專利名稱：具有銷座圈的蝸輪組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及蝸輪組件，并且更特別地涉及其中蝸桿通過銷接合于蝸輪 周緣上的蝸輪組件。
背景技術(shù)：
在齒輪傳動裝置的設(shè)計中考慮的一點是最小化齒輪組件之間的摩擦 力。通過最小化齒輪組件之間的摩擦力，齒輪傳動裝置的效率得以提高。 例如，在用于傳輸動力的齒輪傳動裝置中，當(dāng)裝置內(nèi)的摩擦減少時由于裝 置內(nèi)摩擦導(dǎo)致的傳輸損耗也減少。此外，通過最小化齒輪部件之間的摩擦， 齒輪傳動裝置的壽命得以增加。也就是說，通過減少齒輪傳動裝置內(nèi)的部 件之間的摩擦，部件上的摩擦損耗率被降低，從而增加了裝置報廢前的運(yùn) 行時間。
現(xiàn)有技術(shù)的普通齒輪傳動裝置包括兩個或多個具有圓形本體的齒輪。 每個齒輪包括沿其圓形本體周緣具有多個"齒"。兩個齒輪的齒互相嚙合從 而力通過嚙合的齒從一個齒輪傳至另一個。因此，如果施加于一個齒輪的 力矩導(dǎo)致齒輪旋轉(zhuǎn)，該齒輪的齒將對另一個齒輪的齒施加力，導(dǎo)致另一個 齒輪旋轉(zhuǎn)。各組齒相對彼此的滑動是齒輪傳動裝置摩擦的來源。
設(shè)計者們減少齒輪傳動裝置的部件之間摩擦的一個方式是通過用可旋 轉(zhuǎn)的銷代替齒輪齒。圖1為現(xiàn)有技術(shù)的齒輪傳動裝置的立體圖，其中可旋 轉(zhuǎn)銷己經(jīng)代替齒。從圖中可以看出，多個可旋轉(zhuǎn)銷5沿蝸輪10的周緣設(shè)置 并且接合蝸桿15。銷沿蝸輪的周緣設(shè)置為單獨一 "排"。蝸桿具有沙漏形狀 并且具有切入其表面內(nèi)的螺旋溝槽20。通過移動穿過螺旋溝槽銷與蝸桿接
圖1的齒輪傳動裝置典型地用于將動力從驅(qū)動軸25傳至軸30。更特別 地，當(dāng)以箭頭35所示的方向?qū)⒘厥┘佑谳S25時，溝槽對與其接合的銷 施加力，導(dǎo)致蝸輪以箭頭40所示的方向旋轉(zhuǎn)。軸承45a和45b支撐蝸輪同
時使其旋轉(zhuǎn)。
當(dāng)銷5旋轉(zhuǎn)穿過溝槽時，由于軸承50它們能夠自由地繞其縱軸旋轉(zhuǎn)。 例如，當(dāng)銷7移動穿過溝槽時它以箭頭55所示的方向旋轉(zhuǎn)。因為銷自由地 繞其縱軸旋轉(zhuǎn)，銷與溝槽壁之間的摩擦被減小。也就是說，因為銷可繞其 縱軸旋轉(zhuǎn)，它們可繞溝槽的壁旋轉(zhuǎn)。同時，如果銷不能繞其縱軸旋轉(zhuǎn)，它 們不得不靠著溝槽的壁滑動。
雖然圖1的齒輪傳動裝置實現(xiàn)了用可旋轉(zhuǎn)銷代替固定的齒，但具有以 下幾個缺陷。與圖1的裝置有關(guān)的三個問題分別是"銷松脫"、"打滑啟動" 和"蝸輪偏移"。
"銷松脫"的問題是當(dāng)蝸輪10旋轉(zhuǎn)時作用于銷5上的離心力導(dǎo)致的。 圖2為圖1的齒輪傳動裝置的某些元件的外形的平面圖。特別地，圖2示 出銷5、軸承50和蝸桿15。還示出螺旋溝槽20、驅(qū)動軸25和多個內(nèi)軸承 60。內(nèi)軸承是蝸輪10內(nèi)部的軸承并且有助于支撐銷。
從圖2可看出，以箭頭65所示方向的蝸桿旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致銷5以箭頭70所 示的旋轉(zhuǎn)方向移動。該移動在銷上產(chǎn)生了箭頭75所示的離心力。離心力促 使銷從蝸輪中心徑向向外，并且如果不防止銷的徑向向外移動，該力就使 得銷徑向向外移動。離心力導(dǎo)致的銷徑向向外移動就稱為"銷松脫"。
圖3A示出銷松脫的后果。該圖示出松脫的銷正進(jìn)入蝸桿的螺旋溝槽。 從圖3A可看出，銷并非平滑地進(jìn)入螺旋溝槽20。實際上，當(dāng)銷移動位置 進(jìn)入溝槽時，可能撞擊溝槽的基部。銷這樣粗暴地進(jìn)入溝槽以及銷在穿過 溝槽行進(jìn)的剩余距離伴隨的劇烈運(yùn)動降低了齒輪傳動裝置的效率并且增加 了磨損率。
圖3B與圖3A相反。圖3B示出沒有松脫的銷如何進(jìn)入蝸桿的螺旋槽內(nèi)。
問題"打滑啟動"參照圖1進(jìn)行描述。打滑啟動指的是箭頭55所示的 旋轉(zhuǎn)的開始。更特別地，當(dāng)銷7離開螺旋溝槽20時，沒有作用于銷上使其 維持繞其縱軸旋轉(zhuǎn)的力，因此當(dāng)銷不處于螺旋溝槽內(nèi)時銷的旋轉(zhuǎn)減少或停 止。因此，當(dāng)銷繞蝸輪10的中心行進(jìn)時并且一旦再次進(jìn)入溝槽20，溝槽施 加一個繞銷縱軸的力矩。該力矩通過溝槽壁施加于銷上(參見圖3B)。溝 槽壁與銷之間的力矩啟動導(dǎo)致銷滑入而非滾入溝槽內(nèi)，導(dǎo)致裝置運(yùn)行的不 流暢，降低了裝置的效率和壽命。
問題"蝸輪偏移"參照圖1進(jìn)行描述。參見圖1，蝸桿以箭頭35所示 的方向的旋轉(zhuǎn)對銷5施加了箭頭80所示方向的力。更特別地，在蝸桿以方 向35旋轉(zhuǎn)的期間，溝槽20施加于銷5上的力可被描述為包括兩個分量， 即，促使銷以箭頭40所示的方向移動的第一分量和促使銷以箭頭80所示 方向移動的第二分量。這兩個分量的力被傳至蝸輪10，第一分量促使蝸輪 以方向40旋轉(zhuǎn)并且第二分量促使蝸輪的頂部以方向80移動。蝸輪以方向 80的任何移動是蝸輪偏移的根源。也就是說，蝸輪在方向80上的任何移動 改變了銷相對于蝸桿的路徑。路徑的改變使得銷離開原來的路徑并且導(dǎo)致 運(yùn)行不流暢和/或無效率。
注意重要的是，圖1中與箭頭80相關(guān)的力典型地對蝸輪的頂部施加力 從而促使蝸輪的頂部以箭頭80的方向移動。但是對于蝸輪的固定中心軸來 說，該力導(dǎo)致蝸輪的底部以相反方向移動，如箭頭85所示。在齒輪傳動裝 置以高速持續(xù)運(yùn)行的實際運(yùn)行中，蝸輪頂部的力趨于超出蝸輪軸的限制； 從而導(dǎo)致蝸輪軸發(fā)生偏轉(zhuǎn)，從而導(dǎo)致蝸輪偏移。例如，如果正常運(yùn)行中蝸 輪軸與圖1的水平方向?qū)R，蝸輪的偏移可使軸偏轉(zhuǎn)成使軸與水平方向之 間成某個角度。
可見，銷松脫、打滑啟動和蝸輪偏移的動力學(xué)不穩(wěn)定為現(xiàn)有技術(shù)中嘗 試對可旋轉(zhuǎn)銷類型的蝸輪組件成功商業(yè)化的努力設(shè)置了困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在克服上述問題。
根據(jù)本發(fā)明的蝸輪組件包括具有至少一個溝槽的蝸桿，以及沿其周緣 具有多個用于接合蝸桿的可旋轉(zhuǎn)銷的蝸輪。所述銷能夠以除蝸輪旋轉(zhuǎn)方向 之外的其它方向旋轉(zhuǎn)。提供在組件運(yùn)行期間用于接觸不與蝸桿接合的銷的 至少一個座圈(raceway)。
通過包括用于接觸不與蝸桿接合的可旋轉(zhuǎn)銷的座圈，本發(fā)明比現(xiàn)有技
術(shù)的蝸輪組件具有更多優(yōu)點。通過消除或充分減少了與銷松脫、打滑啟動 和蝸輪偏移相關(guān)的問題，本發(fā)明實現(xiàn)了能夠在全程范圍內(nèi)流暢地運(yùn)行的可 旋轉(zhuǎn)銷類型的蝸輪組件，具有更少的磨損，更高的效率和更長的使用壽命。


以實施例方式給出但不局限于所述特定實施例的以下詳述內(nèi)容結(jié)合附 圖將更易于理解，其中相同的附圖標(biāo)記代表相同的元件和部件，其中
圖1為現(xiàn)有技術(shù)的齒輪傳動裝置的立體圖，其中可旋轉(zhuǎn)銷用于代替齒。 圖2為圖1的齒輪傳動裝置的某些元件的外形的平面圖。 圖3A示出銷松脫的后果。
圖3B示出沒有松脫的銷如何進(jìn)入蝸桿的螺旋槽內(nèi)。
圖4為根據(jù)本發(fā)明第一實施例的齒輪傳動裝置的分解透視圖。
圖5為圖4的齒輪傳動裝置在組裝狀態(tài)的立體圖。
圖6為圖5所示的組裝好的齒輪傳動裝置的視圖，為清楚顯示，其中 一個座圈被去除。
圖7為根據(jù)本發(fā)明第二實施例的齒輪傳動裝置的分解透視圖。
圖8為第一和第二實施例的旋轉(zhuǎn)銷部分的放大圖。
圖9為根據(jù)本發(fā)明可旋轉(zhuǎn)銷如何與座圈接合的放大圖。
圖IO為根據(jù)本發(fā)明第三實施例的齒輪傳動裝置的立體圖。
圖11為圖10的齒輪傳動裝置的剖視圖。
圖12為圖10的齒輪傳動裝置的等角剖視圖。
圖12A示出與機(jī)械移動機(jī)構(gòu)接合的座圈。
圖12B示出與移動機(jī)構(gòu)分開的圖12A中的座圈。
圖12C-12F示出圖12A的移動機(jī)構(gòu)如何操作。
圖13為根據(jù)本發(fā)明第四實施例的齒輪傳動裝置的分解透視圖。
圖14為圖13所示的齒輪傳動裝置的等角剖視圖。
圖15A為圖13的齒輪傳動裝置的剖視圖，為清楚顯示，其中一部分被 去除。
圖15B為圖15A的部分元件的剖視圖。 圖15C為圖15B的部分元件的剖視圖。
圖16示出根據(jù)本發(fā)明第五實施例的齒輪傳動裝置。 圖17示出根據(jù)本發(fā)明的銷的第一可選實施例。 圖18示出根據(jù)本發(fā)明的銷的第二可選實施例。
具體實施例方式
圖4為根據(jù)本發(fā)明第一實施例的齒輪傳動裝置的分解視圖。所述齒輪 傳動裝置包括蝸桿100、蝸輪105和兩個座圈110a和110b。蝸桿具有沙漏 形狀并且具有切入其表面的多個螺旋溝槽115。蝸輪包括多個沿其周緣設(shè)置 的可旋轉(zhuǎn)銷120。所述銷沿蝸輪的周緣設(shè)置成單獨的一 "排"并且通過移動 穿過螺旋溝槽而接合蝸桿。
當(dāng)銷120旋轉(zhuǎn)穿過溝槽時，它們以類似于結(jié)合圖1所示系統(tǒng)描述的方 式自由地繞其縱軸旋轉(zhuǎn)。特別地，軸承125的使用使得銷可繞其縱軸旋轉(zhuǎn)。 由于銷可繞其縱軸自由旋轉(zhuǎn)，銷與溝槽壁之間的摩擦力被減小。也就是說， 因為銷可繞其縱軸旋轉(zhuǎn)，它們可繞溝槽的壁旋轉(zhuǎn)。反之，如果銷不能繞其 縱軸旋轉(zhuǎn)，則它們不得不抵靠著溝槽的壁滑動。
圖4的座圈110a和110b包括座圈軸承表面130a和130b。在圖中，表 面130b被擋住而表面130a清楚可見。當(dāng)圖4中的蝸輪旋轉(zhuǎn)時，座圈中的 一個接觸那些不與蝸桿接合的銷120。也就是說，當(dāng)蝸輪旋轉(zhuǎn)時，座圈表面 130a或130b中的一個接觸那些不與溝槽115接合的銷120。優(yōu)選座圈接觸 所有不與蝸桿接合的銷。但是，也有可能座圈不能接觸所有不與蝸桿接合 的銷。不論蝸輪是旋轉(zhuǎn)還是靜止，任一座圈都有可能接觸所有不與蝸桿接 合的銷、接觸部分不與蝸桿接合的銷，或根本不和銷接觸。
圖5是圖4的齒輪傳動裝置在組裝狀態(tài)下的等角圖。從圖5可看出， 座圈位于蝸輪的相反側(cè)從而輕易地與那些不與溝槽115接合的銷120接觸。
圖6為圖5所示的組裝好的齒輪傳動裝置的外形圖，為清楚顯示，其 中一個座圈被去除。特別地，座圈110a在圖6中未示出，這樣座圈110b 和座圈表面130b就清晰可見。銷120和座圈表面130b的相對定位也清晰 可見。
圖7為根據(jù)本發(fā)明第二實施例的齒輪傳動裝置的分解視圖。圖7的實 施例類似于圖4的實施例，除了圖7實施例中沒有包括座圈110b和座圈軸
承表面130b。因此，圖7實施例包括蝸桿135、蝸輪145和座圈155。蝸桿 具有沙漏形狀并且具有多個形成于其表面內(nèi)的螺旋溝槽140。蝸輪包括多個 沿其周緣設(shè)置的可旋轉(zhuǎn)銷120。所述銷沿蝸輪的周緣設(shè)置成單獨的一 "排" 并且通過移動穿過螺旋溝槽而接合蝸桿。座圈包括座圈軸承表面160。當(dāng)蝸 輪旋轉(zhuǎn)時，座圈接觸那些不與蝸桿接合的銷150。也就是說，隨著蝸輪的旋 轉(zhuǎn)，座圈軸承表面接觸那些不與溝槽140接合的銷150。優(yōu)選座圈接觸所有 不與蝸桿接觸的銷。但是，也有可能座圈不能接觸所有不與蝸桿接合的銷。 不論蝸輪是旋轉(zhuǎn)還是靜止，座圈可能接觸所有不與蝸桿接合的銷、部分不 與蝸桿接合的銷、或根本不和銷接觸。
圖8為第一和第二實施例的可旋轉(zhuǎn)銷部分的放大圖。這些銷只能逆時 針旋轉(zhuǎn)、順時針旋轉(zhuǎn)或既可順時針也可逆時針旋轉(zhuǎn)。從圖7和8可以看出， 銷被軸承157可旋轉(zhuǎn)地支撐在蝸輪145內(nèi)。
在描述了本發(fā)明的兩個優(yōu)選實施例后，下面詳述這兩個實施例中具有 創(chuàng)造性的座圈的功能。
當(dāng)圖4一8中的齒輪傳動裝置運(yùn)行時，座圈的功能為減少銷松脫、打滑 啟動以及蝸輪偏移等問題。更特別地，當(dāng)蝸桿的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致蝸輪繞其軸旋轉(zhuǎn) 時，座圈如此作用于不與蝸桿接合但與座圈接觸的那些銷以防止其繞其縱 軸旋轉(zhuǎn)，抵消了旋轉(zhuǎn)蝸輪的離心力，并且抵消了導(dǎo)致蝸輪偏移的蝸桿力("偏 移力")。
為描述座圈和銷如何相互作用，參照圖9。圖9為可旋轉(zhuǎn)銷165如何與 座圈部分170接合的放大圖。該圖適用于座圈110a、 110b和155，以及座 圈軸承表面130a、 130b和160。從圖9可以看出，當(dāng)銷165安裝于其上的 蝸輪以承載銷"進(jìn)入"紙面的方向旋轉(zhuǎn)時，銷165與座圈之間的接觸將逆 時針方向的力矩施加給銷(用箭頭175表示)。當(dāng)銷不與蝸桿接觸時力矩175 保持銷繞其縱軸旋轉(zhuǎn)，這樣當(dāng)銷與蝸桿接觸時已經(jīng)繞其縱軸旋轉(zhuǎn)并且銷不 會打滑啟動。此外，座圈施加一個對抗蝸輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力(用箭頭185 表示)的向下的力(用箭頭180表示)。此外，座圈還施加一個對抗偏移力 的左一右力(用箭頭190表示)。
圖IO為根據(jù)本發(fā)明第三實施例的齒輪傳動裝置的等角視圖。該裝置包 括具有螺旋溝槽205的蝸桿200、包括可旋轉(zhuǎn)銷215的蝸輪210、以及座圈
220。座圈220是在其內(nèi)表面具有兩個座圈軸承表面220a和220b的單件式 部件。
圖11為圖10的齒輪傳動裝置的剖視圖。該剖視圖是沿圖10的直線 AA'切開的并且圖11是從圖10的箭頭所示的方向看的。
圖12為圖10的齒輪傳動裝置的等角剖視圖。該剖視圖是沿圖10的直 線AA'切開的并且圖11是從圖10的箭頭所示的相反方向看的。
現(xiàn)在看圖ll，當(dāng)蝸桿200以箭頭230所示的方向旋轉(zhuǎn)時，使得銷215a 從紙面"向內(nèi)"被推動而銷215b從紙面"向外"被推動。此外，銷215b 與軸承表面220b接觸。銷215b與表面220b之間的接觸導(dǎo)致當(dāng)銷從紙面向 外移動時銷繞其縱軸(用直線217表示)旋轉(zhuǎn)。這樣，當(dāng)銷離開蝸桿的螺 旋溝槽時座圈維持銷繞其縱軸的旋轉(zhuǎn)。因此，當(dāng)蝸輪的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致銷重新進(jìn) 入溝槽時，銷以與溝槽接觸時銷進(jìn)行的縱軸旋轉(zhuǎn)互補(bǔ)的方式繞其縱軸旋轉(zhuǎn)。 因此，當(dāng)銷進(jìn)入溝槽時，銷不會打滑啟動。
此外，因為銷從蝸輪的周緣延伸出來并接觸表面220b的部分(即"銷 頭")具有截錐形，并且表面220b接觸該截錐形的側(cè)表面，表面220b對銷 施加了對抗離心力的反作用力(用箭頭235表示)。
此外，當(dāng)蝸桿旋轉(zhuǎn)銷215位于其內(nèi)的溝槽時，產(chǎn)生了促使銷215a朝紙 面的右邊移動的力(箭頭240所示)。銷215a上的旋轉(zhuǎn)力產(chǎn)生了促使銷215b 向左移動的反作用力(箭頭245所示)。但是，因為銷215b與座圈軸承表 面220b接觸，表面220b施加了反作用于力245的力(箭頭250所示)。此 外，力250產(chǎn)生了反作用力(箭頭255所示)。因此，促使銷偏移的旋轉(zhuǎn)力 (力240)受到座圈產(chǎn)生的反作用力(力255)的抵抗。
圖11所示的動力學(xué)特征在圖12中是相鏡像的。
應(yīng)當(dāng)了解，雖然圖11和12描述的背景是蝸桿以箭頭230所示的方向 旋轉(zhuǎn)，但本發(fā)明也適用于蝸桿以相反方向旋轉(zhuǎn)的情況。這樣，如果蝸桿以 與方向230相反的方向旋轉(zhuǎn)時，蝸桿傳遞給蝸輪的"偏移力"或某些移動 機(jī)構(gòu)促使銷215b頂在座圈軸承表面220a上。 一旦銷215b接觸表面220a， 蝸桿旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的與方向230相反方向的偏移力被通過表面220a傳遞的力抵 消。
還應(yīng)當(dāng)了解，本發(fā)明的齒輪傳動裝置可用于機(jī)動車驅(qū)動裝置，因此蝸
桿的一個旋轉(zhuǎn)方向?qū)?yīng)于機(jī)動車的"前進(jìn)"方向并且蝸桿的另一個旋轉(zhuǎn)方 向?qū)?yīng)于機(jī)動車的"后退"方向。在這樣的應(yīng)用中，優(yōu)選齒輪傳動裝置與 移動機(jī)構(gòu)一同使用，當(dāng)蝸桿的旋轉(zhuǎn)對應(yīng)于機(jī)動車的"前進(jìn)"方向時該移動 機(jī)構(gòu)用來促使銷頂在第一座圈軸承表面并且當(dāng)蝸桿的旋轉(zhuǎn)方向?qū)?yīng)于機(jī)動 車的"后退"方向時促使銷頂在第二座圈軸承表面。
圖12A示意性地示出移動機(jī)構(gòu)。圖12A所示的移動機(jī)構(gòu)為機(jī)械移動機(jī) 構(gòu)。但是，本發(fā)明不局限于機(jī)械移動機(jī)構(gòu)。參照圖12A及其描述，本領(lǐng)域 技術(shù)人員可輕易地在驅(qū)動裝置具有"前進(jìn)"和"后退"方向的情形下使用 多種移動機(jī)構(gòu)來移動相對的座圈表面從而接觸蝸輪相反側(cè)面上銷的相反側(cè) 面。例如，適宜的移動機(jī)構(gòu)包括電機(jī)驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)螺紋軸、液壓傳動機(jī)構(gòu)、 螺線管和手動移動機(jī)構(gòu)以及杠桿。
還應(yīng)當(dāng)了解，本發(fā)明不局限于蝸桿驅(qū)動蝸輪的情形。此外，蝸輪可驅(qū) 動蝸桿，從而施加于蝸輪的旋轉(zhuǎn)力矩使可旋轉(zhuǎn)銷移動穿過蝸桿內(nèi)的溝槽， 并且導(dǎo)致蝸桿旋轉(zhuǎn)。
此外，應(yīng)當(dāng)了解，本發(fā)明不局限于任何特定幾何形狀的座圈軸承表面。 因此，本發(fā)明不局限于圖9所示的具有平坦截面的座圈軸承表面，或圖14 所示的凹陷截面。實際上，通過參考這些公開內(nèi)容本領(lǐng)域技術(shù)人員很容易 想到多種適宜的座圈幾何形狀。
此外，應(yīng)當(dāng)了解本發(fā)明的蝸桿不局限于沙漏形狀。例如，蝸桿可具有 圓柱體形狀。通過參考這些公開內(nèi)容本領(lǐng)域技術(shù)人員很容易想到多種適宜 的蝸桿幾何形狀。
此外，形成于蝸桿內(nèi)的溝槽不局限于螺旋形狀。雖然優(yōu)選螺旋形狀， 本發(fā)明也可使用其它多種溝槽構(gòu)型。通過參考這些公開內(nèi)容本領(lǐng)域技術(shù)人 員很容易想到多種適宜的溝槽形狀。
參見圖12A，現(xiàn)在更詳細(xì)地描述本發(fā)明的移動機(jī)構(gòu)的實施例。 圖12A示出本發(fā)明的座圈265與機(jī)械移動機(jī)構(gòu)270的接合。使用該移 動機(jī)構(gòu)相對蝸輪的可旋轉(zhuǎn)銷對座圈進(jìn)行定位。圖12B用來與其做比較，示 出與移動機(jī)構(gòu)分開的圖12A中的座圈。從圖12A可看出，機(jī)械移動機(jī)構(gòu)包 括調(diào)節(jié)螺釘270a、套管270b、以及鎖定螺母270c。調(diào)節(jié)螺釘與固定地連接 于座圈的套管螺紋連接。通過在套管內(nèi)旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺釘，套管相對調(diào)節(jié)螺釘
移動，因此座圈相對調(diào)節(jié)螺釘移動。鎖定螺母也與調(diào)節(jié)螺釘螺紋連接，并 且當(dāng)座圈通過調(diào)節(jié)螺釘?shù)男螤畋徽_定位時，鎖定螺母旋轉(zhuǎn)到位從而固定 調(diào)節(jié)螺釘。
圖12C-12F示出圖12A的移動機(jī)構(gòu)如何操作。圖12C — 12F示出包括 座圈265、機(jī)械移動機(jī)構(gòu)270、蝸輪275和蝸桿280的齒輪傳動裝置。座圈 包括座圈軸承表面265a。蝸輪包括多個可旋轉(zhuǎn)銷275a。蝸桿包括螺旋溝槽 280a。圖12C和12D示出蝸輪被定位成使可旋轉(zhuǎn)銷不與座圈軸承表面接觸。 因此，圖12D示出移動機(jī)構(gòu)的調(diào)節(jié)螺釘在機(jī)構(gòu)的套管內(nèi)已被旋轉(zhuǎn)從而將座 圈從蝸輪處移開。圖12E和12F示出蝸輪被定位成使可旋轉(zhuǎn)銷與座圈軸承 表面接觸。因此，圖12E示出移動機(jī)構(gòu)的調(diào)節(jié)螺釘在機(jī)構(gòu)的套管內(nèi)已被旋 轉(zhuǎn)從而朝蝸輪移動座圈。
在圖12A—12F所示的移動機(jī)構(gòu)中，作為調(diào)節(jié)螺釘?shù)氖謩有D(zhuǎn)的可選 方案，螺釘可被液壓馬達(dá)或致動器或電機(jī)所旋轉(zhuǎn)。在這樣的構(gòu)型中，鎖定 螺母可被液壓制動機(jī)構(gòu)或連接于座圈或為座圈一部分的固定止擋件所代 替。
圖13為根據(jù)本發(fā)明第四實施例的齒輪傳動裝置的分解視圖。該裝置包 括具有螺旋溝槽305的蝸桿300、包括可旋轉(zhuǎn)銷315的蝸輪310、以及具有 座圈軸承表面325a的銷座圈325。這些部件被固定于外殼320內(nèi)。該外殼 為單件式外殼。座圈325形成于外殼的內(nèi)表面內(nèi)并且是外殼的整體組成部 分。
圖14為圖13所示的齒輪傳動裝置的等角剖視圖。 圖15A為圖13的齒輪傳動裝置的剖視圖，為清楚顯示，其中一部分被 去除。
圖15B為圖15A的部分元件的剖視圖。 圖15C為圖15B的部分元件的剖視圖。
應(yīng)當(dāng)了解，圖13實施例不局限于為外殼的整體組成部分的座圈。 一個 或多個座圈可被固定于或連接于外殼，而非外殼的整體組成部分。通過參 考這些公開內(nèi)容本領(lǐng)域技術(shù)人員很容易想到固定于或連接于外殼的座圈的 多種制造方法。
應(yīng)當(dāng)了解，圖13實施例的齒輪傳動裝置外殼優(yōu)選由相對堅硬、耐用和
商業(yè)上可得到的材料制成，例如硬化鋼、不銹鋼或金屬復(fù)合材料。
還應(yīng)當(dāng)了解，圖13實施例的外殼不局限于單件式外殼。例如，外殼可 由兩個或多個部件組合而成。
圖16示出根據(jù)本發(fā)明第五實施例的齒輪傳動裝置。圖16的實施例包 括蝸輪400、蝸桿405和兩個銷座圈410a和410b。蝸輪具有以各排415a 和415b布置的兩組可旋轉(zhuǎn)銷，并且蝸桿具有切入其表面內(nèi)從而接合銷的螺 旋溝槽405a。座圈形成于外殼420的內(nèi)表面上并且與那些不與蝸桿接合的 銷接合。為清楚示出，僅以剖視圖示出了外殼的一部分。圖16的齒輪傳動 裝置用于驅(qū)動軸425。圖16的齒輪傳動裝置的運(yùn)行結(jié)合圖1一15更容易理 解。
應(yīng)當(dāng)了解，圖16實施例僅示例性地示出了本發(fā)明多個座圈/成排多個 銷的實施例，并且本發(fā)明的蝸輪可具有兩個以上的座圈和/或兩排以上的 銷。
此外，本發(fā)明的可旋轉(zhuǎn)銷不局限于任何幾何形狀。為示出可選的銷幾 何形狀的兩個實施例，提供了圖17和18。
圖17示出根據(jù)本發(fā)明的銷的第一可選實施例。該圖示出位于蝸輪505 內(nèi)并且接合蝸桿510的銷500。銷具有截球形的頭部515。銷頭接合蝸桿內(nèi) 的溝槽520。銷在蝸輪505內(nèi)被第一軸承525、凸緣530和第二軸承535支 撐。軸承和凸緣位于蝸輪內(nèi)的孔內(nèi)，該孔包括三個部分，即，下部540、中 部545和上部550。銷的縱軸由直線555示出。
圖18示出根據(jù)本發(fā)明的銷的第二可選實施例。該圖示出位于蝸輪605 內(nèi)并且接合蝸桿610的銷600。銷具有雙截球形的頭部615。銷頭接合蝸桿 內(nèi)的溝槽620。銷的縱軸由直線655示出。
對于每一種可能使用的銷，相應(yīng)的蝸桿溝槽和座圈軸承表面具有相配 的形狀。例如，圖17的銷將"配合"凹陷的蝸桿溝槽并沿其"滾動"，并 將"配合"凹陷的的座圈軸承表面并沿其"滾動"。
可使用上述特征的這些或其它變型和組合而不脫離本發(fā)明的權(quán)利要求 限定的范圍，前述的優(yōu)選實施例僅為示例性的而非對權(quán)利要求范圍的限制。
權(quán)利要求
1.一種蝸輪組件，包括具有至少一個溝槽的蝸桿；沿其周緣具有多個用于接合蝸桿的可旋轉(zhuǎn)銷的蝸輪，所述銷能夠以除蝸輪旋轉(zhuǎn)方向之外的其它方向旋轉(zhuǎn)；以及在組件運(yùn)行期間用于接觸不與蝸桿接合的銷的至少一個座圈。
2. 如權(quán)利要求1所述的蝸輪組件，狀。
3. 如權(quán)利要求1所述的蝸輪組件， 形狀。
4. 如權(quán)利要求1所述的蝸輪組件， 旋轉(zhuǎn)。
5. 如權(quán)利要求1所述的蝸輪組件， 不與蝸桿接合的銷接觸。
6. 如權(quán)利要求1所述的蝸輪組件， 不與蝸桿接合的銷接觸。
7. 如權(quán)利要求1所述的蝸輪組件， 旋形的溝槽。其特征在于，所述蝸桿具有沙漏形 其特征在于，所述蝸桿具有圓柱形 其特征在于，所述銷能夠繞其縱軸 其特征在于，至少一個座圈與所有 其特征在于，至少一個座圈與部分 其特征在于，所述蝸桿具有一個螺
8. 如權(quán)利要求1所述的蝸輪組件，其特征在于，所述蝸桿具有多個螺 旋形的溝槽。
9. 如權(quán)利要求1所述的蝸輪組件，其特征在于，每個銷都具有截錐形 的頭部。
10. 如權(quán)利要求1所述的蝸輪組件，其特征在于，每個銷都具有截球形 的頭部。
11. 如權(quán)利要求1所述的蝸輪組件，其特征在于，每個銷具有雙截球形 的頭部。
12. 如權(quán)利要求1所述的蝸輪組件，其特征在于，所述組件包括第一座 圈和第二座圈，當(dāng)蝸桿以第一方向旋轉(zhuǎn)時第一座圈接觸那些不與蝸桿接合 的銷，并且當(dāng)蝸桿以第二方向旋轉(zhuǎn)時第二座圈接觸那些不與蝸桿接合的銷。
13. 如權(quán)利要求1所述的蝸輪組件，其特征在于，對于至少一個座圈來說，接觸銷的表面具有平坦的橫截面。
14. 如權(quán)利要求1所述的蝸輪組件，其特征在于，對于至少一個座圈來 說，接觸銷的表面具有凹陷的橫截面。
15. 如權(quán)利要求1所述的蝸輪組件，其特征在于，還包括一個外殼。
16. 如權(quán)利要求15所述的蝸輪組件，其特征在于，所述外殼為單件式 外殼。
17. 如權(quán)利要求15所述的蝸輪組件，其特征在于，所述外殼由兩個或 更多個部件組合而成。
18. 如權(quán)利要求15所述的蝸輪組件，其特征在于，至少一個座圈形成 為外殼的一整體部分。
19. 如權(quán)利要求15所述的蝸輪組件，其特征在于，至少一個座圈形成 為連接于外殼的單獨部件。
20. 如權(quán)利要求1所述的蝸輪組件，其特征在于，還包括用于支撐銷以在除蝸輪旋轉(zhuǎn)方向之外的方向旋轉(zhuǎn)的軸承。
21. 如權(quán)利要求1所述的蝸輪組件，其特征在于，所述銷被布置為單排。
22. 如權(quán)利要求1所述的蝸輪組件，其特征在于，所述銷被布置為多排。
23. 如權(quán)利要求1所述的蝸輪組件，其特征在于，所述銷能夠以順時針 或逆時針方向繞其縱軸旋轉(zhuǎn)。
24. 如權(quán)利要求1所述的蝸輪組件，其特征在于，還包括移動機(jī)構(gòu)，其 中所述至少一個座圈包括第一座圈表面和第二座圈表面，當(dāng)蝸桿以第一方 向旋轉(zhuǎn)時所述移動機(jī)構(gòu)可操作地促使不與蝸桿接合的銷頂在第一座圈表面 上，并且當(dāng)蝸桿以第二方向旋轉(zhuǎn)時促使不與蝸桿接合的銷頂在第二座圈表 面上。
25. —種操作蝸輪組件的方法，該組件包括具有至少一個溝槽的蝸桿以 及沿其周緣具有多個接合蝸桿的銷的蝸輪，所述銷能夠以除蝸輪旋轉(zhuǎn)方向 之外的其它方向旋轉(zhuǎn)，所述方法包括如下步驟在組件的運(yùn)行期間提供至 少一個座圈從而接觸不與蝸桿接合的銷。
26. —種操作蝸輪組件的方法，該組件包括具有至少一個溝槽的蝸桿以 及沿其周緣具有多個接合蝸桿的可旋轉(zhuǎn)銷的蝸輪，所述方法包括如下步驟 在組件的運(yùn)行期間提供至少一個座圈從而接觸不與蝸桿接合的銷中的至少一些。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種蝸輪組件，包括具有至少一個溝槽(280a)的蝸桿(280)以及沿其周緣具有多個接合蝸桿的可旋轉(zhuǎn)銷(75a)的蝸輪(275)。所述銷能夠以除蝸輪旋轉(zhuǎn)方向之外的其它方向旋轉(zhuǎn)。在組件運(yùn)行期間提供用于接觸不與蝸桿接合的銷的至少一個座圈(265)。
文檔編號F16H1/04GK101371060SQ200780002978
公開日2009年2月18日 申請日期2007年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月26日
發(fā)明者D·O·卡里爾, E·D·卡里爾 申請人:旋轉(zhuǎn)控制傳動有限責(zé)任公司