專利名稱：滾錐蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的制作方法
專利說明 本發(fā)明涉及一種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，尤其是一種滾動(dòng)蝸桿式新型蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
傳統(tǒng)的蝸桿機(jī)構(gòu)因其齒面間相對滑動(dòng)過大而造成傳動(dòng)效率低、發(fā)熱嚴(yán)重、工作壽命較短及消耗貴重有色金屬材料等缺點(diǎn)，使其應(yīng)用受到一定限制;重慶大學(xué)研制的滾動(dòng)蝸輪式環(huán)面蝸桿機(jī)構(gòu)(附件〔1〕)雖說是解決了傳統(tǒng)的蝸桿機(jī)構(gòu)的上述缺點(diǎn)，但由于該機(jī)構(gòu)是采用單排滾錐來作為蝸輪齒，因而又存在以下不足①因同時(shí)參加嚙合的滾錐數(shù)目很少，使每個(gè)蝸輪齒受載荷很大，而其齒面實(shí)際接觸面積又很小，則使機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)功率受到較大限制。②蝸輪齒數(shù)常常隨傳動(dòng)比之不同而在較大范圍內(nèi)變動(dòng)，則給推廣應(yīng)用(特別是需要在現(xiàn)場制造時(shí))造成了困難。
本發(fā)明的目的在于避免上述已有技術(shù)的不足，提供一種傳動(dòng)效率高，可降低溫升、工作壽命長和不消耗貴重有色金屬，而且傳動(dòng)功率大，便于應(yīng)用的滾動(dòng)蝸桿式傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的齒面解析方程和結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的根據(jù)空間嚙合理論，建立特殊坐標(biāo)系統(tǒng)，導(dǎo)出蝸桿齒面方程，蝸桿付嚙合方程(嚙合函數(shù))及蝸輪齒面方程，又依據(jù)這些方程，設(shè)計(jì)了一種滾錐包絡(luò)滾動(dòng)蝸桿式蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。此滾動(dòng)式蝸桿由基圓柱套筒(簡稱基圓柱)、圓錐形滾子(包括廓線為曲線的各種旋轉(zhuǎn)體滾子，簡稱滾套)，銷軸等構(gòu)成。滾套與銷軸構(gòu)成一個(gè)滾錐齒單元，滾錐齒在裝配后應(yīng)保證滾套相對于銷軸能自由靈活轉(zhuǎn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)嚙合中兩齒面間的滾動(dòng)接觸。若干個(gè)滾錐齒沿基圓柱上螺旋線均勻分布，銷軸與基圓柱的軸線正交并相固聯(lián)(過盈配合、膠接等)，蝸桿的齒面由滾錐齒表面包絡(luò)形成，蝸輪的齒面再由滾錐齒包絡(luò)面按對偶加工原理而包絡(luò)生成。
由于采用上述方案，本發(fā)明可以做到①因蝸桿副兩齒面間的嚙合以相對滾動(dòng)為主，可使齒面的摩擦、磨損大為減少;同時(shí)，滾錐齒與蝸輪齒面間的楔形空間，滾套在嚙合中的自轉(zhuǎn)對潤滑液的卷吸作用都有利于在齒面間形成流體潤滑狀態(tài)，因而可較大地提高傳動(dòng)效率，降低溫升，減少膠合失效，延長工作壽命;又因?yàn)辇X面間的滾動(dòng)接觸使得蝸桿、蝸輪均能采用硬齒面，可克服傳統(tǒng)蝸桿機(jī)構(gòu)需要消耗貴重有色金屬材料的缺點(diǎn)。②此蝸桿機(jī)構(gòu)由于采用滾動(dòng)式蝸桿，因而同時(shí)參加嚙合的滾錐數(shù)目較單排滾錐齒滾動(dòng)蝸輪式機(jī)構(gòu)的要多(在蝸輪的軸向和周向均有重合度、滾動(dòng)蝸輪式只有端面即周向重合度)，從而使單個(gè)滾錐齒上分擔(dān)的載荷較小，具有較大的承載能力，能適用于大功率傳動(dòng)。③此機(jī)構(gòu)中蝸桿齒數(shù)可以較大范圍內(nèi)變動(dòng)，從而既可滿足大傳動(dòng)比又能滿足小傳動(dòng)比的需要，且蝸桿便于專業(yè)化大量生產(chǎn)，方便了蝸輪加工制造。
下面是本發(fā)明的方程、附圖和一個(gè)實(shí)施例。
本發(fā)明的方程 1、蝸桿齒面方程 設(shè)立坐標(biāo)系如

圖1。其中，標(biāo)架Sc(

)與圓錐形指狀銑刀(即實(shí)際機(jī)構(gòu)中蝸桿的某個(gè)滾錐齒，以下簡稱銑刀)相固連;S0(

)為與蝸桿相固連的標(biāo)架;取μ、θ為銑刀圓錐面的參變量。

2、蝸桿蝸輪的嚙合方程 設(shè)置坐標(biāo)系如圖2所示。其中，S(

)為空間固定標(biāo)架;S1(

)和S2(

)分別為與蝸桿1、蝸輪2相固連的動(dòng)標(biāo)架，

分別為蝸桿、蝸輪的軸線;

分別為蝸桿、蝸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)矢量，其模ω1＝ (dφ1)/(dt) ，ω2＝ (dφ2)/(dt) ，且有關(guān)系ω2＝i21ω1;設(shè)a為嚙合中心距，a＝O1O2＝－a

為蝸桿齒面的法矢。
嚙合方程
3、蝸輪齒面的方程 設(shè)立坐標(biāo)系如圖2，則
圖3是本發(fā)明實(shí)施例的外形結(jié)構(gòu)圖 圖4是上述實(shí)施例的構(gòu)造圖 圖5為圖4的A-A面剖示圖 圖中1為基圓柱套筒，2為圓錐形滾子，3為銷軸。
在圖3中，該滾動(dòng)式蝸桿由基圓柱套筒1、圓錐形滾子(簡稱滾套)2、銷軸3及其他零件構(gòu)成。滾套2與銷軸3構(gòu)成一個(gè)滾錐齒單元;在必要及結(jié)構(gòu)尺寸允許(模數(shù)較大)時(shí)，在滾套2與銷軸3之間可加入滾動(dòng)元件(如滾針)和滾動(dòng)軸承;滾錐齒在裝配后應(yīng)保證滾套2相對銷軸3能自由靈活轉(zhuǎn)動(dòng)。若干個(gè)滾錐齒洞基圓柱1上螺旋線均勻分布，銷軸3與基圓柱1的軸線正交并相固聯(lián)，蝸桿的齒面由滾錐齒表面包絡(luò)形成。本實(shí)施例中，蝸輪的齒面由滾錐齒包絡(luò)面按對偶加工原理而包絡(luò)生成，外形上與傳統(tǒng)蝸桿機(jī)構(gòu)中的蝸輪相似。
權(quán)利要求
1、一種滾錐包絡(luò)滾動(dòng)蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，由蝸桿、蝸輪構(gòu)成運(yùn)動(dòng)副，其特征是滾動(dòng)式蝸桿由基圓柱套筒(1)，圓錐形滾子(包括廓線為曲線的各種旋轉(zhuǎn)體滾子)，銷軸(3)構(gòu)成，蝸桿齒面由沿圓柱面螺旋線分布的若干個(gè)滾套(2)旋轉(zhuǎn)面包絡(luò)形成，蝸輪齒面再由蝸桿齒面包絡(luò)生成，各個(gè)滾套(2)可繞其銷軸(3)轉(zhuǎn)動(dòng)。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述滾動(dòng)蝸桿機(jī)構(gòu)，其特征是蝸桿上的滾套(2)與銷軸(3)間可加入滾動(dòng)元件，滾動(dòng)軸承。
3、根據(jù)權(quán)利要求1所述滾動(dòng)蝸桿機(jī)構(gòu)，其特征是銷軸(3)與蝸桿基圓柱套筒(1)正交固聯(lián)。
全文摘要
本發(fā)明是用于機(jī)械傳動(dòng)的新型滾動(dòng)蝸桿機(jī)構(gòu)。此機(jī)構(gòu)用沿柱面螺旋線分布的若干個(gè)可繞自軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)的滾錐(含曲線旋轉(zhuǎn)面)來包絡(luò)形成蝸桿齒面，再由此包絡(luò)出蝸輪齒面。從而實(shí)現(xiàn)了蝸桿副的滾動(dòng)嚙合。此機(jī)構(gòu)既保持了傳統(tǒng)蝸桿機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比大、結(jié)構(gòu)緊湊的優(yōu)點(diǎn)，又可使之在效率、溫升、壽命及適用功率范圍等性能上有很大改進(jìn)；因采用硬齒面對而節(jié)省了貴重有色金屬，又便于蝸輪制造，故此結(jié)構(gòu)為高效節(jié)能、易推廣實(shí)用的傳動(dòng)形式，適用于各種功率下減速、增速和分度裝置。
文檔編號(hào)F16H1/00GK1080374SQ9310324
公開日1994年1月5日 申請日期1993年3月26日 優(yōu)先權(quán)日1993年3月26日
發(fā)明者溫正忠 申請人:西安電子科技大學(xué)