[发明专利]一种齿轮齿条传动机构消隙装置以及齿轮齿条传动机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种机床设备，具体涉及一种齿轮齿条传动机构消隙装置以及含有该消隙装置的齿轮齿条传动机构。

背景技术

在数控机床伺服进给驱动中，常采用滚珠丝杠螺母传动机构，对于长距离伺服进给驱动，则选用齿轮齿条传动机构。齿轮齿条传动在机床的传动装置中应用非常广泛，其主要作用有：改变运动方向、减速、增大扭矩等等。

然而，齿轮齿条啮合存在一定的间隙，在反向运动时还会存在反向间隙，这就会影响传动精度。为了保证数控机床进给系统的传动精度和工作平稳性，必须尽可能消除齿轮齿条之间的传动间隙。但齿轮齿条及相应的固定基座在实际加工和装配过程中存在一定的误差，直接装夹并不能使齿轮齿条的啮合达到所需的程度。并且，齿轮齿条在工作过程中也存在一定的磨损，导致齿轮齿条啮合间隙发生变化。

目前双伺服电机齿轮消隙驱动方式控制技术已经成熟，但是，这种消隙方式需要配置两套伺服电机及其驱动器，控制比较复杂，成本高。还有在齿轮齿条传动机构中加入弹簧机构来实现齿轮齿条间隙的自动调整，但其稳定性和可靠性较低。

如申请号为200920353428.9的中国专利文献公开了一种齿条传动侧隙调节装置，与齿轮配套使用。该装置包括齿条与支架，齿条安装在支架上并与齿轮啮合，支架的一侧水平凸伸出台阶，该台阶具有相互垂直的安装面和支承面，安装面呈水平状，安装面上开设有螺孔，齿条上开设有与螺孔一一对应的调节孔，一弹性元件的一端固定在支承面上，另一端与齿条抵触，一调节螺钉的一端与螺孔啮合，另一端穿设于调节孔中并在调节孔中可水平地滑动，齿轮与齿条啮合时调节孔沿调节螺钉滑动。利用弹性元件的弹性来实现调节孔相对调节螺钉具有可调距离,使齿轮与齿条啮合时相互之间的作用力能达到动态平衡，自动调节齿轮齿条中心距，使齿条紧贴齿轮啮合，达到调节侧隙的目的。

该装置的不足之处在于，结构太过复杂，加工制造、装配调节难度太大；并且，该装置是通过移动齿条来消除齿轮齿条之间的间隙的，而在多数传动系统中，齿条的长度（占用空间）以及强度均较大，应用起来非常困难。

发明内容

本发明提供了一种齿轮齿条传动机构消隙装置，该装置结构紧凑，调整简单，传动平稳。

一种齿轮齿条传动机构消隙装置，包括安装座以及与安装座转动配合且装有齿轮的基座，所述安装座上设有导向杆，该导向杆上滑动配合有用于牵引安装座使齿轮贴紧齿条的滑移件，所述导向杆上还设有用于带动滑移件的驱动机构。

作为优选，安装座与基座之间通过回转销轴转动配合。当驱动机构带动滑移件沿着导向杆滑动时，滑移件即牵引着基座绕回转销轴向安装座方向运动，齿轮就随基座向齿条运动，齿轮与齿条接触并施加一定的载荷至齿条上，从而消除齿轮齿条之间存在的间隙。并且，滑移件和基座均以回转销轴为支点，但与基座相比，滑移件的力矩较大，因此驱动机构只需向滑移件施加较小的力，就能驱使基座运动，节省人力物力。

本发明是通过驱使齿轮向齿条移动以消除两者之间的间隙的，因多数齿轮齿条传动系统中齿轮的体积或占有空间均比齿条相对较小，因此移动齿轮所耗费的人力物力均较少。

本发明中，所述滑移件与基座固定连接且带有与导向杆间隙配合的导向孔。滑移件可以是板状或杆状，导向杆穿过该导向孔，所述驱动机构即位于滑移件远离安装座的一侧。导向杆与导向孔之间的间隙决定了滑移件在导向杆上的移动距离。

驱动机构的形式多样，本发明中，所述导向杆带有外螺纹，所述驱动机构为与导向杆螺纹配合的螺母。通过简单地旋入或旋出螺母即可驱使滑移件移动，从而调整齿轮齿条的间隙。

所述螺母与滑移件之间设有弹性缓冲件。如此通过旋入螺母施加的压力不会直接、瞬间传递到滑移件上，而是通过弹性缓冲件缓慢传递，既避免对高强度的滑移件造成任何损坏，也可保证在调节间隙时齿轮齿条仍能平稳运行。

作为优选，所述弹性弹性缓冲件为套设在导向杆上的碟形弹簧，碟形弹簧的两端分别与滑移件和螺母相作用。施加在螺母上的旋紧力先转变为碟形弹簧的张紧力，然后再施加到滑移件上，更加温和平稳。通过控制碟形弹簧的压缩变形量可以调节其张紧力，从而精细调节齿轮施加到齿条上的载荷。

作为优选，所述导向杆与碟形弹簧之间设有衬套。衬套有利于消除碟形弹簧受压缩时碟形弹簧与导向杆之间产生的磨损，减少导向杆与碟形弹簧之间的摩擦，延长装置使用寿命。