一种高强度精密组合复合齿轮的制作方法

1.本发明属于齿轮技术领域，具体涉及一种高强度精密组合复合齿轮。


背景技术：

2.齿轮是轮状的边缘上有齿牙能连续啮合并依靠齿牙的啮合来传递运动和动力的机械元件，齿轮转动从而带动与之啮合的其它齿状机械部件转动，可实现改变转速与扭矩等功能，齿轮的传动效率高，广泛应用到工业生产中，对工业产品的质量具有重要作用。
3.现有的齿轮，一般通过电机驱动，电机在实际运转过程中，电机在突然断电的情况下或电机在过载等因素下会出现反转的现象，当齿轮出现反转的现象后，转动轴也会相应的反转，从而造成齿轮逆向转动，若工作人员不能够及时的发现并阻止齿轮逆转，逆转将会造成齿轮中重要部件损坏，影响齿轮的使用寿命，甚至导致齿轮损毁不能够正常的运行，对正在生产中的产品质量产生不利的后果，造成重大的经济损失，且齿轮逆转还会产生不可预估的安全事故，存在极大的安全隐患。


技术实现要素：

4.本发明旨在克服现有技术的缺陷，提供一种高强度精密组合复合齿轮。
5.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种齿轮，包括转动部和固定部，所述转动部包括转轴、与转轴固定连接的转动轮单元以及与所述转动轮单元固定连接的限位单元，所述转动轮单元的圆周面处具有多个呈圆环形等间距分布的齿牙，所述限位单元包括多个呈环形等间距分布的楔形块；所述固定部包括固定圆环、位于固定圆环和转动轮单元之间的活动圆环以及固定安装于固定圆环处且用于驱动所述活动圆环平移的驱动气缸，所述活动圆环处安装有多个能够抵接所述楔形块从而限制所述限位单元转动的限位插块。
6.进一步地，所述限位单元包括圆环形基板，所述多个楔形块固定于所述圆环形基板处，所述转动轮单元面对限位单元的端面具有圆环形容纳槽，所述圆环形基板安装于所述圆环形容纳槽处，且所述圆环形基板与所述转动轮单元通过螺栓螺母固定连接。
7.从而圆环形基板可拆卸连接，方便对其进行更换，进而降低维护成本。
8.进一步地，所述圆环形基板的外径和圆环形容纳槽的外径相等，所述圆环形基板的内径和圆环形容纳槽的内径相等，所述圆环形容纳槽处具有多个限位凹槽，所述圆环形基板处具有多个与所述限位凹槽配合的限位凸起。
9.从而限位凸起能够对圆环形基板起到很好的定位作用，防止在圆环形容纳槽内产生位移，影响使用效果。
10.进一步地，所述转动轮单元和圆环形基板处均具有多个沉孔；
11.从而螺栓陷在沉孔里不凸出来，避免螺栓影响使用效果且更加美观。
12.进一步地，所述楔形块包括第一表面和第二表面，所述第一表面和第二表面的夹角在5-20度之间，所述第二表面与所述圆环形基板垂直。
13.进一步地，所述楔形块的数量大于等于10个。
14.进一步地，所述固定单元还包括圆环形的安装板，所述安装板和所述固定圆环之间通过多个连接板连接，所述固定圆环处具有多个导孔，所述活动圆环处固定连接有多个与所述导孔配合的导柱；所述楔形块处具有与所述限位插块配合的限位插槽；所述活动圆环处具有多个呈环形等间距分布的安装位，所述安装位的数量等于所述楔形块的数量，其中连续的3个安装位没有所述限位插块，其余的安装位均安装有所述限位插块，所述连续的3个安装位中其中一个固定连接有插板，另外两个安装位为两个连续的安装位，所述插板处安装有感应单元，所述感应单元包括被所述插板插入的活动套、与所述活动套通过弹性复位铰接部件铰接的转动板以及安装于所述转动板处的检测头，所述活动套具有被所述插板插入的插孔，所述插孔的端部和所述插板的端部之间通过第一弹簧连接，所述转动板的端部具有安装盲孔，所述安装盲孔的端部安装有压力传感器，所述检测头包括压板、通过第二弹簧与压板连接的限位圆板部以及与限位圆板部固定连接的压杆；
15.在活动圆环平移时导柱起到导向的作用，从而平移更加稳定，通过感应单元对其运转状态进行监测，从而可监测到复合齿轮是否发生逆转，当监测到发生逆转时利用限位插块使得复合齿轮停止运转。
16.进一步地，所述复合齿轮能够处于监测状态和防逆转状态，所述监测状态中，所述驱动气缸处于最短状态，所有的限位插块均不接触楔形块，且随着转动轮单元的转动，所述转动板能够抵接所有的楔形块；所述防逆转状态中，所述驱动气缸处于最长状态，所有的限位插块均插入限位插槽中，所述转动板与其中一个楔形块抵接使得所述压杆的端部不接触任何楔形块。
17.进一步地，还包括控制器，所述压力传感器和所述驱动气缸均与所述控制器连接，所述控制器进行控制，当压力传感器的测量值大于等于设定阈值时，控制器控制复合齿轮从监测状态切换为防逆转状态；
18.通过控制器控制复合齿轮切换状态，从而能够有效的防止逆转，减少损失，避免安全事故的发生。
19.进一步地，所述插板的两侧具有条形限位块，所述活动套的两侧均具有与所述插孔连通的限位矩形孔，两个条形限位块和两个限位矩形孔一一对应，每个条形限位块位于一个所述限位矩形孔内。
20.进一步地，所述安装盲孔的敞口端固定有限位圆环部，所述限位圆板部位于所述安装盲孔内。
21.进一步地，所述压杆的端部呈半球形。
22.进一步地，所述转动板处具有两个安装盲孔，每个安装盲孔处均安装有一个检测头。
23.进一步地，所述转动轮单元处的沉孔数量等于所述圆环形基板处的沉孔数量。
24.进一步地，所述转动轮单元处的沉孔数量为6个，且呈圆环形等间距分布；所述圆环形基板处的沉孔数量为6个，且呈圆环形等间距分布；
25.从而圆环形基板与转动轮单元连接更加牢固且稳定。
26.进一步地，所述第一表面和第二表面之间具有弧形倒角；
27.弧形倒角可以减少转动板对楔形块的磨损，且转动板和楔形块移动更加顺畅。
28.进一步地，所述防逆转状态中，所述驱动气缸处于最长状态，所有的限位插块均插入限位插槽中，所述转动板与其中一个楔形块的弧形倒角抵接使得两个压杆的端部均不接触任何楔形块。
29.进一步地，所述第一弹簧有两个；
30.从而插板的伸缩性能好。
31.进一步地，所述限位插槽位于第二表面的一端敞口。
32.进一步地，所述驱动气缸的端部与所述安装板固定连接。
33.进一步地，多个连接板呈环形等间距分布；
34.从而安装板的结构更加稳定，且与固定圆环连接更加牢固。
35.进一步地，所述导柱的端部具有端部挡板。
36.在有些实施例中，每个所述安装位处均具有一个安装通孔，所述限位插块处具有螺纹孔，所述限位插块与所述安装通孔通过螺栓固定连接。
37.进一步地，所述检测头具有两个。
38.进一步地，所述控制器进行控制，当任一个的压力传感器的测量值大于等于设定阈值时，控制器控制复合齿轮从监测状态切换为防逆转状态。
39.进一步地，所述驱动气缸的数量大于等于2个。
40.进一步地，所述驱动气缸有两个。
41.进一步地，所述安装板处具有多个螺栓安装孔；
42.从而方便安装其它的机械部件。
43.有益效果：
44.1、本技术的齿轮，圆环形基板部件可以拆卸，当磨损较为严重时方便更换，从而可以降低维护成本。
45.2、设置有感应单元，复合齿轮转动时可以通过感应单元对其进行监测，当监测到复合齿轮发生逆转时，通过控制器控制驱动气缸驱动活动圆环平移，使得限位插块插入楔形块的限位插槽内，从而可以防止逆转。
46.3、利用限位插块的同时，可以将感应单元翘起来，感应单元不承担防逆转状态下的压力，从而避免损坏检测头，有利于其长期使用。
附图说明
47.图1为监测状态第一视角示意图；
48.图2为监测状态第二视角示意图；
49.图3为防逆转状态示意图；
50.图4为防逆转状态下，限位插块抵接限位插槽的端部的示意图；
51.图5为部件分离第一视角示意图；
52.图6为部件分离第二视角示意图；
53.附图标记说明：
54.1转轴；
55.2转动轮单元；2.1齿牙；2.2圆环形容纳槽；2.2.1限位凹槽；
56.3限位单元；3.1楔形块；3.1.1第一表面；3.1.2第二表面；3.1.3限位插槽；3.1.4弧
形倒角；3.2圆环形基板；3.2.1限位凸起；
57.4固定圆环；4.1连接板；4.2安装板；
58.5活动圆环；5.1限位插块；5.2导柱；5.2.1端部挡板；5.3插板；5.3.1条形限位块；
59.6驱动气缸；
60.7活动套；7.1第一弹簧；7.2限位矩形孔；
61.8转动板；8.1压力传感器；
62.9.1压板；9.2第二弹簧；9.3限位圆板部；9.4压杆。
具体实施方式
63.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
64.本发明提供了如图1-6所示的一种高强度精密组合复合齿轮，包括转动部和固定部，所述转动部包括转轴1、与转轴1固定连接的转动轮单元2以及与所述转动轮单元2固定连接的限位单元3，所述转动轮单元2的圆周面处具有多个呈圆环形等间距分布的齿牙2.1，所述限位单元3包括多个呈环形等间距分布的楔形块3.1；所述固定部包括固定圆环4、位于固定圆环4和转动轮单元2之间的活动圆环5以及固定安装于固定圆环4处且用于驱动所述活动圆环5平移的驱动气缸6，所述活动圆环5处安装有多个能够抵接所述楔形块3.1从而限制所述限位单元3转动的限位插块5.1。
65.所述限位单元3包括圆环形基板3.2，所述多个楔形块3.1固定于所述圆环形基板3.2处，所述转动轮单元2面对限位单元3的端面具有圆环形容纳槽2.2，所述圆环形基板3.2安装于所述圆环形容纳槽2.2处，且所述圆环形基板3.2与所述转动轮单元2通过螺栓螺母固定连接；所述圆环形基板3.2的外径和圆环形容纳槽2.2的外径相等，所述圆环形基板3.2的内径和圆环形容纳槽2.2的内径相等，所述圆环形容纳槽2.2处具有多个限位凹槽2.2.1，所述圆环形基板3.2处具有多个与所述限位凹槽2.2.1配合的限位凸起3.2.1；所述转动轮单元2和圆环形基板3.2处均具有多个沉孔；所述楔形块3.1包括第一表面3.1.1和第二表面3.1.2，所述第一表面3.1.1和第二表面3.1.2的夹角在5-20度之间，所述第二表面3.1.2与所述圆环形基板3.2垂直；所述楔形块3.1的数量大于等于10个；所述固定单元还包括圆环形的安装板4.2，所述安装板4.2和所述固定圆环4之间通过多个连接板4.1连接，所述固定圆环4处具有多个导孔，所述活动圆环5处固定连接有多个与所述导孔配合的导柱5.2；所述楔形块3.1处具有与所述限位插块5.1配合的限位插槽3.1.3；所述活动圆环5处具有多个呈环形等间距分布的安装位，所述安装位的数量等于所述楔形块3.1的数量，其中连续的3个安装位没有连接所述限位插块5.1，其余的安装位均安装有所述限位插块5.1，所述连续的3个安装位中其中一个固定连接有插板5.3，另外两个安装位为两个连续的安装位且为空位，所述插板5.3处安装有感应单元，所述感应单元包括被所述插板5.3插入的活动套7、与所述活动套7通过弹性复位铰接部件铰接的转动板8以及安装于所述转动板8处的检测头，所述活动套7具有被所述插板5.3插入的插孔，所述插孔的端部和所述插板5.3的端部之间通过第一弹簧7.1连接，所述转动板8的端部具有安装盲孔，所述安装盲孔的端部安装有压力传
感器8.1，所述检测头包括压板9.1、通过第二弹簧9.2与压板9.1连接的限位圆板部9.3以及与限位圆板部9.3固定连接的压杆9.4。
66.还包括控制器，所述压力传感器8.1和所述驱动气缸6均与所述控制器连接，所述复合齿轮能够处于监测状态和防逆转状态，所述监测状态中，所述驱动气缸6处于最短状态，所有的限位插块5.1均不接触楔形块3.1，且随着转动轮单元2的转动，所述转动板8能够抵接所有的楔形块3.1；所述防逆转状态中，所述驱动气缸6处于最长状态，所有的限位插块5.1均插入限位插槽3.1.3中，所述转动板8与其中一个楔形块3.1抵接使得所述压杆9.4的端部不接触任何楔形块3.1；所述控制器进行控制，当压力传感器8.1的测量值大于等于设定阈值时，控制器控制复合齿轮从监测状态切换为防逆转状态；所述插板5.3的两侧具有条形限位块5.3.1，所述活动套7的两侧均具有与所述插孔连通的限位矩形孔7.2，两个条形限位块5.3.1和两个限位矩形孔7.2一一对应，每个条形限位块5.3.1位于一个所述限位矩形孔7.2内；所述安装盲孔的敞口端固定有限位圆环部，所述限位圆板部9.3位于所述安装盲孔内；所述压杆9.4的端部呈半球形，所述转动板8处具有两个安装盲孔。
67.工作原理：本技术的齿轮，圆环形基板通过螺栓螺母固定连接在转动轮单元的圆环形容纳槽内，当复合齿轮使用了一段时间后，磨损较为严重时方便更换，从而可以降低维护成本，复合齿轮转动时通过感应单元可以对其进行监测，当任意一个压力传感器的测量值大于等于设定阈值时，可监测到复合齿轮发生逆转，通过控制器控制驱动气缸驱动活动圆环平移，使得限位所有的限位插块均插入限位插槽中，从而可以防止逆转，利用限位插块的同时，可以将感应单元翘起来，感应单元不承担防逆转状态下的压力，从而避免损坏检测头，有利于其长期使用。
68.具体的监测方法如下：利用控制器控制驱动气缸处于最短状态，使得所有的限位插块均不接触楔形块，此时复合齿轮转动时(在慢速转动的使用场景下，效果更好)，转动板由于弹性复位铰接部件的作用能够抵接所有的楔形块的第一表面，并且不影响齿轮的转动，当复合齿轮发生逆转时，由于楔形块逆转会给压杆一个压力，压力通过第二弹簧压到压板上，压力传感器感应到压板的压力后能够检测出压力值，因此当一个以上的压力传感器的测量值大于等于设定阈值时，可以监测到复合齿轮发生逆转。此时由于转动板和压杆的作用，齿轮的逆转是收到限制的。
69.当监测到复合齿轮发生逆转时，通过控制器控制复合齿轮从监测状态切换为防逆转状态，具体的，通过控制器控制驱动气缸驱动活动圆环向限位单元的方向平移，使得所有的限位插块插入楔形块的限位插槽内，直至驱动气缸为最长状态，此时转动板由于弹性铰接部件以及第一弹簧的作用，会翘起(第一、二弹簧、插套、插板的结构给转动板提供了足够的翘起的空间)并与其中一个楔形块的弧形倒角抵接，使得压杆的端部不接触任何楔形块，压杆不承担防逆转状态下楔形块的压力，从而保护压杆，避免检测头损坏，有利于其长期使用。
70.本技术的复合齿轮，通过对其进行监测，从而可以防止逆转，有效的保护齿轮以及与齿轮连接的机械部件，减少不利的后果，且能够延长齿轮的使用寿命。
71.尽管本发明就优选实施方式进行了示意和描述，但本领域的技术人员应当理解，只要不超出本发明的权利要求所限定的范围，可以对本发明进行各种变化和修改。

技术特征：
1.一种高强度精密组合复合齿轮，其特征在于，包括转动部和固定部，所述转动部包括转轴、与转轴固定连接的转动轮单元以及与所述转动轮单元固定连接的限位单元，所述转动轮单元的圆周面处具有多个呈圆环形等间距分布的齿牙，所述限位单元包括多个呈环形等间距分布的楔形块；所述固定部包括固定圆环、位于固定圆环和转动轮单元之间的活动圆环以及固定安装于固定圆环处且用于驱动所述活动圆环平移的驱动气缸，所述活动圆环处安装有多个能够抵接所述楔形块从而限制所述限位单元转动的限位插块。2.根据权利要求1所述的高强度精密组合复合齿轮，其特征在于，所述限位单元包括圆环形基板，所述多个楔形块固定于所述圆环形基板处，所述转动轮单元面对限位单元的端面具有圆环形容纳槽，所述圆环形基板安装于所述圆环形容纳槽处，且所述圆环形基板与所述转动轮单元通过螺栓螺母固定连接。3.根据权利要求2所述的高强度精密组合复合齿轮，其特征在于，所述圆环形基板的外径和圆环形容纳槽的外径相等，所述圆环形基板的内径和圆环形容纳槽的内径相等，所述圆环形容纳槽处具有多个限位凹槽，所述圆环形基板处具有多个与所述限位凹槽配合的限位凸起；所述转动轮单元和圆环形基板处均具有多个沉孔。4.根据权利要求2所述的高强度精密组合复合齿轮，其特征在于，所述楔形块包括第一表面和第二表面，所述第一表面和第二表面的夹角在5-20度之间，所述第二表面与所述圆环形基板垂直；所述楔形块的数量大于等于10个。5.根据权利要求2所述的高强度精密组合复合齿轮，其特征在于，所述固定单元还包括圆环形的安装板，所述安装板和所述固定圆环之间通过多个连接板连接，所述固定圆环处具有多个导孔，所述活动圆环处固定连接有多个与所述导孔配合的导柱；所述楔形块处具有与所述限位插块配合的限位插槽；所述活动圆环处具有多个呈环形等间距分布的安装位，所述安装位的数量等于所述楔形块的数量，其中连续的3个安装位没有连接所述限位插块，其余的安装位均安装有所述限位插块，所述连续的3个安装位中其中一个固定连接有插板，另外两个安装位为两个连续的安装位且为空位，所述插板处安装有感应单元，所述感应单元包括被所述插板插入的活动套、与所述活动套通过弹性复位铰接部件铰接的转动板以及安装于所述转动板处的检测头，所述活动套具有被所述插板插入的插孔，所述插孔的端部和所述插板的端部之间通过第一弹簧连接，所述转动板的端部具有安装盲孔，所述安装盲孔的端部安装有压力传感器，所述检测头包括压板、通过第二弹簧与压板连接的限位圆板部以及与限位圆板部固定连接的压杆。6.根据权利要求5所述的高强度精密组合复合齿轮，其特征在于，还包括控制器，所述压力传感器和所述驱动气缸均与所述控制器连接，所述复合齿轮能够处于监测状态和防逆转状态，所述监测状态中，所述驱动气缸处于最短状态，所有的限位插块均不接触楔形块，且随着转动轮单元的转动，所述转动板能够抵接所有的楔形块；所述防逆转状态中，所述驱动气缸处于最长状态，所有的限位插块均插入限位插槽中，所述转动板与其中一个楔形块抵接使得所述压杆的端部不接触任何楔形块；所述控制器进行控制，当压力传感器的测量值大于等于设定阈值时，控制器控制复合齿轮从监测状态切换为防逆转状态。7.根据权利要求5所述的高强度精密组合复合齿轮，其特征在于，所述插板的两侧具有条形限位块，所述活动套的两侧均具有与所述插孔连通的限位矩形孔，两个条形限位块和两个限位矩形孔一一对应，每个条形限位块位于一个所述限位矩形孔内。
8.根据权利要求5所述的高强度精密组合复合齿轮，其特征在于，所述安装盲孔的敞口端固定有限位圆环部，所述限位圆板部位于所述安装盲孔内；所述压杆的端部呈半球形，所述转动板处具有两个安装盲孔。

技术总结
本发明公开了一种高强度精密组合复合齿轮，包括转动部和固定部，转动部包括转轴、转动轮单元以及限位单元，转动轮单元的圆周面处具有多个呈圆环形等间距分布的齿牙，限位单元包括多个呈环形等间距分布的楔形块；固定部包括固定圆环、活动圆环以及驱动气缸，活动圆环处安装有多个能够抵接楔形块从而限制限位单元转动的限位插块。本申请的齿轮，圆环形基板部件可以拆卸，当磨损较为严重时方便更换，从而可以降低维护成本，设置有感应单元，复合齿轮转动时可以通过感应单元对其进行监测，当监测到复合齿轮发生逆转时，驱动限位插块插入限位插槽内，从而可以防止逆转，同时可以保护检测头。头。头。


技术研发人员：张毅 陆玉娟
受保护的技术使用者：高邮市精标齿轮制造有限公司
技术研发日：2023.05.30
技术公布日：2023/8/16