專利名稱：蝸輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到蝸輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，特別是自鎖蝸輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
技術(shù)背景蝸輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括由軸驅(qū)動(dòng)并與蝸輪嚙合的蝸桿或螺旋嵌齒輪，該 10蝸輪驅(qū)動(dòng)著通常為軸或嵌齒輪的輸出件。蝸輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是減速齒輪箱， 并由此增加由驅(qū)動(dòng)著軸的電機(jī)所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩。通常，驅(qū)動(dòng)軸是電機(jī)軸， 蝸桿安裝于該軸或形成在該軸上。在某些場(chǎng)合，蝸輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的采用是理想的，因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單性 以及由于其齒輪比而能傳遞的力矩。由于蝸桿與蝸輪之間的摩擦?xí)嬖?15 某些能量的損耗。通過進(jìn)行某些修正，這種摩擦可以導(dǎo)致這樣一種布置， 使得由于齒輪間的損失，負(fù)載不能反向驅(qū)動(dòng)電機(jī)。這就是所謂的自鎖， 也就是說不需要額外的其他組件，輸入軸可以驅(qū)動(dòng)輸出軸，但輸出軸不 能驅(qū)動(dòng)輸入軸。在某些場(chǎng)合，這種特點(diǎn)非常有用，例如提升重物或解決例如門窗尤 20其是車窗的安全問題，，其中對(duì)于防止偷竊重要的一點(diǎn)是窗戶不會(huì)被拉 低而得以進(jìn)入。為了取得輪系的自鎖，必須從效率的觀點(diǎn)，理想或最優(yōu)地修正蝸桿 和蝸輪的設(shè)計(jì)。螺旋升角要做得低，也就是說在蝸桿的每單位長(zhǎng)度上蝸 桿的螺紋具有較大的圈數(shù)，此外，蝸桿和蝸輪的表面結(jié)構(gòu)要做得粗糙， 25 以增加兩齒輪間的摩擦，從而使蝸輪更難于驅(qū)動(dòng)蝸桿。但是，這兩種措 施都降低了齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的效率，從而需要一個(gè)更大功率的電機(jī)來驅(qū)動(dòng) 負(fù)載。由于需要防止反向驅(qū)動(dòng)，這種折衷方案已被人們接受?，F(xiàn)有的一種典型的蝸輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)具有驅(qū)動(dòng)電機(jī)軸的電機(jī)。蝸桿安裝 于該軸，并與固定于輸出軸的蝸輪嚙合。電機(jī)軸頸支承在軸承內(nèi)，通常 30是油浸燒結(jié)軸襯，并在兩個(gè)推力軸承間延伸。電機(jī)軸的每個(gè)端部均為圓
形，并且每個(gè)推力軸承具有 一個(gè)與每個(gè)圓形的電機(jī)軸端接觸的硬平面， 從而支撐電機(jī)軸，防止蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)蝸輪時(shí)軸的反作用力所引起的多余軸向 運(yùn)動(dòng)。軸的圓形末端與相應(yīng)推力表面形成了點(diǎn)接觸，該點(diǎn)位于軸的軸線 上以減少二者之間的摩擦損失。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)載荷作用于輸出軸上時(shí)，蝸輪試 5 圖驅(qū)動(dòng)蝸桿，這時(shí)推力表面支撐電機(jī)軸，防止其軸向運(yùn)動(dòng)。由于蝸桿較 低的螺旋升角和齒面間的摩擦，蝸輪試圖軸向驅(qū)動(dòng)電機(jī)軸而不是引起蝸 桿轉(zhuǎn)動(dòng)，由此鎖定齒輪。 一個(gè)小間隙，即所謂軸端余隙在沒有負(fù)栽的條 件下存在于電機(jī)軸端和推力軸承之間。這就允許軸的熱膨脹，但同時(shí)也 意味著軸一次只能和一個(gè)推力軸承接觸，并且當(dāng)軸向力改變方向時(shí)會(huì)引10起軸輕微的軸向運(yùn)動(dòng)。關(guān)于自鎖的齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)還有其他設(shè)計(jì)從而允許一個(gè)高效的輪系， 并使用一個(gè)更輕小的電機(jī)。這些設(shè)計(jì)有一個(gè)獨(dú)立的制動(dòng)或離合機(jī)構(gòu)來防 止反向驅(qū)動(dòng)，但這些機(jī)構(gòu)通常復(fù)雜，易于失效，給最終的組件增加了重 量和成本。由于需要獨(dú)立的鎖定機(jī)構(gòu)，這些傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是非自鎖的。15 因此，存在一種對(duì)簡(jiǎn)單有效的自鎖蝸輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的期望。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供了一種具有簡(jiǎn)單有效結(jié)構(gòu)的自鎖蝸輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。本發(fā)明 去掉了齒面間的鎖定特征，允許輪齒被設(shè)計(jì)成為了效率最大或至少更好 20地滿足應(yīng)用，并且在推力軸承界面增加了自鎖功能。這是通過增加電機(jī) 軸端與 一個(gè)或兩個(gè)推力軸承盤之間的摩擦而取得的。獲得這種增大的摩 擦的一種優(yōu)選方式是在推力軸承表面提供一個(gè)凹穴，從而使得軸端和推 力表面之間的接觸離開軸的軸線。因此， 一方面，本發(fā)明提供了一種蝸輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括 25 軸；輪系，包括軸上的蝸桿、與蝸桿嚙合的蝸輪以及與蝸輪連接并由其驅(qū)動(dòng)的輸出軸；其中該軸可旋轉(zhuǎn)地由軸承支撐并軸向設(shè)置于第 一和第二推力軸承之 間，第一和第二推力軸承每一個(gè)都包括一個(gè)推力面，用于分別與軸的第 30 —和第二端接觸以限制軸的軸向運(yùn)動(dòng)，并且其中軸的第一端與第 一推力軸承的推力面之間形成高摩擦滑動(dòng)接觸。優(yōu)選地，第一推力軸承的推力面具有非平表面，用于在一個(gè)不處于 軸的軸線上的位置與軸的第 一 端相接觸。 5 優(yōu)選地，第一推力軸承的推力面在相應(yīng)于軸線的位置具有一個(gè)凹尺。優(yōu)選地 優(yōu)選地 優(yōu)選地 10 優(yōu)選地 觸。優(yōu)選地 可選地 優(yōu)選地15 觸。優(yōu)選地 的外形。優(yōu)選地 機(jī)軸。 20 優(yōu)選地該凹穴是一個(gè)盲孔。 該盲孔為圓形并與該軸共軸線。軸的第 一端是圓形，并沿著凹穴的邊緣與第 一推力面接觸。 第 一推力軸承的推力面與軸的圓形第 一端形成圓形線接圓形線接觸為連續(xù)的線接觸。 凹穴具有不規(guī)則形狀。軸的第二端與第二推力軸承的推力面形成高摩擦滑動(dòng)接 第二推力軸承的推力面與第 一推力軸承的推力面具有相似 該蝸輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)還包括電機(jī)，該軸是電機(jī)的一部分，即電電機(jī)具有殼體，支撐兩個(gè)形成電機(jī)定子的弓形金屬陶瓷磁 鐵，輪系具有與電機(jī)殼體相連的齒輪箱殼體，第一和第二推力軸承由電 機(jī)殼體和齒輪箱殼體支撐，齒輪箱殼體還支撐一根短軸，蝸輪和輸出件 可旋轉(zhuǎn)地安裝在該短軸上，輸出軸通過沖擊吸收面連接于蝸輪。25


下面將通過僅參考附圖的例子對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行描述，其中圖l是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的蝸輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的透視圖； 圖2與圖1類似，其中將一些部件移走以露出輪系； 30 圖3是作為圖1中蝸輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)一部分的蝸輪與齒輪箱殼體的分解
圖；圖4是圖3中的蝸輪另一角度的分解圖； 圖5是圖1中傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的推力軸承的放大圖； 圖6是用于說明電機(jī)軸和推力軸承間連接的簡(jiǎn)圖； 5 圖7是本發(fā)明第二實(shí)施例的電機(jī)軸和兩個(gè)推力軸承的簡(jiǎn)圖。
具體實(shí)施方式
圖1中是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的蝸輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)10。該傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 包括電機(jī)12及齒輪箱14。電機(jī)直接螺接于齒輪箱。該傳動(dòng)機(jī)構(gòu)用于移 io 動(dòng)客車窗戶，并具有通常稱為窗戶提升電機(jī)的類型。電機(jī)12是PMDC型電機(jī)，具有一個(gè)包括封閉的下端17和開放的上 端18的深拉鋼套16。開放端具有用于安裝電連接器20和齒輪箱14的 法蘭19。軸承保持件或軸轂21形成在封閉端17中，用來安裝推力軸承 禾口壽由*。15 齒輪箱14具有容納輪系的齒輪箱殼體22。齒輪箱殼體22包括用于封閉齒輪箱的蓋子23。齒輪箱殼體具有三個(gè)安裝孔25,用于將該傳 動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝到車門的支架上。蓋子23被顯示出固定于殼體22。延伸穿過蓋子23的是該傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸出件26。輸出件26包括驅(qū) 動(dòng)盤和被轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在同樣延伸穿過蓋子23的軸28上的整體形成的驅(qū)動(dòng)20 嵌齒輪27。齒輪箱殼體相對(duì)電機(jī)的一側(cè)僅可見一個(gè)小的槽形按鈕。此即 推力軸承29。按鈕外端面上的槽30便于推力軸承29擰入齒輪箱殼體上 的4妾收凹穴內(nèi)。通過螺紋檸入，推力軸承29的軸向位置可以很容易地 調(diào)整以設(shè)定電機(jī)的軸端余隙。如圖2所示，齒輪箱體內(nèi)是蝸輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)輪系。同樣可以看到是用25 于封閉電機(jī)殼體16開口端18的端蓋31。端蓋31同時(shí)支撐起一個(gè)用于 電機(jī)軸32的軸承(未示出)和一個(gè)襯套，可選地，還有一個(gè)電機(jī)噪音 抑制組件。端蓋31被示出具有一個(gè)圍繞軸32的圓柱回轉(zhuǎn)套33。這用于 將電機(jī)12鎖定到齒輪箱14。軸32支撐與蝸輪嚙合的蝸桿。蝸桿是禮制 在軸上的螺旋嵌齒輪，盡管已知的方式是直接在軸上切出或形成蝸桿。30 蝸輪35是帶有可轉(zhuǎn)動(dòng)地配合在軸28上的中心軸轂36的盤形結(jié)構(gòu)。三
個(gè)肋部39從軸轂延伸至周圍輪緣37。與蝸桿34上的螺紋嚙合的齒38 形成于輪緣的徑向外表面?？蛇x地，該齒為了更大強(qiáng)度而具有半弧形形 狀。彈性材料制成的密封件40提供在端蓋和齒輪箱殼體之間，以密封 換向器，防止水的進(jìn)入。 5 推力軸承29被顯示出鄰接或壓靠軸32的末端。雖然沒有示出，可選具有自對(duì)中油浸燒結(jié)襯套類型的滑動(dòng)軸承可由齒輪箱殼體保持并可轉(zhuǎn) 支撐軸的末端?？蛇x擇地，軸的末端可由齒輪箱殼體的一部分可轉(zhuǎn)動(dòng)地 支撐。如果期望，這種轉(zhuǎn)動(dòng)軸承支撐提供在推力軸承29和蝸桿34之間。 該齒輪箱分解顯示在圖3中，該圖描述了蝸輪35和驅(qū)動(dòng)盤41之間10的連接關(guān)系。優(yōu)選由彈性材料制成的阻尼器42用于傳遞蝸輪35和驅(qū)動(dòng) 盤41之間的轉(zhuǎn)矩。驅(qū)動(dòng)盤具有一個(gè)下表面，從那伸出三個(gè)插頭43。插 頭伸進(jìn)阻尼器42中的孔44內(nèi)。阻尼器42具有三個(gè)用于接納蝸輪35的 肋部39的狹槽45。阻尼器42在其上表面還具有很多小突起46，用于 將阻尼器與驅(qū)動(dòng)4 41稍分離，從而留出阻尼器彈性變形的空間。阻尼15 器吸收外力施加在輸出軸上的突然沖擊。軸28由可直接模制于其的齒 輪箱殼體22支撐?？蛇x地，未示出的軸承可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐軸上的驅(qū)動(dòng)盤 和蝸輪。驅(qū)動(dòng)盤中的中心貫穿通道48容納該軸28。 一個(gè)或多個(gè)密封件 47將驅(qū)動(dòng)盤密封于齒輪箱蓋子和軸，以防止水的進(jìn)入。圖4從更清楚地顯示插頭43的不同角度描述了蝸輪/驅(qū)動(dòng)盤/阻尼20 器的連接。該視圖中同時(shí)可見的是驅(qū)動(dòng)盤41中中心貫穿通道48的擴(kuò)大 部分49。擴(kuò)大部分49用作支承騎在軸28上的驅(qū)動(dòng)盤41的軸承的軸承 殼體50。彈簧夾52位于軸28中的環(huán)形溝槽53內(nèi)，防止驅(qū)動(dòng)盤41相對(duì)軸28 的軸向分離。彈簧夾52可以是E形夾、C形夾或環(huán)形夾等。25 圖5描述了第一推力軸承29的推力面54。如前簡(jiǎn)要所述的推力軸承29具有圓柱形主體，該主體具有形成在其圓柱表面上的螺紋57，用 于定位在齒輪箱殼體的推力軸承凹穴中的螺桿。推力面54基本上是個(gè) 具有凹穴56的平面，該凹穴在使用中形成與電才幾軸32共軸線的孔?？?選地，推力面54與推力軸承的外表面階梯分開。30 圖6描述了軸32的圓形第一端和第一推力軸承29之間的接觸。推 力軸承被顯示處于橫截面。推力軸承的主體是帶有形成在外圓柱表面上的螺紋57的圓柱形。槽30形成在推力軸承的一端，用于接納螺紋驅(qū)動(dòng)件的葉片，用于將推力軸承定位在齒輪箱殼體中。相對(duì)的一端是推力面54。推力面的中心是盲孔形式的凹穴56。該 5孔與軸共軸線，且軸的圓形端沿著凹穴邊緣與推力面接觸，從而形成與 軸的軸線間隔開的圓形線接觸。也可采用其它形狀的凹穴，包括不規(guī)則 的形狀，但優(yōu)選為圓形，因?yàn)槠湟子谥圃?。由于摩擦力與接觸位置的半徑相關(guān)，圓形線接觸與軸的軸線間隔得 約大，摩擦力就越大。因此，產(chǎn)生的摩擦力可通過將接觸進(jìn)一步移動(dòng)遠(yuǎn) 10離軸線而增大。圖7描述了雙向自鎖蝸輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。第一推力軸承29如上所述。 鄰接于同樣是圓形的軸32的第二端的第二推力軸承60具有還形成有凹 穴的推力面，該凹穴設(shè)置成使軸32的軸線穿過凹穴。優(yōu)選地，兩個(gè)推 15力軸承的凹穴是與軸共線的圓孔，并設(shè)置成增加軸與推力軸承之間的摩 擦。由于第二推力軸承位于電機(jī)殼體的軸承凹穴內(nèi)，它軸向不可調(diào)且不 需要螺接外表面的螺釘。在使用中，當(dāng)順時(shí)針或逆時(shí)針(上或下)驅(qū)動(dòng)蝸輪時(shí)，蝸桿和蝸輪 之間的反作用力使得軸壓靠相應(yīng)的推力軸承之一。如果蝸輪試圖驅(qū)動(dòng)電 20機(jī)，蝸輪將通過蝸桿使軸壓靠另一個(gè)推力軸承，就這一點(diǎn)而言，由于推 力軸承和軸之間增加的摩擦力并由于蝸桿與蝸輪的傳動(dòng)比，該軸將鎖靠 推力軸承且電機(jī)將不轉(zhuǎn)動(dòng)，從而鎖定該蝸輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。因此，通過在電機(jī)軸或驅(qū)動(dòng)軸的一端或兩端提供高摩擦推力軸承， 蝸輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠以簡(jiǎn)單的方式實(shí)現(xiàn)自鎖，而不降低蝸桿和蝸輪之間的25 界面。盡管相對(duì)于一個(gè)特定應(yīng)用的一個(gè)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說明，對(duì)本 領(lǐng)域熟練技術(shù)人員來說，更多的應(yīng)用和許多變形是顯而易見的。因此， 本發(fā)明應(yīng)該只被限制在后面的權(quán)利要求所限定的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種蝸輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括軸(32)；輪系，包括軸(32)上的蝸桿(34)、與蝸桿(34)嚙合的蝸輪(35)以及與蝸輪(35)連接并由其驅(qū)動(dòng)的輸出件(26)；其中軸(32)由軸承可旋轉(zhuǎn)地支撐并軸向設(shè)置于第一和第二推力軸承(29、60)之間，第一和第二推力軸承(29、60)每一個(gè)都包括一個(gè)推力面(54)，用于分別與軸(32)的第一和第二端接觸以限制軸(32)的軸向運(yùn)動(dòng)，其特征為，軸(32)的第一端與第一推力軸承(29)的推力面(54)之間形成高摩擦滑動(dòng)接觸。
2. 如權(quán)利要求1所述的蝸輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中第一推力軸承(29) 的推力面(54)具有非平表面，用于在不位于軸(32)的軸線上的位置15 接觸軸(32 )的第一端。
3. 如權(quán)利要求2所述的蝸輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中第一推力軸承(29) 的推力面(54)在相應(yīng)于軸(32)的軸線的位置具有凹穴(56)。
4. 如權(quán)利要求3所述的蝸輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中凹穴(56)是盲孔。
5. 如權(quán)利要求4所述的蝸輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中該盲孔為圓形并與軸 20( 32 )共軸線。
6. 如權(quán)利要求4或5所述的蝸輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中軸(32)的第一 端是圓形，并在凹穴的邊緣(58)上接觸第一推力面(54)。
7. 如權(quán)利要求6所述的蝸輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中第一推力軸承(29) 的推力面(54)與軸(32)的圓形第一端形成圓形線接觸。
8.如權(quán)利要求7所述的蝸輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中圓形線接觸為連續(xù)線接觸。
9. 如權(quán)利要求7或8所述的蝸輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中凹穴(56)具有 不規(guī)則形狀。
10. 如前面任一權(quán)利要求所述的蝸輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中軸(32)的第 30 二端與第二推力軸承(60)的推力面(54)形成高摩擦滑動(dòng)接觸。
11. 如前面任一權(quán)利要求所述的蝸輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中第二推力軸承(60)的推力面(54)具有與第一推力軸承(29)的推力面(54)相似 的外形。
12. 如前面任一權(quán)利要求所述的蝸輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，還包括電機(jī)(12)， 5 且軸(32 )是電機(jī)(12 )的一部分。
13. 如權(quán)利要求12所述的蝸輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中電機(jī)(12)具有殼 體(16),該殼體支撐兩個(gè)形成電機(jī)定子的弓形金屬陶瓷磁鐵，輪系具 有連接于電機(jī)殼體(16)的齒輪箱殼體(22)，并且第一和第二推力軸 承(29、 60)由電機(jī)殼體(16)和齒輪箱殼體(22)支撐，齒輪箱殼體( 22 )還支撐一根短軸(28 ),蝸輪(35 )和輸出件(26 )可旋轉(zhuǎn)地安 裝在該短軸上，輸出件(26)通過沖擊吸收面連接于蝸輪(35)。
全文摘要
一種蝸輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，具有自鎖輪系。輪系包括安裝于電機(jī)軸(32)并與蝸輪(35)嚙合的蝸桿(34)，該蝸輪驅(qū)動(dòng)著輸出件(26)。電機(jī)軸(32)在兩個(gè)具有與軸(32)的各個(gè)軸端接觸的面(54)的推力軸承(29、60)之間延伸。至少一個(gè)推力軸承(29)與軸(32)之間的接觸用于提供高的摩擦力。
文檔編號(hào)F16H1/16GK101162037SQ200610146490
公開日2008年4月16日 申請(qǐng)日期2006年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月11日
發(fā)明者塔靜寧, 峰 李 申請(qǐng)人:德昌電機(jī)股份有限公司