專利名稱：非常態(tài)雙蝸桿傳動減速機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明為非常態(tài)雙蝸桿傳動減速機，適用于機械傳動領(lǐng)域，作高效率傳輸減速器用，可分別設(shè)計成不可逆?zhèn)鲃雍涂赡鎮(zhèn)鲃觾煞N形式。
目前機械傳動領(lǐng)域中廣泛使用的、傳輸效率較高的標(biāo)準(zhǔn)漸開線圓柱齒輪無自鎖性能，而具有自鎖性能的蝸桿蝸輪傳動效率卻又很低。
本發(fā)明的目的是設(shè)計一種既具有普通標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動的高效率，同時，又能根據(jù)需要設(shè)計成具有自鎖或不自鎖特性的新穎的非常態(tài)漸開線傳動機構(gòu)。
非常態(tài)雙蝸桿傳動減速機是在對現(xiàn)有齒輪傳動及齒輪和螺紋自鎖原理進行了深入的理論分析和試驗研究，并對其作了突破性的發(fā)展的基礎(chǔ)上設(shè)計而成的。所謂非常態(tài)是指蝸桿傳動付的運動學(xué)和動力學(xué)特性與普通齒輪傳動不同，當(dāng)其處于不可逆?zhèn)鲃訒r，蝸桿付減速比與其分度圓半徑之比不相等，主、從動蝸桿的螺旋升角也不等。此時，主動蝸桿可以正反方向(或單方向)帶動從動蝸桿自由轉(zhuǎn)動，而從動蝸桿則不能帶動主動蝸桿傳動(正、反向)，其所以有這種傳動不可逆特征是因為當(dāng)主動蝸桿帶動從動蝸桿時。其作用合力遠(yuǎn)離從動蝸桿摩擦圓的緣故，而反之當(dāng)從動蝸桿帶動主動蝸桿時，其作用合力則是通過主動蝸桿摩擦圓，故處于自鎖狀態(tài)，在此情況下，若將主從動蝸桿的螺旋升角設(shè)計在螺紋自鎖角以下，則主動蝸桿只能單方向帶動從動蝸桿傳動。當(dāng)蝸桿傳動付處于傳動可逆狀態(tài)時，蝸桿付減速比與其分度圓半徑之比相等。主從動蝸桿螺旋升角也相等，此時，主動蝸桿既可帶動從動蝸桿轉(zhuǎn)動，從動蝸桿也能帶動主動蝸桿轉(zhuǎn)動，其所以有這種傳動可逆特征，是因為為主、從動蝸桿互為作用時，其作用合力均不通過蝸桿摩擦圓的緣故。這種傳動器件，在設(shè)計的額定負(fù)荷內(nèi)，比普通圓柱齒輪的傳動效率要高，利用本傳動器件可以設(shè)計成不同級數(shù)不同傳動比不同功率大小的各種類型減速機，并可與普通齒輪傳動減速機構(gòu)組合使用。
非常態(tài)雙蝸桿傳動減速機是采取以下方案實現(xiàn)的主要有減速機箱體，箱體上依次安裝有輸入軸、中間軸、輸出軸，軸兩端均裝有軸承，安裝在箱體的軸承座上，中間軸可根據(jù)所需傳動比設(shè)計成多級，輸入軸上安裝有兩個第一級傳動主動蝸桿，一個為主動左旋蝸桿，另一個為主動右旋蝸桿。中間軸上兩頭各安裝有一個第一級傳動的從動蝸桿，其中一個為從動右旋蝸桿與第一級主動左旋蝸桿相嚙合，另一個為從動左旋蝸桿與第一級主動右旋蝸桿相嚙合。中間軸中部安裝有第二級傳動的兩個主動蝸桿，其中一個為左旋蝸桿，另一個為右旋蝸桿。輸出軸上安裝有第二級傳動的從動蝸桿兩個，一個為右旋從動蝸桿與中間軸上的第二級傳動的主動左旋蝸桿相嚙合，另一個為左旋從動蝸桿與中間軸上第二級傳動的主動右旋蝸桿相嚙合。中間軸及傳動蝸桿可以根據(jù)要求傳動比設(shè)計成多級。由于傳動軸上裝的蝸桿設(shè)計為左、右一對蝸桿減少了軸向推力，因而軸兩端裝的軸承為普通軸承，傳動蝸桿根據(jù)傳動比要求及傳輸功率設(shè)計為單頭或多頭蝸桿。本減速機具有如下特點1、本減速機設(shè)計為不可逆?zhèn)鲃訒r，蝸桿傳動比與其分度圓半徑之比不等，即主、從動蝸桿的螺旋升角不等;
2、本減速機設(shè)計為傳動不可逆時，輸入軸可以正、反向或單方向帶動輸出軸轉(zhuǎn)動，而輸出軸則不能帶動輸入軸轉(zhuǎn)動，即處于自鎖狀態(tài);
3、本減速機設(shè)計為傳動可逆時，蝸桿傳動比等于其分度圓半徑之比，即主從動蝸桿的螺旋升角相等;
4、本減速機設(shè)計為傳動可逆時，輸入軸既可帶動輸出軸轉(zhuǎn)動，輸出軸亦能帶動輸入軸轉(zhuǎn)動;
5、本減速機的雙蝸桿嚙合過程與普通齒輪嚙合過程相比較，接觸齒嚙合成可以設(shè)計在節(jié)點一邊嚙合，故能耗小，效率高;
6、本減速機采用左、右旋雙蝸桿傳動，故嚙合齒接觸線長度不受齒輪重迭系數(shù)限制。這樣在實現(xiàn)傳動系統(tǒng)等強度設(shè)計時，本減速機可以設(shè)計得比較小巧，從而達到傳遞相同功率的情況下，其重量比普通減速機要輕，體積要小。
7、本減速機采用的雙蝸桿傳動，不存在根切現(xiàn)象，且蝸桿的最小頭數(shù)可為1，而普通齒輪減速機的最小齒數(shù)受根切現(xiàn)象的限制，最少齒數(shù)為17，因而在實現(xiàn)同一傳動比的情況下，本減速機與普通減速機相比結(jié)構(gòu)輕巧;
8、本減速機蝸桿嚙合齒數(shù)遠(yuǎn)大于一般齒輪，故傳動平穩(wěn)，無沖擊，噪音小;
9、本減速機所用蝸桿其加工方法與普通齒輪完全不同，普通齒輪要用造價較高的齒輪機床進行加工，而本減速機的蝸桿只要用普通車床或銑床即可加工，生產(chǎn)效率高，加工方便，利于保證精度;
10、本減速機蝸桿傳動設(shè)計成雙旋向，改善了傳動系統(tǒng)的力學(xué)性能，使軸向力相互抵消，簡化了軸承結(jié)構(gòu);
11、本減速機是由非常態(tài)雙蝸桿傳動付所構(gòu)成的功率放大器件設(shè)計而成，其運動學(xué)和動力學(xué)特性與普通齒輪傳動有別，因而普通減速機的設(shè)計原則在此是不適用的;
12、本減速機所用材料及冷熱加工工藝均無特殊要求，因而加工方便，造價低廉;
13、本減速機系列化后，其功率大小、傳動比、進出軸尺寸及裝配形式等均與普通減速機或?qū)Ｓ脺p速機一致，便于用戶使用。
下面將結(jié)合附圖
對本發(fā)明作進一步說明。
附圖是非常態(tài)雙蝸桿傳動減速機示意圖。
參照附圖非常態(tài)雙蝸桿傳動減速機主要結(jié)構(gòu)有箱體(1)，箱體上依次安裝有輸入軸(2)，中間軸(3)，輸出軸(4)，軸兩端均裝有軸承(5)安裝在箱體(1)的軸承座上，中間軸(3)可根據(jù)所需傳動比或輸入轉(zhuǎn)速設(shè)計為多級減速傳動軸。輸入軸(2)上加工有兩個第一級主動蝸桿(A，A′)，A為左蝸桿，A′為右旋蝸桿，中間軸(3)上兩頭裝有第一級傳動的從動蝸桿(B，B′)，B為第一級傳動的從動右旋蝸桿與第一級主動左旋蝸桿A相嚙合，B′為第一級傳動的從動左旋蝸桿與第一級主動右旋蝸桿A′相嚙合。中間軸(3)中部安裝有第二級傳動的兩個主動蝸桿(C，C′)，C為第二級傳動的主動左旋蝸桿，C′為第二級傳動的主動右旋蝸桿，輸出軸(4)上安裝有第二級傳動的從動蝸桿兩個(D，D′)，D為第二級傳動的從動右旋蝸桿與第二級傳動的主動左旋蝸桿C相嚙合，D′為第二級傳動的從動左旋蝸桿與第二級傳動的主動右旋蝸桿C′相嚙合。中間軸與傳動的左右旋蝸桿，可以根據(jù)傳動比要求設(shè)計成多級減速，同一根傳動軸上裝配的傳動蝸桿設(shè)計為成對出現(xiàn)的左右旋雙蝸桿，傳動蝸桿根據(jù)傳動比要求及傳輸功率可設(shè)計為單頭蝸桿或多頭蝸桿。
由于本減速機具有傳動效率高的特性，還具有體積小、重量輕、噪音小、結(jié)構(gòu)平穩(wěn)的優(yōu)點，可取代普通變速器，用于傳動系統(tǒng)，非常態(tài)雙蝸桿傳動不可遞減速機應(yīng)用于起吊設(shè)備，如起重機、卷揚機、礦山提升機械等，可以省去制動器，簡化機械電氣系統(tǒng)，達到降低成本，提高可靠性之目的，這里尤其要著重指出的是其用在起吊設(shè)備上，上升起吊重物時傳動效率接近普通減速機，而下降移運重物時，原動機只需克服蝸桿嚙合齒面摩擦力作退讓運動，其耗能很小，幾乎原動機運行在空載狀態(tài)，此時輸入軸只要很小力矩就可帶動輸出軸負(fù)載運轉(zhuǎn)，即具有機械功率放大之效應(yīng)。特別是當(dāng)將其用于航空飛行器上，還可達到減輕重量減小體積提高飛行器運輸能力的目的。總之，由于本減速機具有普通齒輪傳動減速機所不具備的一系列優(yōu)點，因而它將在一系列領(lǐng)域取代普通減速機而得以廣泛應(yīng)用。
權(quán)利要求
1.一種具有箱體、輸入軸、中間軸、輸出軸、軸承、傳動蝸桿組成的非常態(tài)雙蝸桿傳動減速機，其特征是輸入軸上安裝有兩個第一級主動蝸桿，一個為主動左旋蝸桿，另一個為主動右旋蝸桿；中間軸上兩頭各安裝有一個第一級傳動從動蝸桿，其中一個從動右旋蝸桿與第一級主動左旋蝸桿相嚙合，另一個從動左旋蝸桿與第一級主動右旋蝸桿相嚙合；中間軸中部安裝有第二級傳動的二個主動蝸桿，其中一個為左旋蝸桿，另一個為右旋蝸桿；輸出軸安裝有第二級傳動從動蝸桿二個，一個為右旋蝸桿，與中間軸上的第二級傳動的主動左旋蝸桿相嚙合，另一個為左旋蝸桿，與中間軸上的第二級傳動的主動右旋蝸桿相嚙合；中間軸及傳動蝸桿，可根據(jù)傳動速比要求設(shè)計成多級，同一傳動軸上裝配的傳動蝸桿均為成對出現(xiàn)的左右旋蝸桿，非常態(tài)雙蝸桿傳動減速機可設(shè)計為傳動不可逆與傳動可逆兩類。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非常態(tài)雙蝸桿傳動減速機，其特征是易設(shè)計為傳動不可逆時;雙蝸桿傳動比(即蝸桿付頭數(shù)之比)不等于主從動蝸桿分度圓半徑之比;而設(shè)計為傳動可逆時，雙蝸桿傳動比(即蝸桿付頭數(shù)之比)等于主從動蝸桿分度圓半徑之比。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非常態(tài)雙蝸桿傳動減速機，其特征是傳動蝸桿根據(jù)傳動減速要求及傳輸功率為單頭或多頭蝸桿。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非常態(tài)雙蝸桿傳動減速機，其特征是雙蝸桿傳動付還可與普通齒輪傳動設(shè)計成組合形式應(yīng)用于不同的特定場合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非常態(tài)雙蝸桿傳動減速機，其特征是在設(shè)計成不可逆?zhèn)鲃訒r，只要主從動蝸桿螺旋升角設(shè)計車螺紋自鎖角以下，則輸入軸就只能單方向(正向或反向取決于起始狀態(tài))帶動輸出軸轉(zhuǎn)動，而輸出軸則不能帶動輸入軸轉(zhuǎn)動。
全文摘要
本發(fā)明非常態(tài)雙蝸桿傳動減速機，適用于機械傳動領(lǐng)域作高效率傳輸減速器用，其傳動的可逆或不可逆兩種類型可分別應(yīng)用于機械傳動的不同場合。減速機主要結(jié)構(gòu)有箱體、輸入軸、中間軸、輸出軸、軸承、傳動齒輪為經(jīng)特殊設(shè)計的成對出現(xiàn)的左、右旋雙蝸桿。該減速機與同功率普通減速機相比，傳動效率高、體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、傳動平穩(wěn)，并可與普通齒輪傳動組合使用。
文檔編號F16H49/00GK1059396SQ9010572
公開日1992年3月11日 申請日期1990年8月20日 優(yōu)先權(quán)日1990年8月20日
發(fā)明者李輝宇, 楊新功, 杭慶平, 錢照德 申請人:揚州師范學(xué)院