蝸輪輪齒磨損后能夠保持精度的平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明是一種蝸輪輪齒磨損后能夠保持精度的平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動，其中蝸輪的齒部是由刀具沿蝸輪的軸線方向或者是沿與蝸輪的軸線成一定角度的直線方向進給加工而成的沿輪齒的齒長方向齒形一致的輪齒組成，蝸輪的齒頂為圓柱面，蝸輪輪齒的兩側(cè)齒面為平面，蝸輪輪齒的兩側(cè)齒面相對于蝸輪的軸線的傾角相等；蝸桿與蝸輪嚙合，能夠沿蝸輪的軸線移動，在蝸桿沿蝸輪的軸線移動至不同的位置時，蝸桿兩側(cè)的齒面都是分別以蝸輪輪齒的相應(yīng)側(cè)齒面作為母面，按蝸輪與蝸桿的嚙合關(guān)系作展成運動形成的包絡(luò)面。本發(fā)明是根據(jù)接觸線的分布特點，在蝸輪的輪齒磨損后，采用移動蝸桿到蝸輪輪齒未與蝸桿接觸磨損的區(qū)域，在不影響其接觸性能的條件下，延長了使用壽命。
【專利說明】蝸輪輪齒磨損后能夠保持精度的平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種蝸桿傳動，特別是涉及一種蝸輪輪齒磨損后能夠保持精度的平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動。
【背景技術(shù)】
[0002]蝸桿傳動屬于交錯軸傳動，具有結(jié)構(gòu)緊湊，傳動平穩(wěn)，噪聲低，運動誤差小等特點。因此被廣泛應(yīng)用于機械設(shè)備中作為減速裝置和精密傳動裝置。隨著精密機械的發(fā)展，對精密分度和精密減速機的要求越來越高，需求量也越來越大。平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動與普通蝸桿傳動相比，除了具有普通蝸桿傳動的全部優(yōu)點外，還具有以下優(yōu)點:
[0003]I)普通蝸桿傳動同時接觸的齒數(shù)為1-2個，而平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動的蝸桿包圍蝸輪的齒數(shù)為蝸輪齒數(shù)的十分之一，同時接觸的齒數(shù)可達4?10個以上，故承載能力大，在同樣載荷的條件下，可以顯著減小尺寸，降低材料消耗。同時，由于平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動是多齒同時接觸，因此，還可以產(chǎn)生誤差平均效應(yīng)，提高精度。
[0004]2)普通蝸桿傳動的蝸桿可以磨削，但蝸輪磨削困難，而平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動的蝸輪和蝸桿都可以磨削，因此，易于精密制造，可以制造出更高精度的蝸桿傳動。
[0005]3)普通蝸桿傳動的摩擦大，效率低，而平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動易于建立動壓油膜、摩擦系數(shù)小，傳動效率高，一般可以提高傳動效率10-15%，節(jié)省能源。同時，由于平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動的摩擦系數(shù)小，因此，其微動的死區(qū)小，可以實現(xiàn)的微動更小，實現(xiàn)的精度也就更聞。
[0006]應(yīng)用于精密分度機構(gòu)和精密減速機的蝸桿傳動，要求具有高的精度和嚴格的側(cè)隙。由上述可知，平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動從精度和壽命方面相比于普通蝸桿傳動優(yōu)越得多，更適用于精密分度機構(gòu)和精密減速機。但目前公知的平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動一般在磨損后，不能夠通過調(diào)整保持初始的精度和側(cè)隙，這樣精密分度機構(gòu)和精密減速機在磨損后就無法繼續(xù)使用。
[0007]中國專利99117383.X提出了一種側(cè)隙可調(diào)式平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動。其相比于普通的雙導(dǎo)程圓柱蝸桿傳動有更好的性能。這種側(cè)隙可調(diào)式平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動是由一個蝸輪和一個環(huán)面蝸桿組成，其中蝸輪的輪齒兩側(cè)齒面都是平面，并且它們相對蝸輪軸線的傾角不想等β2)，以使蝸輪齒沿其軸向呈楔形，通過蝸桿沿蝸輪的軸向移動，得到合適的側(cè)隙。這種側(cè)隙可調(diào)式平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動在初始安裝時，可以將側(cè)隙調(diào)整到合適的值，但在經(jīng)過磨損后，會出現(xiàn)以下問題:
[0008]I)由于蝸輪易磨損，而蝸桿幾乎不磨損，不磨損的蝸桿無法向比它小的未磨損蝸輪的楔形區(qū)域移動，造成蝸輪磨損后無法調(diào)整側(cè)隙。
[0009]2)由于受到載荷的影響，蝸輪齒面的磨損不能夠保證均勻，因此經(jīng)過磨損后，側(cè)隙可調(diào)式平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動會失去原來的精度，
[0010]專利99117383.X僅僅提出了一種相鄰齒側(cè)間隙可以調(diào)整的平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動，并未提出如何保持平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動的原有精度。[0011]由此可見，上述現(xiàn)有的平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、方法與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進一步改進。有鑒于此，本設(shè)計人基于從事此類產(chǎn)品設(shè)計制造多年豐富的實務(wù)經(jīng)驗及專業(yè)知識，并配合學(xué)理的運用，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種新的蝸輪輪齒磨損后能夠保持精度的平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動，能夠改進一般現(xiàn)有的平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動，使其更具有實用性。經(jīng)過不斷的研究、設(shè)計，并經(jīng)過反復(fù)試作樣品及改進后，終于創(chuàng)設(shè)出確具實用價值的本發(fā)明。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有的平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動存在的缺陷，而提供一種新的蝸輪輪齒磨損后能夠保持精度的平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動，所要解決的技術(shù)問題是使其在蝸輪的輪齒磨損后，通過移動蝸桿到蝸輪輪齒未與蝸桿接觸磨損的區(qū)域，可以在保持蝸輪與蝸桿嚙合的精度和側(cè)隙的條件下，延長平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動的使用壽命，非常適于實用。
[0013]本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出的一種蝸輪輪齒磨損后能夠保持精度的平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動，包括蝸輪及蝸桿，所述蝸輪的齒部是由刀具或砂輪沿著所述蝸輪的軸線方向或者是沿著與所述蝸輪的軸線成一定角度的直線方向進給加工而成的沿著所述蝸輪輪齒的齒長方向齒形一致的輪齒組成，其中所述蝸輪的齒頂為圓柱面，所述蝸輪輪齒的兩側(cè)齒面為平面，且所述蝸輪輪齒的兩側(cè)齒面相對于所述蝸輪的軸線的傾角相等；所述蝸桿與所述蝸輪嚙合，并能夠沿所述蝸輪的軸線移動，在所述蝸桿沿所述蝸輪的軸線移動至不同的位置與所述蝸輪嚙合時，所述蝸桿兩側(cè)的齒面都是分別以所述蝸輪輪齒的相應(yīng)側(cè)齒面作為母面，按所述蝸輪與所述蝸桿的嚙合關(guān)系作展成運動形成的包絡(luò)面。
[0014]本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進一步實現(xiàn)。
[0015]前述的蝸輪輪齒磨損后能夠保持精度的平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動，其中所述蝸桿是根據(jù)所述蝸桿與所述蝸輪嚙合的接觸線分布的情況，確定所述蝸桿的初始位置和在所述蝸輪磨損后所述蝸桿沿所述蝸輪的軸線移動的方向和距離來沿著所述蝸輪的軸線移動。
[0016]前述的蝸輪輪齒磨損后能夠保持精度的平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動，其中在所述刀具或砂輪沿著與所述蝸輪的軸線成一定角度的直線方向進給加工所述輪齒時，所述刀具或砂輪的進給方向與所述蝸輪的軸線所成的角度大于O度且小于90度。
[0017]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點和有益效果。借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明蝸輪輪齒磨損后能夠保持精度的平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動至少具有下列優(yōu)點及有益效果:本發(fā)明根據(jù)接觸線的分布特點，采用移動蝸桿到蝸輪輪齒未與蝸桿接觸磨損的區(qū)域，在不影響其接觸性能的條件下，延長了平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動的使用壽命。
[0018]上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細說明如下。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1A至圖1D是蝸輪輪齒齒向與蝸輪的軸線呈不同角度時蝸桿與蝸輪的接觸線的分布圖。
[0020]圖2是本發(fā)明的蝸桿沿蝸輪的軸線移動前后蝸桿與蝸輪的接觸線的分布圖。
[0021]圖3A至圖3B是加工本發(fā)明的蝸輪時刀具進給的方向的示意圖。
[0022]圖4是本發(fā)明蝸輪輪齒的兩側(cè)齒面相對于蝸輪的軸線的傾角的示意圖。
[0023]圖5是在磨損前后本發(fā)明的蝸桿與蝸輪嚙合的位置的示意圖。
【具體實施方式】
[0024]為更進一步闡述本發(fā)明為達成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的蝸輪輪齒磨損后能夠保持精度的平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動其【具體實施方式】、結(jié)構(gòu)、步驟、特征及其功效，詳細說明如后。
[0025]有關(guān)本發(fā)明的前述及其他技術(shù)內(nèi)容、特點及功效，在以下配合參考圖式的較佳實施例的詳細說明中將可清楚呈現(xiàn)。通過【具體實施方式】的說明，應(yīng)當(dāng)可對本發(fā)明為達成預(yù)定目的所采取的技術(shù)手段及功效獲得一更加深入且具體的了解，然而所附圖式僅是提供參考與說明之用，并非用來對本發(fā)明加以限制。
[0026]公知的平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動根據(jù)蝸輪輪齒齒向是否與蝸輪的軸線平行，分為直齒和斜齒兩種形式，如圖1A至圖1D所示，圖1A至圖1D是蝸輪輪齒齒向與蝸輪的軸線呈不同角度時蝸桿與蝸輪的接觸線的分布圖。由圖中接觸線的分布可以看出，無論是直齒(β=0° )還是斜齒)，蝸輪的輪齒有一半的齒面沒有接觸線(稱為未接觸區(qū)域)，即蝸輪的輪齒有一半的齒面沒有與蝸桿接觸和嚙合，這一半的齒面沒有任何磨損。
[0027]請參閱圖2所示，是本發(fā)明的蝸桿沿蝸輪的軸線移動前后蝸桿與蝸輪的接觸線的分布圖。本發(fā)明蝸輪輪齒磨損后能夠保持精度的平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動是根據(jù)蝸桿與蝸輪嚙合的接觸線的分布圖，使蝸桿能夠沿蝸輪的軸向做相應(yīng)的移動，從而使移動后的蝸桿與蝸輪嚙合的接觸線分布在蝸輪輪齒齒面的未接觸區(qū)域，來在蝸輪輪齒磨損后通過移動蝸桿保持蝸桿與蝸輪嚙合的初始精度和側(cè)隙。
[0028]請參閱圖3Α至圖3Β及圖4所示，圖3Α至圖3Β是加工本發(fā)明的蝸輪時刀具進給的方向的示意圖。圖4是本發(fā)明蝸輪輪齒的兩側(cè)齒面相對于蝸輪的軸線的傾角的示意圖。本發(fā)明蝸輪輪齒磨損后能夠保持精度的平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動包括蝸輪I及蝸桿2。其中蝸輪I的齒部是由刀具或砂輪沿著蝸輪I的軸線方向(β =0° )或者是沿著與蝸輪I的軸線成一定角度(β古0° )的直線方向進給加工而成的沿著蝸輪I輪齒的齒長方向齒形一致的輪齒組成，這樣，當(dāng)蝸輪I磨損后，就能夠保證在蝸桿2移動到新的位置時，它們的嚙合與初始位置時的嚙合是一樣的，從而保持了磨損前的精度和側(cè)隙。在刀具或砂輪沿著與蝸輪I的軸線成一定角度的直線方向進給加工輪齒時，刀具或砂輪的進給方向與蝸輪的軸線所成的角度β大于O度且小于90度。本發(fā)明的蝸輪I的齒頂為圓柱面，這與公知的平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動的蝸輪的齒頂形式不同。公知的平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動的蝸輪的齒頂具有一內(nèi)環(huán)面的喉部，加工時是采用刀具或砂輪徑向進給，齒底為圓弧形，這種結(jié)構(gòu)決定了蝸桿無法沿蝸輪的軸向移動。本發(fā)明的蝸輪I的齒頂采用和普通齒輪的齒頂相同的圓柱面，其在加工時刀具3或砂輪是沿蝸輪I的軸向進給，加工直齒(如圖3Α所示)，或者是沿與蝸輪I的軸線成一定角度的直線方向進給，加工斜齒(如圖3Β所示)，這樣，蝸桿2就可以沿蝸輪I的軸向自由移動。本發(fā)明的蝸輪I的輪齒的兩側(cè)齒面為平面，并且蝸輪I輪齒的兩側(cè)齒面相對于蝸輪I的軸線的傾角相等，如圖4所示，其中兩個傾角β1= β2，這樣，從齒頂?shù)烬X根的不同直徑的圓柱面與輪齒兩側(cè)齒面的交線平行，即用與蝸輪I的軸線垂直的不同平面截得的輪齒的齒形均為直線齒，齒形一致。
[0029]請參閱圖5所示，是在磨損前后本發(fā)明的蝸桿與蝸輪嚙合的位置的示意圖。本發(fā)明的蝸桿2與蝸輪I嚙合，并能夠沿蝸輪I的軸線移動，在蝸桿2沿蝸輪I的軸線移動至不同的位置與蝸輪I嚙合時，蝸桿2兩側(cè)的齒面都是分別以蝸輪I輪齒的相應(yīng)側(cè)齒面作為母面，按蝸輪I與蝸桿2的嚙合關(guān)系作展成運動形成的包絡(luò)面。即在加工蝸桿2的齒面時，是采用和加工蝸輪I時具有相同傾角(P1=P2)的平面。如圖5所示，其中a為初始安裝時蝸桿2的初始位置，b為磨損后蝸桿2沿蝸輪I的軸線移動后的位置。本發(fā)明的蝸桿2在初始位置與蝸輪I接觸嚙合，當(dāng)經(jīng)過一段時間后，蝸輪I的輪齒磨損，通過沿蝸輪I的軸向移動蝸桿2到蝸輪I上未與蝸桿2接觸磨損的區(qū)域與之接觸嚙合，可以在保持初始的精度和側(cè)隙的條件下延長平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動的使用壽命。其中本發(fā)明的蝸桿2是根據(jù)蝸桿2與蝸輪I嚙合的接觸線分布的情況，來確定蝸桿2的初始位置和在蝸輪I磨損后蝸桿2沿蝸輪I的軸線移動的方向和距離。
[0030]本發(fā)明根據(jù)具體的使用條件，可以適當(dāng)改變β角使觸線的分布變化或者適當(dāng)?shù)募雍裎佪?，從而可以使蝸桿2多次移動到蝸輪I上的未接觸區(qū)域持續(xù)的保持其接觸性能。因此，本發(fā)明的使用壽命至少是不能保持原有精度和側(cè)隙的平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動的壽命的兩倍。
[0031]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的方法及技術(shù)內(nèi)容作出些許的更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種蝸輪輪齒磨損后能夠保持精度的平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動，包括蝸輪及蝸桿，其特征在于:所述蝸輪的齒部是由刀具或砂輪沿著所述蝸輪的軸線方向或者是沿著與所述蝸輪的軸線成一定角度的直線方向進給加工而成的沿著所述蝸輪輪齒的齒長方向齒形一致的輪齒組成，其中所述蝸輪的齒頂為圓柱面，所述蝸輪輪齒的兩側(cè)齒面為平面，且所述蝸輪輪齒的兩側(cè)齒面相對于所述蝸輪的軸線的傾角相等；所述蝸桿與所述蝸輪嚙合，并能夠沿所述蝸輪的軸線移動，在所述蝸桿沿所述蝸輪的軸線移動至不同的位置與所述蝸輪嚙合時，所述蝸桿兩側(cè)的齒面都是分別以所述蝸輪輪齒的相應(yīng)側(cè)齒面作為母面，按所述蝸輪與所述蝸桿的嚙合關(guān)系作展成運動形成的包絡(luò)面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蝸輪輪齒磨損后能夠保持精度的平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動，其特征在于其中所述蝸桿是根據(jù)所述蝸桿與所述蝸輪嚙合的接觸線分布的情況，確定所述蝸桿的初始位置和在所述蝸輪磨損后所述蝸桿沿所述蝸輪的軸線移動的方向和距離來沿著所述蝸輪的軸線移動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蝸輪輪齒磨損后能夠保持精度的平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動，其特征在于其中在所述刀具或砂輪沿著與所述蝸輪的軸線成一定角度的直線方向進給加工所述輪齒時，所述刀具或砂輪的進給方向與所述蝸輪的軸線所成的角度大于O度且小于90度。
【文檔編號】F16H57/023GK103883679SQ201310026371
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2013年1月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月24日
【發(fā)明者】彭曉南, 肖凱, 吳曉東, 梁春平 申請人:洛陽凱環(huán)精密機械有限公司