一种高效啮合蜗轮制造技术

本发明专利技术涉及一种高效啮合蜗轮，包括蜗轮本体和蜗齿，其通过在相邻周线上的第一蜗齿和第二蜗齿的几何中心和/或重心的连线与蜗轮的轴线在空间上具有间隔角的设置方式使一定范围的夹角成为调控传动运动的缓冲带。上述设置能够在蜗齿与蜗杆彼此啮合时实现平稳运动。

【技术实现步骤摘要】
一种高效啮合蜗轮本专利技术是申请号为201910520215.9，申请日为2019年06月14日，申请类型为专利技术，申请名称为一种蜗轮的分案申请。
本专利技术涉及机械传动
，尤其涉及一种蜗轮。
技术介绍
蜗轮蜗杆传动用于两轴交错、传动比大、传递功率不太大或间歇工作的场合，由于具有传动平稳、噪音小、冲击载荷小，且具有自锁性等优点，作为机械传动中的一种重要传动方式在国防、冶金、造船、建筑、化工等行业得到广泛的应用。然而，普通蜗杆传动普遍具有以下显著缺点：普通蜗杆传动在传动过程中容易发生磨损，其原因在于传动副在共轭齿面处相对运动速度总大于蜗杆圆周速度或蜗轮圆周速度，因此在任何位置接触点的相对速度都不会为零且始终处于滑动摩擦状态，即啮合齿轮间有较大的相对滑动速度，从而会导致齿面的磨损、发热和能量的消耗，这就使得普通蜗杆传动的摩擦损耗功率大，传动效率低，齿面磨损快，精度寿命低。为了能够有效地解决上述技术问题，公开号为CN109578520A的中国专利公开的一种滚动摩擦蜗轮蜗杆。其包括蜗杆、蜗轮芯、蜗轮齿柱和向心推力轴承。滚动摩擦蜗轮蜗杆的形式把传动标准蜗轮的齿去掉，取而代之的是在去掉蜗轮齿之后的新型的蜗轮芯上面安装蜗轮齿柱；蜗杆可以采用传统的圆柱蜗杆，或者采用环面蜗杆以增加重合度，提高承载力。蜗轮齿柱和蜗杆齿面是线接触，蜗轮齿柱通过向心力推力轴承安装在蜗轮芯上面的沉孔，环形阵列分布，蜗杆传动通过滚动摩擦推动蜗轮齿柱转动，蜗轮齿柱通过向心推力轴承带动蜗轮芯转动，实现了滚动摩擦的蜗轮蜗杆传动。>公开号为CN109578521A的中国专利公开的新型滚动摩擦蜗轮蜗杆。包括蜗轮芯，端盖，蜗轮齿柱，向心推力轴承，蜗杆，螺栓，螺母；其形式为在对应于传统标准蜗轮的一个整体形状为圆柱环形的蜗轮芯上面安装环形阵列分布的蜗轮齿柱，以代替传统标准蜗轮；蜗轮齿柱和蜗杆齿面是线接触，环形阵列分布的所有的蜗轮齿柱的回转中心线通过对应传统标准蜗轮分度圆及其圆心并且和蜗杆的轴线共面；蜗杆转动通过滚动摩擦依次推动蜗轮齿柱，蜗轮芯、端盖转动，实现了一种加工制造相对简单容易的新型滚动摩擦的蜗轮蜗杆传动装置。例如，公开号为CN102338195B的中国专利公开的一种滚珠蜗轮蜗杆传动副，蜗轮的传动啮合面上等距分布深沟滚珠轨道，深沟滚珠轨道连接滚珠循环通道，滚珠能够在深沟滚珠轨道和滚珠循环通道中循环滚动；蜗杆外圆啮合面上有螺旋滚珠轨道，蜗轮蜗杆通过滚珠啮合传动。本专利技术将传统蜗轮蜗杆之间的齿牙滑动摩擦变成滚珠的滚动摩擦，滚珠蜗杆转动时，滚珠蜗轮上只有啮合部分的滚珠及其所在循环通道中的滚珠参与循环，因此传动过程中磨损大大减小，传动效率得以很大提高。本专利技术除了具备传统蜗轮蜗杆优点之外，还具有磨损小、寿命长、效率高、能耗低的优势。采用弧面滚珠蜗杆时，有多行滚珠同时啮合，可用于承载力大的重型设备。此外，蜗杆传动为了在啮合齿廓之间形成润滑油膜，避免因轮齿摩檫发热膨胀而卡死，其共轭齿的两个非工作齿廓之间必须留有间隙，此间隙称为齿侧间隙，简称侧隙。为保证蜗杆副正常的啮合和传动此侧隙通常用以储藏润滑油并用来补偿传动所产生的热变性、弹性变形、制造和安装误差等。但是，在需要正反转的传动中，齿侧间隙的存在会产生齿间冲击，同时影响齿轮传动的平稳性。上述蜗轮蜗杆传动的技术问题难以满足现代工业中高精度、高效率和低能耗的传动要求，例如工业机器人、数控机床、印刷设备、自动火炮和雷达等系统中的传动装置，这些传动装置都部件要求高效率，还要求高精度和高寿命。结合目前的发展需求地可知，公开号为CN109578520A的专利能够降低蜗轮齿与蜗道之间的磨损，但是仍然无法解决蜗轮齿与蜗道之间在传动中出现的平稳性不好的技术问题。因此，该专利提供的传动装置由于平稳性不佳会导致其产生传动误差，仍然不满足当前的发展需求，例如在应用于有回程要求的传动结构中，尤其是在需要频繁正反转的蜗杆传动伺服驱动系统中，啮合间隙的存在将会引起较大的累积误差，严重影响整个系统的传动精度、位置精度和动态响应特性。此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于专利技术人做出本专利技术时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本专利技术不具备这些现有技术的特征，相反本专利技术已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在
技术介绍
中增加相关现有技术之权利。
技术实现思路
为了能够使得传动装置能够适应于当前发展的新需求，本专利技术旨在进一步地提高蜗轮蜗杆的传动平稳性以及降低蜗轮和蜗杆之间的冲击载荷，提高蜗轮蜗杆的疲劳寿命。针对现有技术之不足，本专利技术提供了一种蜗轮，包括蜗轮本体和蜗齿，所述蜗齿能够在其自转的情况下与蜗杆上的蜗道彼此接合，在所述蜗轮本体转动和/或所述蜗杆转动之时，分别分布在至少两条于所述蜗轮本体轴向上彼此错开且相互平行的周线上的至少两个相邻蜗齿在所述蜗齿自转的情况下，同时与所述蜗道至少在局部形成线接触，并且位于相邻周线上的所述蜗齿在所述蜗轮本体的周向上是位置固定地两两相互错开的，从而在接合的蜗道内能够与所述蜗道形成彼此相邻的间隔的滚动摩擦副。优选地，本专利技术还公开了一种蜗轮，包括蜗轮本体和蜗齿，间隔的响铃的所述蜗齿能够在其自转的情况下与蜗杆上的蜗道彼此接合，所述蜗齿按照能够绕其自身轴线转动的方式周向排列于所述蜗轮本体，从而在所述蜗轮的蜗齿与所述蜗杆的蜗道以滚动摩擦的方式彼此啮合的情况下，所述蜗轮与所述蜗杆能够基于蜗齿和蜗道的线接触实现传动。根据一种优选的实施方式，所述至少两个相邻的蜗齿的间隔内能够在所述至少两个相邻的蜗齿彼此以相向转动的的方式与所述蜗道形成间隔的滚动摩擦副情况下形成油膜。根据一种优选的实施方式，在所述蜗杆转动的情况下，基于所述蜗齿与所述蜗道的部分线接触，所述蜗齿受到来自于所述蜗道施加的径向力和切向力，所述蜗齿呈滚子形状，以使得在所述切向力驱动所述蜗齿自转以实现蜗齿与蜗道滚动摩擦的情况下，所述径向力能够以使得所述蜗齿绕所述蜗轮本体的轴线公转的方式驱动所述蜗轮本体转动。根据一种优选的实施方式，所述蜗轮至少包括第一蜗齿和第二蜗齿，其中，所述第一蜗齿设置于所述蜗轮的第一周线上，所述第二蜗齿设置于所述蜗轮的第二周线上，彼此相邻的所述第一蜗齿和所述第二蜗齿能够按照使得在所述蜗轮正转或者反转的情况下分别与所述蜗道的两蜗道侧面部分线接触的方式设置于所述蜗轮，以使得所述蜗轮能够基于所述第一蜗齿、所述第二蜗齿分别与所述蜗道形成的间隔式滚动摩擦副和所述蜗杆实现无侧隙的回程传动。根据一种优选的实施方式，所述蜗轮至少包括第一蜗齿和第二蜗齿，其中，所述第一蜗齿设置于所述蜗轮的第一周线，所述第二蜗齿设置于所述蜗轮的第二周线，彼此相邻的第一蜗齿和第二蜗齿按照分别能够与所述蜗道的同一蜗道侧面部分线接触的且能够先后依次进入所述蜗道的方式设置于所述蜗轮，以使得所述蜗轮能够基于所述第一蜗齿、所述第二蜗齿分别与所述蜗道形成的间隔式滚动摩擦副和所述蜗杆实现无侧隙的单程传动。根据一种优选的实施方式，在相邻周线上的的第一蜗齿和第二蜗齿的几何中心和/或重心的连线与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高效啮合蜗轮，包括蜗轮本体(1b)和蜗齿(1a)，其特征在于，相邻周线上的第一蜗齿(1a-1)和第二蜗齿(1a-2)的几何中心和/或重心的连线与蜗轮(1)的轴线在空间上具有间隔角α，以使得所述相邻周线之间距离(c)按照能够使得第一蜗齿(1a-1)和第二蜗齿(1a-2)分别与所述蜗道(2a)的同一蜗道侧面部分线接触的且能够先后依次进入所述蜗道(2a)的方式设置，或所述相邻周线之间距离(c)按照能够使得第一蜗齿(1a-1)与所述蜗道(2a)的第一蜗道侧面(2a-1)线接触且第二蜗齿(1a-2)与所述蜗道(2a)的第二蜗道侧面(2a-2)线接触的方式设置；/n距离c与α满足以下关系来确定相邻两个蜗齿(1a)之间的间隔：/nc/cosα≥(r

【技术特征摘要】
1.一种高效啮合蜗轮，包括蜗轮本体(1b)和蜗齿(1a)，其特征在于，相邻周线上的第一蜗齿(1a-1)和第二蜗齿(1a-2)的几何中心和/或重心的连线与蜗轮(1)的轴线在空间上具有间隔角α，以使得所述相邻周线之间距离(c)按照能够使得第一蜗齿(1a-1)和第二蜗齿(1a-2)分别与所述蜗道(2a)的同一蜗道侧面部分线接触的且能够先后依次进入所述蜗道(2a)的方式设置，或所述相邻周线之间距离(c)按照能够使得第一蜗齿(1a-1)与所述蜗道(2a)的第一蜗道侧面(2a-1)线接触且第二蜗齿(1a-2)与所述蜗道(2a)的第二蜗道侧面(2a-2)线接触的方式设置；
距离c与α满足以下关系来确定相邻两个蜗齿(1a)之间的间隔：
c/cosα≥(r1+r2)
式中，r1和r2分别为两个蜗齿的半径。


2.根据权利要求1所述的蜗轮，其特征在于，不同周线上的相邻的至少两个蜗齿(1a)的几何中心和/或重心的连线与蜗轮的轴线在空间上呈间隔角α。


3.根据权利要求1或2所述的蜗轮，其特征在于，当α趋向于0的情况下，此时，能够使得两个蜗齿承载能力均匀，提高蜗轮的承载能力，当α趋向于或等于45°的情况下，能够实现蜗轮与蜗杆之间的自锁。


4.根据权利要求3所述的蜗轮，其特征在于，在α处于0～45°范围时，所述蜗轮(1)与所述蜗杆(2)传动使不同周线上的相邻的至少两个蜗齿(1a)能够与蜗道(2a)的同一侧彼此部分线接触。


5.根据权利要求4所述的蜗轮，其特征在于，在蜗杆(2)转动的情况下，基于蜗齿(1a)与蜗道(2a)的部分线接触，蜗齿(1a)受到来自于蜗道(2a)施加的径向力Fr和切向力Ft。


6.根据权利要求5所述的蜗轮，其特征在于，所述在相邻的至少两个所述蜗齿(1a)均与所述蜗道(2a)的同一侧接触的情况下，相邻的至少两个蜗齿(1a)径向力Fr能够按照使得蜗齿(1a)与蜗道(2a)的线接触比例按照先增加后稳定再减小的方式变化，在蜗道(2a)...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓星桥，
申请(专利权)人：成都中良川工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51