專利名稱：側(cè)隙可調(diào)式平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動(dòng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種蝸桿傳動(dòng)，尤其是側(cè)隙可調(diào)式平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動(dòng)。
蝸桿傳動(dòng)屬于交錯(cuò)軸傳動(dòng)，具有結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲低，運(yùn)動(dòng)誤差小等特點(diǎn)。因而被廣泛應(yīng)用于機(jī)械裝備中作為減速裝置和精密傳動(dòng)裝置。目前公知公用的蝸桿傳動(dòng)主要有直齒平面蝸輪環(huán)面蝸桿傳動(dòng)、斜齒平面蝸輪環(huán)面蝸桿傳動(dòng)和雙導(dǎo)程圓柱蝸桿傳動(dòng)等。其中直齒平面蝸輪環(huán)面蝸桿傳動(dòng)是1922年美國E.Wildharber發(fā)明的。其蝸輪為一個(gè)以直線為齒廓的直齒輪，齒面是與蝸輪軸線平行的平面；蝸桿是一包圍著蝸輪的環(huán)面蝸桿，其齒面是以上述蝸輪齒平面作為母面，按蝸輪與蝸桿的嚙合關(guān)系作展成運(yùn)動(dòng)形成的包絡(luò)面，屬平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿。因此，這種傳動(dòng)的蝸桿可淬火并用平面砂輪磨削，齒面硬度高、粗糙度低，易于精密制造；蝸輪與蝸桿同時(shí)嚙合的齒數(shù)多，可達(dá)圓柱蝸桿傳動(dòng)的3～4倍，對(duì)輪齒周節(jié)誤差有平均效應(yīng)。蝸輪齒面為平面，可磨削，易于進(jìn)行精密加工，并且由于它與蝸桿嚙合時(shí)，瞬時(shí)接觸線只分布在輪齒中間平面偏嚙入的一端。正向、反向傳動(dòng)時(shí)，蝸輪輪齒兩側(cè)齒面的瞬時(shí)接觸線分別位于其中間平面的兩側(cè)。若將蝸輪做成剖分式，即沿蝸輪中間平面剖分成兩部分，當(dāng)兩部分相錯(cuò)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，便可改變蝸桿和蝸輪相鄰齒面間的齒側(cè)間隙或補(bǔ)償蝸輪齒面的磨損減薄量。該傳動(dòng)的不足之處在于(1).由正平面包絡(luò)形成的蝸桿，當(dāng)傳動(dòng)比i稍小，例如i≤30時(shí)，蝸桿入口段的齒面將產(chǎn)生根切；因而較適用于傳動(dòng)比大的傳動(dòng)場(chǎng)合，故應(yīng)用范圍有限。(2).剖分式的兩半蝸輪由于結(jié)構(gòu)上的限制，一般只能靠弧形槽和螺栓壓緊，可靠性不如整體式蝸輪。(3)若蝸輪是通過輪轂上的鍵槽與軸上的鍵聯(lián)接傳動(dòng)的，為保證其中半個(gè)蝸輪相對(duì)另半個(gè)蝸輪錯(cuò)位轉(zhuǎn)動(dòng)，務(wù)必要將蝸輪的鍵槽加寬，這給傳動(dòng)的齒側(cè)間隙調(diào)整帶來不便。
斜齒平面蝸輪環(huán)面蝸桿的傳動(dòng)是1951年日本東京工業(yè)大學(xué)教授佐藤申一發(fā)明的，并在日本福田齒輪株式會(huì)社開發(fā)生產(chǎn)，其產(chǎn)品商標(biāo)為PLANA，傳動(dòng)比可小于30。該傳動(dòng)是發(fā)明人鑒于直齒平面蝸輪環(huán)面蝸桿傳動(dòng)適用的傳動(dòng)比范圍受到限制提出的。其蝸輪齒為斜平面齒，兩側(cè)齒平面均與蝸輪軸線以相等的傾角斜交，分別與以蝸輪軸線為軸線的兩個(gè)完全對(duì)稱的倒錐面相切；其蝸桿也屬平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿，該齒面是以斜齒平面蝸輪的齒平面作為母面，按蝸輪與蝸桿的嚙合關(guān)系作展成運(yùn)動(dòng)形成的包絡(luò)面。蝸輪與蝸桿正向、反向傳動(dòng)時(shí)蝸輪齒兩側(cè)的瞬時(shí)接觸線呈反對(duì)稱分布，且分布范圍隨傾角的增大而從蝸輪的偏于嚙入端逐漸過渡為偏于嚙出端，即小傾角時(shí)接觸線分布偏于嚙入端，當(dāng)傾角大于某個(gè)角度時(shí)其接觸線將偏于嚙出端。這種傳動(dòng)的蝸輪與蝸桿相鄰的齒側(cè)間隙不能調(diào)整，也無法補(bǔ)償輪齒磨損的減薄量。
雙導(dǎo)程圓柱蝸桿傳動(dòng)又稱“復(fù)合模數(shù)蝸桿傳動(dòng)”，它的蝸桿是兩側(cè)齒面模數(shù)大小不等的圓柱蝸桿，相應(yīng)地，其兩側(cè)螺旋面的導(dǎo)程也不等，由于導(dǎo)程差的積累，使蝸桿的齒厚沿其軸線逐漸變化；蝸輪由相應(yīng)的復(fù)合模數(shù)蝸輪滾刀加工而成。調(diào)整其蝸桿軸向位置，可調(diào)整傳動(dòng)的齒側(cè)間隙或補(bǔ)償輪齒磨損的減薄量。這種傳動(dòng)已被國內(nèi)外應(yīng)用于滾齒機(jī)等的精密分度機(jī)構(gòu)中。該傳動(dòng)的主要不足在于(1).加工蝸輪的復(fù)合模數(shù)滾刀鏟磨困難，蝸輪不可磨削，精密制造成本高。(2).蝸輪蝸桿嚙合傳動(dòng)時(shí)相鄰齒對(duì)的齒側(cè)間隙不相等，不能保證每對(duì)齒的齒側(cè)間隙都符合精度要求。(3).蝸輪與蝸桿同時(shí)接觸的齒對(duì)數(shù)少，承載能力低，易磨損、精度壽命短，難以勝任高速精密傳動(dòng)(如高速滾齒機(jī))或重載精密傳動(dòng)(如火炮、電梯曳引機(jī))的要求。
本發(fā)明的目的是提供一種側(cè)隙可調(diào)式平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動(dòng)，該傳動(dòng)的蝸輪與蝸桿嚙合時(shí)彼此相鄰齒側(cè)間隙可以調(diào)整或輪齒被磨損的減薄量可以補(bǔ)償，以保證傳動(dòng)的正常齒側(cè)間隙，滿足工程對(duì)蝸桿傳動(dòng)負(fù)荷重、精度高、空回量小的要求。
本發(fā)明的具體方案是包括蝸輪、蝸桿，其特征在于蝸輪的齒面是平面，且蝸輪齒沿其軸向呈楔形；蝸桿兩側(cè)齒面是分別以該平面蝸輪輪齒的相應(yīng)側(cè)齒平面作為母面，按蝸輪與蝸桿的嚙合關(guān)系作展成運(yùn)動(dòng)形成的包絡(luò)面。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)1.本傳動(dòng)保留了現(xiàn)有技術(shù)平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，蝸輪、蝸桿均可磨削，易于精密制造，蝸輪蝸桿同時(shí)接觸的齒對(duì)數(shù)比圓柱蝸桿傳動(dòng)多；其承載能力和嚙合特性均比雙導(dǎo)程圓柱蝸桿傳動(dòng)好。
2.本傳動(dòng)可通過改變蝸輪的軸向位置調(diào)整齒側(cè)間隙或補(bǔ)償蝸輪齒被磨損的減薄量。它除了具有斜齒平面蝸輪環(huán)面蝸桿傳動(dòng)承載能力的特點(diǎn)外，還可用作精密傳動(dòng)，適用場(chǎng)合比斜齒平面蝸輪環(huán)面蝸桿傳動(dòng)廣。
3.本傳動(dòng)的蝸輪為整體式蝸輪，不存在剖分式蝸輪所存在的缺陷?？煽啃愿?，而且齒側(cè)間隙調(diào)整方便。
4.本傳動(dòng)的蝸輪齒平面不局限于正平面，適用的傳動(dòng)比范圍比直齒平面蝸輪環(huán)面蝸桿傳動(dòng)大。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明

圖1是本發(fā)明中蝸輪1齒面形成原理圖；圖2是本發(fā)明中蝸桿2齒面形成原理圖；圖3是圖1的俯視圖；圖4是圖3的A-A剖視圖；圖5是本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)圖，即蝸輪蝸桿嚙合狀態(tài)圖；圖6是圖5的左視圖，也是本發(fā)明通過調(diào)整蝸輪的軸向位置，來改變傳動(dòng)時(shí)相鄰齒側(cè)面的齒側(cè)間隙或補(bǔ)償輪齒磨損的齒厚減薄量的一種情況。
圖7是本發(fā)明傳動(dòng)接觸線分布圖，其中細(xì)實(shí)線表示正向傳動(dòng)接觸線，虛線表示反向傳動(dòng)接觸線。
由上述附圖可知本發(fā)明由蝸輪1和蝸桿2組成；本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特征是蝸輪1的齒面是平面，且蝸輪齒沿其軸向呈楔形；蝸桿2兩側(cè)齒面是分別以該平面蝸輪1輪齒的相應(yīng)側(cè)齒平面作為母面，按蝸輪1與蝸桿2的嚙合關(guān)系作展成運(yùn)動(dòng)形成的包絡(luò)面。蝸輪1的輪齒的兩側(cè)齒平面相對(duì)其軸線的傾角不相等(β1≠β2)。
本發(fā)明的傳動(dòng)由一個(gè)蝸輪1和一個(gè)環(huán)面蝸桿2組成，圖5為它們的位置關(guān)系示意圖。其中蝸輪1的輪齒兩側(cè)齒面都是平面，但它們相對(duì)蝸輪軸線的傾角不相等(β1≠β2)，分別與以蝸輪軸線為中心線的兩個(gè)倒錐面相切，兩個(gè)倒錐在蝸輪中心平面上的底圓直徑可相等也可不相等，如圖1所示。蝸桿2兩側(cè)齒面是分別以該平面蝸輪輪齒的相應(yīng)側(cè)齒平面作為母面，按蝸輪與蝸桿的嚙合關(guān)系作展成運(yùn)動(dòng)形成的包絡(luò)面，如圖2所示。就一側(cè)齒面偶嚙合傳動(dòng)而言，該傳動(dòng)與前述已有的平面蝸輪環(huán)面蝸桿傳動(dòng)完全一樣，輪齒平面的傾角大小對(duì)蝸輪與蝸桿的瞬時(shí)接觸線的規(guī)律也一致；但是當(dāng)正反向傳動(dòng)時(shí)，根據(jù)該傳動(dòng)的嚙合原理分析，當(dāng)傳動(dòng)參數(shù)確定以后，蝸輪齒的兩側(cè)齒平面傾角分別小于和大于角度β1、β2時(shí)，蝸輪與蝸桿正向、反向傳動(dòng)的瞬時(shí)接觸線將分別位于蝸輪輪齒兩側(cè)偏于輪齒的一端，如圖7所示。由于該傳動(dòng)的蝸輪齒面是平面，且蝸輪齒沿其軸向呈楔形，因此，可通過蝸輪的軸向位置調(diào)整(如圖6所示)，改變傳動(dòng)時(shí)相鄰齒側(cè)面的齒側(cè)間隙或補(bǔ)償輪齒磨損的齒厚減薄量，從而保證傳動(dòng)的正常齒側(cè)間隙，滿足工程對(duì)蝸輪傳動(dòng)負(fù)荷重、精度高、空回量小的要求。
權(quán)利要求
1.一種側(cè)隙可調(diào)式平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動(dòng)，包括蝸輪(1)、蝸桿(2)，其特征在于蝸輪(1)的齒面是平面，且蝸輪齒沿其軸向呈楔形；蝸桿(2)兩側(cè)齒面是分別以該平面蝸輪(1)輪齒的相應(yīng)側(cè)齒平面作為母面，按蝸輪(1)與蝸桿(2)的嚙合關(guān)系作展成運(yùn)動(dòng)形成的包絡(luò)面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的側(cè)隙可調(diào)式平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動(dòng)，其特征在于蝸輪(1)的輪齒的兩側(cè)齒平面相對(duì)其軸線的傾角不相等(β1≠β2)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種側(cè)隙可調(diào)式平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動(dòng),其特征在于:蝸輪1的齒面是平面,且蝸輪齒沿其軸向呈楔形;蝸桿2兩側(cè)齒面是分別以該平面蝸輪輪齒的相應(yīng)側(cè)齒平面作為母面,按蝸輪與蝸桿的嚙合關(guān)系作展成運(yùn)動(dòng)形成的包絡(luò)面。該發(fā)明傳動(dòng)比范圍大,承載能力和嚙合特性較好,傳動(dòng)可靠,且可通過蝸輪的軸向位置調(diào)整,改變傳動(dòng)時(shí)相鄰齒側(cè)面的齒側(cè)間隙或補(bǔ)償輪齒磨損的齒厚減薄量。它適用于火炮、機(jī)床、電梯和伺服跟蹤精密動(dòng)力傳動(dòng)的設(shè)備中。
文檔編號(hào)F16H55/02GK1257974SQ9911738
公開日2000年6月28日 申請(qǐng)日期1999年11月24日 優(yōu)先權(quán)日1999年11月24日
發(fā)明者張光輝 申請(qǐng)人:張光輝