性件(3)位于所述径向限位件(4)的远离所述第二限位凸起(12)的一侧。

7.根据权利要求1所述的齿轮，其特征在于，所述柔性件(3)的沿着所述齿轮轴(1)的轴线方向的两端的端面上均具有环形凹槽。

8.根据权利要求1所述的齿轮，其特征在于，在所述齿轮轴(1)的轴线方向上，所述齿轮轴(1)的两端均突出于所述齿圈(2)的两端。

9.根据权利要求1所述的齿轮，其特征在于，所述柔性件(3)的材质为酚醛树脂、尼龙、改性橡胶和丙烯酸酯橡胶中的任意一种。

10.根据权利要求1所述的齿轮，其特征在于，所述齿轮轴(1)的内侧壁上具有第二轮齿(13)。