專利名稱：圓柱形蝸桿、蝸輪以及蝸輪副的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種圓柱形蝸桿、一種蝸輪以及一種由圓柱形蝸桿和蝸輪組成的蝸輪副。
已知的有兩種類型蝸輪副，例如一種蝸桿的外部形狀為圓柱形的蝸輪副(單包跡蝸輪副(single-enveloping worm gears))以及一種蝸桿的外部形狀為鼓形的蝸輪副(雙包跡蝸輪副(double-enveloping worm gears))，圓柱形蝸桿在設(shè)計、構(gòu)造和裝配的容易程度上比鼓形蝸桿更優(yōu)越，因此近來已經(jīng)廣泛使用了采用這種圓柱形蝸桿的圓柱形蝸輪副。
如放大的

圖14所示，在以往的蝸桿2的軸向S1斷面或齒垂直方向S2斷面中看，以往蝸桿2的齒形外形形成為“梯形”形狀，其傾斜表面6相對于齒節(jié)線(中心線)PL傾斜的角度為α。另一方面，蝸輪4是由用具有梯形齒形的蝸桿2作為蝸桿滾齒(基準齒形或基準齒條)切齒生成的。
但是，在軸向S1斷面或垂直方向S2斷面中，具有梯形齒形的蝸桿2和用蝸桿2作為滾齒(基準齒條)切齒生成的蝸輪4，如圖15所示，由于蝸桿2和蝸輪4的嚙合(在蝸輪的中心平面中)成為平面F1與凸面P1的接觸，所以這會產(chǎn)生出各種問題。
圖16在概念上說明了一種如在以往蝸桿2與蝸輪4嚙合時所觀察到的相對曲率。即，在由平面F1與凸面P1的接觸所致的嚙合的情況中，表面壓應(yīng)力變得太大，并且難以形成潤滑油膜。這就引發(fā)各種問題，例如過早磨損、發(fā)熱、工作效率降低或者噪音增大。
如圖15所示，由于蝸輪4相對于蝸桿2的曲率在嚙合的開始和結(jié)束時變得更小，所以這些問題在嚙合開始和結(jié)束時尤其顯著。
本發(fā)明是鑒于上述問題而作出的，本發(fā)明的目的在于提供一種蝸桿、與之嚙合的蝸輪以及由它們構(gòu)成的蝸輪副，其中對在蝸桿軸向或齒垂直斷面中、以前通常為“梯形”的齒形作出了改進，蝸桿和蝸輪之間的嚙合成為凹面和與凸面的接觸，以降低表面壓應(yīng)力并且使?jié)櫥湍と菀仔纬?，從而實現(xiàn)耐久性佳、抑制了發(fā)熱、提高了操作效率并且降低了噪音，并且本發(fā)明的另外目的還在于有效地防止在設(shè)計各部分中可能出現(xiàn)的蝸桿和蝸輪之間的干涉。
為了解決上述問題，本發(fā)明還提供一種具有圓柱形外形并且在軸向或齒垂直斷面中具有梯形齒形的圓柱形蝸桿，其中在梯形的斜邊的直線段中，至少位于齒節(jié)線的齒根側(cè)的一部分被由沿著齒節(jié)線沿存在齒的方向滾轉(zhuǎn)設(shè)置在該齒節(jié)線的齒根側(cè)的基圓所獲得的擺線而代替，從擺線的起點延伸到預(yù)定位置的部分被修正成直線，該直線相當(dāng)于在預(yù)定位置處的該擺線的切線，并且齒節(jié)線的齒頂側(cè)的部分與該直線在齒節(jié)線上的交點相連。
另外為了解決上述問題，本發(fā)明還提供一種具有圓柱形外形并且在軸向或齒垂直斷面中具有梯形齒形的圓柱形蝸桿，其中在梯形的斜邊的直線段中，位于齒節(jié)線的齒頂側(cè)的一部分被由沿著齒節(jié)線沿存在齒的方向滾轉(zhuǎn)設(shè)置在該齒節(jié)線的齒頂側(cè)的第一基圓所獲得的齒頂側(cè)擺線代替，并且從齒頂側(cè)擺線的起點延伸到第一預(yù)定位置的部分被修正成第一直線，該直線相當(dāng)于在第一預(yù)定位置處的該齒頂側(cè)擺線的切線；位于齒節(jié)線的齒根側(cè)的一部分被由沿著齒節(jié)線在沒有齒的方向滾轉(zhuǎn)設(shè)在齒節(jié)線的齒根側(cè)的第二基圓所獲得的齒根側(cè)擺線代替，并且從齒根側(cè)擺線的起點延伸到第二預(yù)定位置的部分被修正成平行于所述第一直線的第二直線，該第二直線相當(dāng)于在第二預(yù)定位置處的該齒根側(cè)擺線的切線，并且位于齒根側(cè)的部分和位于齒頂側(cè)的部分沿著齒節(jié)線相對隔開，從而第一和第二直線相連。
如上所述，不管它是應(yīng)用在齒節(jié)線的齒頂側(cè)部分或是應(yīng)用在其齒根側(cè)部分，本發(fā)明都可以得到相應(yīng)的優(yōu)點。當(dāng)然本發(fā)明可以應(yīng)用于兩側(cè)。
為了繼續(xù)改進本發(fā)明，在日本專利申請?zhí)?特愿平11-122857目前尚未公開和披露)中本申請人先前提出了一種具有圓柱形外形并且在軸向或齒垂直斷面中呈梯形齒形的圓柱形蝸桿，其中在梯形斜邊的直線段中，齒頂側(cè)或齒根側(cè)部分被擺線替代。
在這種結(jié)構(gòu)中，蝸桿和蝸輪之間的嚙合基本上由凹面和凸面之間的接觸所限定，具體地說是“類似于圓圈和使該圓圈滾動得最自然的擺線接觸那樣的接觸，”，這使得有可能在接觸面上對于兩側(cè)上的齒形而言保證盡可能大的相對曲率。因此降低了表面壓應(yīng)力并且有利于形成潤滑油膜，從而實現(xiàn)了更高的耐久性、抑制了發(fā)熱、改善了操作效率并且降低了噪音。
但是，如下所述，根據(jù)設(shè)計參數(shù)這個結(jié)構(gòu)已經(jīng)被證實有可能引起一些問題。
為了解決已經(jīng)為人所知的這些問題，通過對上述未公開的結(jié)構(gòu)作出進一步的改進來實現(xiàn)本發(fā)明，因此通過采用上述的擺線，從而可以實現(xiàn)更高的耐久性、抑制了發(fā)熱、改善了操作效率并且降低了噪音，另外可以成功地防止隨著蝸桿和蝸輪之間嚙合而出現(xiàn)的干涉，并且?guī)缀醪粫魅跎鲜鲂Ч?br> 要注意的是，在本發(fā)明應(yīng)用在由齒節(jié)線分開的齒頂側(cè)(頂側(cè))和齒根側(cè)的情況中，通過使它們的基圓的半徑相互不同，例如即使當(dāng)出現(xiàn)裝配誤差或加工誤差或動態(tài)位移的時候，也能使蝸桿和蝸輪之間嚙合更平滑。
在這里所述的結(jié)構(gòu)也可應(yīng)用在所謂的變位蝸桿上。
要注意的是，為了避免上述“干涉”的問題，在本發(fā)明中，“擺線”和“直線”以相切關(guān)系相連，這是考慮嚙合的平滑性和連續(xù)性作出的。因此，在擺線特征方面，在“預(yù)定位置”處的直線(切線)的傾角α和擺線的基圓繞著起點轉(zhuǎn)動的角度Th之間的相互關(guān)系保持為Th＝2·α(α的兩倍)。
換句話說，盡管本發(fā)明(先是按未公開的現(xiàn)有技術(shù))將齒節(jié)線(基準線)為界將其附近齒形由壓力角為“零(0)”的擺線所限定，但還要修正成使其壓力角為α的齒形。
根據(jù)由本發(fā)明人所進行的附加實驗確認，將該壓力角α即前述的“直線”與軸向平行表面形成的夾角設(shè)定為5-40度可獲得最佳的效果。
其原因如下，如果壓力角α太小，則不可能令人滿意地對隨著嚙合出現(xiàn)的干涉進行抑制，相反，如果壓力角α太大的話，雖然能夠更有效地解決與干涉相關(guān)的問題，但是限定齒形的直線部分相對于擺線部分變得太大，這就損害通過使用擺線得到的本發(fā)明的優(yōu)點。更優(yōu)選的是應(yīng)該將壓力角α設(shè)定為14-30度，最優(yōu)選設(shè)定為大約20度。
要注意的是，在將本發(fā)明應(yīng)用在齒頂側(cè)和齒根側(cè)兩者上并且設(shè)在齒頂側(cè)的基圓和設(shè)在齒根側(cè)的基圓相互半徑不同的情況中，在兩個側(cè)面上的直線必須相連。因此，沿著齒節(jié)線或基準線，齒頂側(cè)和齒根側(cè)部分每一個從起點開始的位移量(下述的dx1和dx2)是不相同的。
在某種意義上，可以把本發(fā)明認作為“具有圓柱形外形并且在軸向或齒垂直斷面中具有梯形齒形的圓柱形蝸桿，其中在梯形斜邊的直線段中，從齒節(jié)線(變位齒輪時為基準線)和齒形之間的交點延伸到位于齒頂(齒根)側(cè)上的預(yù)定位置的部分保持完整，并且從該預(yù)定位置延伸到齒頂(齒根)側(cè)上的部分被由沿著齒節(jié)線沿存在齒的方向滾轉(zhuǎn)設(shè)置在該齒節(jié)線的齒頂(齒根)側(cè)上的基圓所獲得的擺線代替，該擺線具有將在預(yù)定位置處斜邊的直線段作為切線的部分?！?。
這里應(yīng)該指出的是，在該情況中，擺線的起點與齒節(jié)線和齒形之間的交點不一致，而是從交點開始移動到齒節(jié)線上面的存在齒的側(cè)面處。
而且，在將本發(fā)明應(yīng)用在齒頂和齒根側(cè)兩者上的情況中，還可以將本發(fā)明認作為“具有圓柱形外形并且在軸向或齒垂直斷面中具有梯形齒形的圓柱形蝸桿，其中在梯形斜邊的直線段中，位于齒節(jié)線(變位齒輪時為基準線)的齒頂側(cè)的部分被由沿著齒節(jié)線沿存在齒的方向滾轉(zhuǎn)設(shè)置在該齒節(jié)線的齒頂側(cè)的第一基圓所獲得的擺線而代替，并且位于齒節(jié)線的齒根側(cè)的部分被由沿著齒節(jié)線在沒有齒的方向滾轉(zhuǎn)設(shè)置在該齒節(jié)線的齒根側(cè)的第二基圓所獲得的擺線代替，分別形成在齒頂和齒根側(cè)的擺線相互沿著齒節(jié)線隔開預(yù)定距離，并且位于齒節(jié)線周圍的擺線被修正成利用它們的公切線連接在一起而成的直線?！薄?br> 在這種情況中，公切線的傾角等于所施加的壓力角。要注意的是，任意上述結(jié)構(gòu)主要是可以怎樣不同地解釋本發(fā)明的實施例，并且另人信服地實施本發(fā)明，因此，它們可以被認作是在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
順便說一下，與這種具有由那些擺線和與之相連續(xù)的直線(切線)所限定齒形的蝸桿成對的蝸輪是通過用蝸桿自身作為蝸桿滾齒、即有基準齒形的基準齒條進行切齒獲得的。
在由如此結(jié)構(gòu)的蝸桿和蝸輪構(gòu)成的蝸輪傳動裝置中，至少在形成擺線的部分處，嚙合可以由“凹面和凸面之間的接觸”來限定，更具體地說是“類似于圓圈和使得圓圈能夠最理想地滾動的擺線的接觸那樣的接觸”。
因此，增加了在接觸面上的相對曲率。這有助于降低表面壓應(yīng)力并且使得容易形成潤滑油膜，從而實現(xiàn)更高的耐久性、抑制了發(fā)熱、改進了操作效率并且降低了噪音。
此外，在齒節(jié)線(或基準線)的附近中的部分還由滿足上述要求的直線替代。因此，如后面所述，嚙合的后面部分受到干涉的情況再沒有出現(xiàn)。
本發(fā)明應(yīng)用在齒頂和齒根側(cè)的兩者上的時候可提供最理想的效果。但是，如上所述，即使本發(fā)明只是應(yīng)用在一側(cè)上，也可以獲得顯著的優(yōu)點。當(dāng)本發(fā)明應(yīng)用在齒根側(cè)上時，更具體地說，與齒形簡單地形成為梯形的情況相比可以獲得更高的負載能力。
要注意的是，本發(fā)明可以應(yīng)用在軸向和齒垂直斷面雙方上，還有在該情況中，可獲得類似的效果。
首先，為了幫助理解本發(fā)明，將對作為本發(fā)明基礎(chǔ)的日本專利申請?zhí)?特愿平)11-122857(未公開的現(xiàn)有技術(shù))中所披露的技術(shù)內(nèi)容進行描述。
圖4為在日本專利申請?zhí)?1-122857中所披露的技術(shù)的視圖，說明了圓柱形蝸桿12的在軸向S1斷面(參見圖13)中所看到的部分齒形。
該齒形是如下實現(xiàn)的。在前述圖14所示的梯形齒形中，梯形斜邊6的直線段被由在齒節(jié)線PL上滾轉(zhuǎn)基圓R1和R2獲得的擺線SY1和SY2來替代。
此時，基圓R1存在于齒節(jié)線PL的齒頂側(cè)上(頂側(cè)圖面的上面部分)。當(dāng)基圓R1在齒節(jié)線PL上朝存在齒的方向滾轉(zhuǎn)時，基圓R1上的A1點描繪的運動軌跡成為例如基圓R1從起點O1只轉(zhuǎn)動角度Th1時到由點A2所指的位置。因此，公知的結(jié)果是形成了擺線SY1。
在該實施例中，在以往梯形齒的斜邊6的直線段中，從齒節(jié)線PL起的齒頂側(cè)(頂側(cè))的部分由通過在基圓R1上的點A1所畫出的擺線SY1代替。同樣，在以往梯形齒的斜邊6的直線段中，從齒節(jié)線PL起的齒根側(cè)的部分由通過位于齒節(jié)線PL的齒根側(cè)(圖面的下面部分)上的基圓R2沿著齒節(jié)線PL在沒有齒的方向中滾動時、該基圓R2上的點B1所畫出的運動軌跡(擺線)SY2代替。在該圖面中，點B2為基圓R2從起點O2(＝O1)只滾動角度Th2(＝Th1)時點B1所要移動到的位置。
在該實施例中，基圓R1(R2)的半徑設(shè)定為N·m(其中m表示模量，而N表示正常數(shù))。因此，第一實施方案的齒形相對于齒節(jié)線PL上的起點O3(＝O1＝O2)是點對稱的。
在設(shè)計階段中，可以根據(jù)模量m本身的數(shù)值和減速比將常數(shù)N設(shè)定成任意給定的數(shù)值。定形地講，模量m的數(shù)值越大，常數(shù)N就越大。
圖7顯示出一個實施例，其中基圓的半徑在齒頂側(cè)上與齒根側(cè)上是不同的。
在該情況中，齒根側(cè)上的基圓R4的半徑N2·m被設(shè)定成比齒頂側(cè)上的基圓R3的半徑N1·m要大(N1·m＜N2·m)。也就是說，N1＜N2。
圖8以放大的方式說明了由裝配誤差e導(dǎo)致的問題，該裝配誤差是在裝配圖4中所示的蝸桿12和蝸輪14時出現(xiàn)的。
在以齒節(jié)線PL為界的齒頂和齒根側(cè)的基圓R1和R2的半徑設(shè)定成同一值的情況中，如果裝配誤差(包括加工誤差或運轉(zhuǎn)上的動態(tài)位移的概念在內(nèi))e1變得超過所希望的限制的話，則齒根側(cè)(由箭頭D1所指)上的蝸桿12和蝸輪14之間會出現(xiàn)干涉。
在圖7所示的實施例中，齒根側(cè)的基圓R4的半徑N2·m被設(shè)定成比齒頂側(cè)的基圓R3的半徑N1·m還大。因此，如圖9中所示，即使裝配誤差e2超過所希望的限制，也能在相當(dāng)大的范圍內(nèi)防止在齒根側(cè)(由箭頭D2所指)上的蝸桿22和蝸輪24發(fā)生干涉。
但是，在本發(fā)明的蝸桿的實際生產(chǎn)過程期間，由本發(fā)明人進行的附加實驗和研究，揭露了以下事實，即，使在圖4或7中所示的完全設(shè)計的結(jié)構(gòu)中，單獨由擺線組成的齒形在齒節(jié)線附近的壓力角實際上為0，因此，根據(jù)設(shè)計參數(shù)如圖10或圖11所示，尤其是區(qū)域S1(S2)、即蝸桿12和蝸輪14之間嚙合的后面部分可能會受到干涉。
圖10為沿著圖13的直線X-X剖開的蝸輪14的剖視圖。蝸桿(未示出)開始從圖左側(cè)的箭頭W1側(cè)與蝸輪14嚙合而到箭頭W2側(cè)便與之脫開，從而沿著垂直于圖10的紙面的方向稍微移動蝸輪14。圖10以放大(夸張)的方式說明了在此時尤其在嚙合的后面部分中出現(xiàn)的干涉。圖11顯示出用未公開現(xiàn)有技術(shù)(其圍繞著齒節(jié)線的壓力角為0)的基準齒條切齒生成的、相當(dāng)于圖10的箭頭X1所指的斷面位置處的蝸輪齒形。
圖1顯示出本發(fā)明的齒形的一個實施方案，該方案已經(jīng)可以解決上述問題。圖2為放大視圖，顯示出齒形的齒頂側(cè)部分。
在該實施方案中，本發(fā)明適用于齒頂側(cè)和齒根側(cè)任一方上。具體地說，在圖14中所示的梯形斜邊的直線段6中，位于齒節(jié)線PL的齒頂側(cè)的部分由通過沿著齒節(jié)線沿存在齒的方向滾轉(zhuǎn)設(shè)在齒節(jié)線PL的齒頂側(cè)上的基圓R1(半徑為r1)而獲得的擺線SY1代替。而且，從擺線SY1起點O1延伸到預(yù)定位置Q1的部分被修正成第一直線L1，該直線相當(dāng)于在預(yù)定位置Q1處該擺線SY1的切線。要注意的是，預(yù)定位置Q1在圖2中由坐標(Xn+dx，Yn)表示。
同樣，將設(shè)定于齒節(jié)線PL的齒根側(cè)的基圓R2(半徑為r2，等于r1)由通過沿著齒節(jié)線PL在沒有齒方向滾轉(zhuǎn)而獲得的擺線SY2代替。而且從其起點O2延伸到預(yù)定位置Q2的部分擺線SY2被修正成平行于第一直線L1的第二直線L2，該第二直線L2相當(dāng)于在預(yù)定位置Q2處的該擺線SY2的切線。此外，齒頂側(cè)和齒根側(cè)部分沿著齒節(jié)線PL彼此以dx1(dx2)(總共2dx1)的間距隔開，從而齒頂側(cè)齒形和齒根側(cè)齒形在齒節(jié)線PL和直線L1之間的交點O3處相連，也就是說第一直線和第二直線L1和L2相連。
要注意的是，直線L1和L2分別相當(dāng)于在預(yù)定位置Q1和Q2處的切線。因此，在擺線特征方面，在相對于起點O1、O2的轉(zhuǎn)動的角度Th1(＝Th2)和直線L1、L2與軸向平行表面Y形成的角度α1(＝α2)之間，保持以下關(guān)系Th1＝Th2＝2·α1＝2·α2。不用說，角度α1(α2)正是位置(Q1-Q2-Q3)處的壓力角。
對于結(jié)構(gòu)的具體設(shè)計來說，通過以下關(guān)系式來得到將齒頂側(cè)部分與齒根側(cè)部分連接所要求的離開距離dx1(＝dx2)(r1-r1·cosTh1)·tanα1-Xn1 (1)Xn1＝r1·Th1-r1·sinTh1 (2)r1·Th1＝(Th1/2π)·2πr1(3)通過將螺紋切削用的錐形工具或齒形磨削用的砂輪預(yù)先形成為所要求形狀，根據(jù)公知的加工方法來獲得擺線SY1和SY2。
要注意的是，將蝸桿12的齒頂側(cè)(頂側(cè))部分12A切斷成與齒節(jié)線PL平行，并且使齒根側(cè)部分12B經(jīng)過足夠的圓化處理。
本發(fā)明的特征在于，基本上構(gòu)成其齒形的蝸桿部分由擺線和預(yù)定的直線限定。因此，對不影響嚙合的齒頂側(cè)(頂側(cè))部分或齒根側(cè)部分在形狀上或加工處理上沒有特別地限制。
通過以上述方式設(shè)定和制作蝸桿時，將該蝸桿作為滾齒即基準齒形(參照圖3所示的基準齒條12A)，利用以往所使用的齒輪切齒方法就可生產(chǎn)出蝸輪。
接著，將對本發(fā)明的效果進行描述。
圖5(相當(dāng)于以往結(jié)構(gòu)的圖15)顯示出齒形由擺線限定時蝸桿12在蝸輪的中心平面上與蝸輪14嚙合的狀態(tài)，如圖5所示，蝸桿12和蝸輪14之間的嚙合被表示為凹面F2和凸面P2之間的接觸以及在凹面F3和凸面P3之間的接觸。于是，在圖6(相當(dāng)于圖16)中在概念上說明了蝸輪14相對于蝸桿12的曲率。
從圖6中可以看出，該實施方案中蝸輪14相對于蝸桿12的相對曲率半徑與以往結(jié)構(gòu)的圖10中所示的以往半徑相比做得明顯較大。這使得零件12和14上的表面壓應(yīng)力比以往表面壓應(yīng)力小得多。
另外，蝸桿12的實質(zhì)上相當(dāng)于齒形的部分由擺線SY1和SY2限定。這使得蝸桿12能夠以相當(dāng)好的配合性與蝸輪14嚙合，從而實現(xiàn)令人滿意的平滑滑動。
結(jié)果，容易形成潤滑油膜(因為由凹面和凸面之間的接觸所限定的嚙合的緣故)。因此，耐磨性得到了顯著改善，并且降低了能量損失。這有助于抑制發(fā)熱，因此提高了操作效率。而且，振動和噪音也令人滿意地受到了抑制。
此外，在該實施方案中，齒節(jié)線PL周圍的齒形由與相距2·dx的兩條擺線SY1和SY2的共同切線相應(yīng)的直線L1和L2所限定。這在整個嚙合過程中(從開始嚙合到結(jié)束)防止出現(xiàn)干涉。為了基準目的，在圖12中顯示出以20度的壓力角切齒成的蝸輪的齒形。如從該圖中可以看出，與圖11中所示的情況相比，沒有出現(xiàn)任何干涉。
要注意的是，在上述實施方案中，雖然本發(fā)明被認作為如在其軸向斷面中所看到的結(jié)構(gòu)，它還可以認作為如在其垂直斷面中看到的結(jié)構(gòu)。在后面情況中，可以獲得如在前面所實現(xiàn)的基本上相同的效果。
而且，雖然上述實施方案中對不變位的蝸桿和蝸輪進行了說明，但是本發(fā)明也可以應(yīng)用于變位蝸桿。
在該情況中，例如，基準線被設(shè)定為與齒節(jié)線平行，并且可以考慮將該“基準線”取代上述“齒節(jié)線”。
當(dāng)然，同樣在該情況中，只有位于基準線的齒頂或齒根側(cè)的部分可以由擺線和預(yù)定直線的組合構(gòu)成，并且也可以改變在齒頂和齒根側(cè)上的基圓半徑。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，在蝸桿和蝸輪之間可實現(xiàn)比在以往結(jié)構(gòu)中更光滑的嚙合；可以實現(xiàn)降低表面壓應(yīng)力、改善耐磨性、抑制發(fā)熱、提高操作效率并且降低噪音等各種效果，例如；并且可與設(shè)計參數(shù)的數(shù)值無關(guān)地有效地防止蝸桿和蝸輪之間發(fā)生干涉。
權(quán)利要求
1.一種具有圓柱形外形并且在軸向或齒垂直斷面中具有梯形齒形的圓柱形蝸桿，其特征在于，在梯形的斜邊的直線段中，至少位于齒節(jié)線的齒頂側(cè)的一部分由通過沿著齒節(jié)線沿存在齒的方向滾轉(zhuǎn)設(shè)置在齒節(jié)線的齒頂側(cè)的基圓所獲得的擺線代替，從擺線起點延伸到預(yù)定位置的部分被修正成直線，該直線相當(dāng)于在該預(yù)定位置處的該擺線的切線，齒節(jié)線的齒根側(cè)與該直線在齒節(jié)線上的交點相連。
2.一種具有圓柱形外形并且在軸向或齒垂直斷面中具有梯形齒形的圓柱形蝸桿，其特征在于，在梯形的斜邊的直線段中，至少位于齒節(jié)線的齒根側(cè)的一部分由通過沿著齒節(jié)線在不存在齒的方向滾轉(zhuǎn)設(shè)置在該齒節(jié)線的齒根側(cè)的基圓所獲得的擺線代替，從擺線起點延伸到預(yù)定位置的部分被修正成直線，該直線相當(dāng)于在該預(yù)定位置處的該擺線的切線，齒節(jié)線的齒頂側(cè)與該直線在齒節(jié)線上的交點相連。
3.一種具有圓柱形外形并且在軸向或齒垂直斷面中具有梯形齒形的圓柱形蝸桿，其特征在于，在梯形的斜邊的直線段中，位于齒節(jié)線的齒頂側(cè)的一部分由通過沿著齒節(jié)線沿存在齒的方向滾轉(zhuǎn)設(shè)置在該齒節(jié)線的齒頂側(cè)的第一基圓所獲得的齒頂側(cè)擺線代替，并且從齒頂側(cè)擺線的起點延伸到第一預(yù)定位置的部分被修正成第一直線，該直線相當(dāng)于在第一預(yù)定位置處的該齒頂側(cè)擺線的切線；位于齒節(jié)線的齒根側(cè)的一部分被由沿著齒節(jié)線在沒有齒的方向滾轉(zhuǎn)設(shè)置在齒節(jié)線的齒根側(cè)的第二基圓所獲得的齒根側(cè)擺線代替，并且從齒根側(cè)擺線的起點延伸到第二預(yù)定位置的部分被修正成平行于所述第一直線的第二直線，該第二直線相當(dāng)于在第二預(yù)定位置處的該齒根側(cè)擺線的切線，并且位于齒根側(cè)的部分和位于齒頂側(cè)的部分沿著齒節(jié)線相對隔開，從而第一和第二直線相連。
4.一種如權(quán)利要求3所述的圓柱形蝸桿，其特征在于，第一和第二基圓分別設(shè)定在被齒節(jié)線所分開的齒頂側(cè)和齒根側(cè)上，其半徑互不相同。
5.一種具有圓柱形外形并且在軸向或齒垂直斷面中具有梯形齒形的圓柱形蝸桿，其特征在于，基準線與齒節(jié)線平行設(shè)置，在梯形的斜邊的直線段中，至少位于基準線的齒頂側(cè)的一部分由通過沿著基準線沿存在齒的方向滾轉(zhuǎn)設(shè)置在該基準線的齒頂側(cè)的基圓而獲得的擺線代替，從擺線的起點延伸到預(yù)定位置的部分被修正成直線，該直線相當(dāng)于在預(yù)定位置處的該擺線的切線，基準線的齒根側(cè)的部分與該直線在基準線上的交點相連。
6.一種具有圓柱形外形并且在軸向或齒垂直斷面中看具有梯形齒形的圓柱形蝸桿，其特征在于，基準線與齒節(jié)線平行設(shè)置，在梯形的斜邊的直線段中，至少位于基準線的齒根側(cè)的一部分由通過沿著基準線不存在齒的方向滾轉(zhuǎn)設(shè)置在基準線的齒根側(cè)的基圓而獲得的擺線代替，從擺線的起點延伸到預(yù)定位置的部分被修正成直線，該直線相當(dāng)于在預(yù)定位置處的該擺線的切線，基準線的齒頂側(cè)與該直線在基準線上的交點相連。
7.一種具有圓柱形外形并且在軸向或齒垂直斷面中具有梯形齒形的圓柱形蝸桿，其特征在于，基準線與齒節(jié)線平行設(shè)置，在梯形的斜邊的直線段中，位于基準線的齒頂側(cè)的部分由通過沿著基準線沿存在齒的方向滾轉(zhuǎn)設(shè)置在基準線的齒頂側(cè)的第一基圓所獲得的齒頂側(cè)擺線代替，并且從齒頂側(cè)擺線的起點延伸到第一預(yù)定位置的部分被修正成第一直線，該直線相當(dāng)于在第一預(yù)定位置處的該齒頂側(cè)擺線的切線；位于基準線的齒根側(cè)的一部分由通過沿著基準線在沒有齒的方向滾轉(zhuǎn)設(shè)置在該基準線的齒根側(cè)的第二基圓而獲得的齒根側(cè)擺線代替，并且從所述齒根側(cè)擺線的第二預(yù)定位置延伸到位于基準線上的點的部分被修正成平行于所述第一直線的第二直線，該第二直線相當(dāng)于在第二預(yù)定位置處的該齒根側(cè)擺線的切線，并且位于齒根側(cè)上的部分和位于齒頂側(cè)上的部分沿著基準線相對隔開，從而第一和第二直線相連。
8.一種如權(quán)利要求7所述的圓柱形蝸桿，其特征在于，分別設(shè)定在被基準線所分開的齒頂側(cè)和齒根側(cè)的基圓，其半徑互不相同。
9.一種如權(quán)利要求1-8任一項所述的圓柱形蝸桿，其特征在于，由包含第一和第二直線的任一條上述直線與軸向平行表面形成的夾角被設(shè)定為5-40度。
10.一種用上述權(quán)利要求1-9任一項的圓柱形蝸桿作為蝸桿滾齒切齒而獲得的蝸輪。
11.一種用上述權(quán)利要求1-9任一項的圓柱形蝸桿和權(quán)利要求10所述的蝸輪構(gòu)成的蝸輪副。
全文摘要
本發(fā)明提供一種圓柱形蝸桿、蝸輪和蝸輪副,在蝸桿和蝸輪嚙合時,降低了表面壓應(yīng)力,改善了耐磨性,抑制了發(fā)熱、提高了工作效率并且降低了噪音,以及避免了蝸桿和蝸輪之間產(chǎn)生干涉。蝸桿12的軸向斷面(或齒垂直方向斷面)的齒形不是以往的梯形齒形,而是使該蝸桿梯形齒形斜邊的直線段6由沿著齒節(jié)線PL由基圓R1和R2滾轉(zhuǎn)獲得的擺線SY1和SY21來替代,這兩個擺線配置(間隔)預(yù)定距離,并且齒節(jié)線附近的部分由這些間隔開的擺線之間的共同切線代替。蝸輪是通過用蝸桿12作為滾齒齒切形成的。
文檔編號F16H1/04GK1363785SQ0114288
公開日2002年8月14日 申請日期2001年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月7日
發(fā)明者橫井隆雄 申請人:住友重機械工業(yè)株式會社