專(zhuān)利名稱(chēng)：帶滾動(dòng)體的蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)，尤其與蝸桿上帶滾動(dòng)體的蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)有關(guān)。
常用的蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)都有一個(gè)蝸桿和與之能?chē)Ш系奈佪喗M成。這樣的機(jī)構(gòu)雖然具有傳動(dòng)功能，但是由于蝸桿和蝸輪的嚙合區(qū)的滑動(dòng)摩擦，其傳動(dòng)效率和功率都受到一定的限制。為了提高其傳動(dòng)的效率，有增加蝸桿線(xiàn)數(shù)和采用弧面蝸桿等方案，但這類(lèi)方案存在著會(huì)減小其傳動(dòng)比，或增大蝸輪結(jié)構(gòu)尺寸，或增加制造工藝難度，或提高材質(zhì)等缺點(diǎn)。還有一種改進(jìn)方案是在蝸輪上安裝滾動(dòng)體，即在蝸輪上與蝸桿嚙合的圓周面上安裝與傳動(dòng)比數(shù)量相同的芯軸，芯軸上安裝滾動(dòng)套，滾動(dòng)套與蝸桿螺旋面滾動(dòng)嚙合實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)；或者將滾動(dòng)體安插在蝸輪圓周面上實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)。這類(lèi)結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是1，在同樣情況下會(huì)減小傳動(dòng)比，或增大蝸輪尺寸，2，為提高其承載能力要采用弧面蝸桿、這勢(shì)必要使結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造和安裝精度的要求也要提高。
本實(shí)用新型的目的是要設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造和安裝方便的蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)，這種機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)摩擦系統(tǒng)小，承載能力大。
本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)由蝸輪和裝有滾動(dòng)體及滾動(dòng)體保持器的蝸桿組成，滾動(dòng)體分別可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在蝸桿的螺旋槽中，保持器固定在蝸桿的外周面上。滾動(dòng)體可以是球形體，圓柱體和復(fù)合柱體及其它各種形狀。
具有上述結(jié)構(gòu)的蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)如下由于本設(shè)計(jì)的蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)中在蝸桿螺旋槽內(nèi)設(shè)置有滾動(dòng)體，蝸桿傳動(dòng)力矩通過(guò)滾動(dòng)體傳送到蝸輪上，使蝸桿的螺旋面與滾動(dòng)體，滾動(dòng)體和蝸輪間形成滾動(dòng)摩擦，因此減小了由于摩擦產(chǎn)生的功率損失，可以明顯的提高傳動(dòng)效率。此外，由于蝸桿和蝸輪之間實(shí)現(xiàn)了滾動(dòng)摩擦，因此蝸輪不需使用價(jià)格高的耐摩材料，同時(shí)也延長(zhǎng)了蝸輪的使用壽命。即使采用非弧面蝸桿，只要選擇適當(dāng)形狀的滾動(dòng)體也有較大的承載能力，其傳動(dòng)功率可高達(dá)60千瓦左右。


圖1 為本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)的嚙合狀態(tài)圖。
圖2 為帶有螺旋狀滾動(dòng)體保持器的蝸桿外形圖。
圖3 為另一種形式的滾動(dòng)體保持器，將滾動(dòng)體可轉(zhuǎn)動(dòng)地安置在蝸桿螺旋槽內(nèi)的結(jié)構(gòu)圖。
圖4 為由定位芯軸將滾動(dòng)體可轉(zhuǎn)動(dòng)地安置在蝸桿螺旋槽內(nèi)的結(jié)構(gòu)圖。
圖5 為適合大功率傳動(dòng)的帶滾動(dòng)體的蝸桿的局部結(jié)構(gòu)圖。
圖6 為圖5的正視圖。
圖7 為圖5中使用的滾動(dòng)體保持器的結(jié)構(gòu)圖，其中a為b中的A－A剖視圖，b為俯視圖。
圖8 為適合小功率傳動(dòng)的帶球形滾動(dòng)體的蝸桿的局部結(jié)構(gòu)圖。
下面將結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式及其效果作進(jìn)一步的描述。
圖1是本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的一種蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)嚙合時(shí)的結(jié)構(gòu)圖，它由蝸輪1和帶滾動(dòng)體3的蝸桿2組成。由滾動(dòng)體保持器4將滾動(dòng)體3可轉(zhuǎn)動(dòng)的、等距離地傾斜限位安裝在蝸桿2的螺旋槽內(nèi)。滾動(dòng)體3是兩端或下端為平頭圓錐體和中間的圓柱體組成的復(fù)合柱體，其長(zhǎng)徑比等于或略小于1。復(fù)合柱體的下端的平頭圓錐體和中間圓柱體的形狀正好與蝸桿螺旋槽相適配，使?jié)L動(dòng)體傾斜地安置在螺旋槽內(nèi)，滾動(dòng)體在螺旋槽內(nèi)可沿其自身的中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)。相鄰的滾動(dòng)體兩兩相對(duì)傾斜地設(shè)置，當(dāng)蝸桿作不同方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，分別與蝸輪嚙合。滾動(dòng)體保持器4是帶有與滾動(dòng)體數(shù)量相同的等距離孔的長(zhǎng)帶，按蝸桿螺旋線(xiàn)相同的角度纏繞在蝸桿外，兩端用螺釘固定在蝸桿上。各滾動(dòng)體凸出在滾動(dòng)體保持器4外，由于保持器4上各孔的直徑小于滾動(dòng)體中間圓柱體的中心矩形截面的對(duì)角線(xiàn)的長(zhǎng)度，因此滾動(dòng)體被限制在蝸桿的螺旋槽和滾動(dòng)體保持器4的空間內(nèi)，不會(huì)從中掉出(見(jiàn)圖2)。
工作中，當(dāng)蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，蝸輪與蝸桿上的向同一方向傾斜的凸出在保持器外的滾動(dòng)體嚙合，將蝸桿的傳動(dòng)力矩傳遞到蝸輪上。由于滾動(dòng)體在工作過(guò)程中可以沿其軸作旋轉(zhuǎn)，因此蝸輪齒面與滾動(dòng)體之間及滾動(dòng)體與蝸桿的螺旋槽之間均為滾動(dòng)摩擦，因而可明顯地減少由摩擦而造成的功率損失。
以單線(xiàn)蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)為例，采用現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的鋼蝸桿與錫青銅制的蝸輪間的摩擦系數(shù)為0.02－0.12。本發(fā)明的鋼蝸桿、鋼蝸輪與鋼制復(fù)合柱體滾動(dòng)體之間的滾動(dòng)摩擦系數(shù)為0.002，由此減小了摩擦系數(shù)，可使傳動(dòng)效率提高到90％以上。改變蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)方向，則蝸桿上的向另一方向傾斜的滾動(dòng)體參與嚙合，同樣可以傳遞傳動(dòng)力矩。
本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)，由于采用將滾動(dòng)體安裝在蝸桿上的結(jié)構(gòu)，因此整個(gè)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造和安裝特別方便。蝸輪可以用淬火鋼代替較昂貴的耐摩材料錫青銅。在同樣情況下，既不會(huì)減小傳動(dòng)比，又不會(huì)增大蝸輪尺寸。這種結(jié)構(gòu)的蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)可傳遞中型功率。
滾動(dòng)體也可采用球形體(見(jiàn)圖8)，柱體(見(jiàn)圖4、5)。一般情況下，采用球形體作為滾動(dòng)體的蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)適合小功率傳動(dòng)。
圖3 是用工程塑料注塑成的整體的滾動(dòng)體保持器34，將滾動(dòng)體33安裝在蝸桿32螺旋槽內(nèi)的部分結(jié)構(gòu)圖。塑料保持器包絡(luò)住滾動(dòng)體的一部分柱面和端面。塑料成型工藝簡(jiǎn)單、制作方便。
圖4 是另一種結(jié)構(gòu)的滾動(dòng)體保持器，它由定位芯軸45和軸向檔圈46組成。滾動(dòng)體有中心通孔、定位芯軸和軸向檔圈穿過(guò)滾動(dòng)體的中心孔與蝸桿42的螺旋槽螺紋配合，滾動(dòng)體可繞定位芯軸轉(zhuǎn)動(dòng)。使用柱狀滾動(dòng)體時(shí)，相鄰的滾動(dòng)體也要兩兩傾斜對(duì)置、以便在蝸桿以不同方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)與蝸輪分別嚙合。
圖5 是又一種結(jié)構(gòu)的滾動(dòng)體保持器，適用于小直徑有錐度的圓柱狀的滾動(dòng)體。這種保持器54的兩側(cè)為柵欄狀板，柵欄間的空間寬度小于圓柱體狀滾動(dòng)體的直徑。各滾動(dòng)體適配在柵欄的空間內(nèi)，并貼在螺旋槽的槽壁，在滾動(dòng)體保持器54的頂部用螺釘55將保持器固定在螺旋的齒頂上。為了便于安裝，在一般情況下保持器采用分段結(jié)構(gòu)，組裝適配在蝸桿上。這種結(jié)構(gòu)的蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)可以有大的傳動(dòng)比，適合50－60千瓦的大功率傳動(dòng)。
也可采用側(cè)面帶有相應(yīng)孔的兩個(gè)管形半體狀的滾動(dòng)體保持器，將滾動(dòng)體可轉(zhuǎn)動(dòng)地安置在蝸桿的螺旋槽內(nèi)，然后再將保持器用螺釘固定在蝸桿外。這種保持器適用于球形滾動(dòng)體和各種圓柱體狀和復(fù)合柱體狀的滾動(dòng)體。
權(quán)利要求1.一種由蝸桿和蝸輪組成的蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)，其特征是所說(shuō)的蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)還包括與蝸輪直接嚙合的滾動(dòng)體和滾動(dòng)體保持器，所說(shuō)的滾動(dòng)體分別可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在蝸桿的螺旋槽中，所說(shuō)的保持器固定在蝸桿的外周面上。
2.按權(quán)利要求1所說(shuō)的蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)，其特征是所說(shuō)的滾動(dòng)體是球形體，圓柱體和復(fù)合柱體中的一種。
3.按權(quán)利要求1或2所說(shuō)的蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)，其特征是所說(shuō)的滾動(dòng)體保持器是帶有與滾動(dòng)體數(shù)量相同的等距離孔的長(zhǎng)帶，所說(shuō)的長(zhǎng)帶按蝸桿相同的角度纏繞在蝸桿螺旋線(xiàn)上，長(zhǎng)帶的兩端用螺釘固定在蝸桿上，所說(shuō)的圓柱體和復(fù)合圓柱體的滾動(dòng)體的長(zhǎng)徑比略小于1，傾斜安裝在螺旋槽內(nèi)，又凸出在滾動(dòng)體保持器的孔外，相鄰的滾動(dòng)體兩兩相對(duì)地傾斜設(shè)置。
4.按權(quán)利要求1或2所說(shuō)的蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)，其特征是所說(shuō)的滾動(dòng)體保持器是兩個(gè)側(cè)面帶孔的管形半體，用螺釘固定在蝸桿上，所說(shuō)的圓柱體和復(fù)合圓柱體的滾動(dòng)體的長(zhǎng)徑比略小于1，傾斜安裝在螺旋槽內(nèi)，相鄰的滾動(dòng)體兩兩相對(duì)傾斜設(shè)置。
5.按權(quán)利要求1或2所說(shuō)的蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)，其特征是所說(shuō)滾動(dòng)體保持器由定位芯軸和軸向檔圈組成，定位芯軸和軸向檔圈穿過(guò)滾動(dòng)體與蝸桿螺紋配合，將滾動(dòng)體安裝在螺旋槽內(nèi)，所說(shuō)的圓柱體和復(fù)合圓柱體的滾動(dòng)體傾斜安裝在螺旋槽內(nèi)，相鄰的滾動(dòng)體兩兩相對(duì)傾斜設(shè)置。
6.按權(quán)利要求1所說(shuō)的蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)，其特征是所說(shuō)滾動(dòng)體為帶錐度的細(xì)長(zhǎng)圓柱狀，所說(shuō)的滾動(dòng)體保持器的兩側(cè)為柵欄，柵欄間的空間寬度小于圓柱體直徑，各滾動(dòng)體適配在柵欄空間內(nèi)貼在螺旋槽的槽壁，圓柱體的柱面凸出在柵欄外，在滾動(dòng)體保持器的頂部用螺釘將保持器固定在螺桿的螺旋形齒頂上。
專(zhuān)利摘要帶滾動(dòng)體的蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)。它由蝸輪和裝有滾動(dòng)體及滾動(dòng)體保持器的蝸桿組成。滾動(dòng)體可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在蝸桿的螺旋槽中，凸出在滾動(dòng)體保持器的外面。這種蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)可明顯地降低功率損失，提高傳動(dòng)效率，在同樣情況下不會(huì)減小傳動(dòng)比，也不需增大蝸輪尺寸。
文檔編號(hào)F16H1/16GK2110742SQ9123258
公開(kāi)日1992年7月22日 申請(qǐng)日期1991年12月25日 優(yōu)先權(quán)日1991年12月25日
發(fā)明者黃建昕 申請(qǐng)人:黃建昕