CN103062336A - 一种滚动锥销蜗轮环面蜗杆传动结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种滚动锥销蜗轮环面蜗杆传动结构，属于传动装置技术领域。它解决了现有的蜗轮蜗杆传动结构传动力矩小、制造成本高且同时啮合齿数少的问题。本滚动锥销蜗轮环面蜗杆传动结构，包括具有螺旋齿的蜗杆和与该蜗杆相啮合的蜗轮，蜗杆和蜗轮的啮合面为平面二次包络环面，蜗轮包括转轴和套设在该转轴上的轮体，轮体的外环面上具有若干均匀分布的并与螺旋齿相啮合的啮齿组，啮齿组由至少一个传动单元组成。本发明具有使用寿命长、传动扭矩大等优点。

Description

一种滚动锥销蜗轮环面蜗杆传动结构

技术领域

本发明属于传动装置技术领域，涉及一种传动结构，特别是一种滚动锥销蜗轮环面蜗杆传动结构。 

背景技术

蜗轮蜗杆传动结构主要用来传递两交错轴之间的运动和动力，其应用范围十分广泛。随着科学技术的不断发展和生产水平的日益提高，普通蜗轮蜗杆传动结构由于同时参与啮合的齿数少，其传递扭矩受到限制，具有容易磨损、使用寿命短和体积大等缺点，这种普通的蜗轮蜗杆传动结构已不能满足人们的使用要求。 

为此，人们经过长期探索，提出了各种各样的解决方案，有些还申请了专利。例如，中国专利公开了一种用于数控滚齿机工作台的平面二次包络蜗轮副[授权公告号为：CN 2848436Y]，该蜗轮副由于在加工中由包络蜗杆生成蜗轮，同时参与啮合的齿数增加到9齿，传递扭矩增加一倍以上。在这种蜗轮副中，适当的齿侧间隙是传动结构正常工作的必要条件之一，为了便于制造和安装，提高传动副承载能力，齿侧间隙宜大。侧隙的存在可以避免齿轮受力变形和摩擦发热而膨胀所引起的挤压或卡死现象，可以在一定程度上补偿制造和装配的误差，从而可以采用较经济的制造工艺，可以提供容纳润滑油的空间，便于齿面润滑等。 

由于齿侧间隙的存在，必然给现代机电系统带来冲击、振动和噪声，还会降低系统随动精度和稳定性。若将齿侧间隙设置得较小，虽然能提高传动副的传动精度，但蜗轮上的齿面与蜗杆上齿面的滑动摩擦加剧，润滑油不易对其进行润滑，导致蜗轮蜗杆的使用寿命低，而且齿面的材料均由铜制成，制造成本高。因此， 需要提出一种制造成本低、使用寿命长、能同时适应高精度、大载荷要求的蜗轮蜗杆传动结构是十分必要的。 

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种使用寿命长、传动扭矩大的滚动锥销蜗轮环面蜗杆传动结构。 

本发明的目的可通过下列技术方案来实现： 

一种滚动锥销蜗轮环面蜗杆传动结构，包括具有螺旋齿的蜗杆和与该蜗杆相啮合的蜗轮，所述的蜗杆和蜗轮的啮合面为平面二次包络环面，其特征在于，所述的蜗轮包括转轴和套设在该转轴上的轮体，所述轮体的外环面上具有若干均匀分布的并与上述螺旋齿相啮合的啮齿组，所述的啮齿组由至少一个传动单元组成。 

在上述的滚动锥销蜗轮环面蜗杆传动结构中，所述的传动单元包括嵌于轮体外环面上的定位套、内端穿设于该定位套内的可沿自身轴线转动的转动体和设于该转动体内端的用于防止转动体脱落的限位结构，所述的转动体与定位套同轴设置且其外端为自由端，所述的定位套沿轮体的径向延伸且其外端与外环面平齐。转动体与定位套之间存在微小的间隙，方便转动体沿自身的轴线转动，在工作过程中，往该间隙内增加润滑油，减少转动体与定位套之间的摩擦力，延长定位套与转动体的使用寿命。 

在上述的滚动锥销蜗轮环面蜗杆传动结构中，所述的限位结构包括位于转动体内端的环形挡肩和设于上述定位套内端的与所述环形挡肩相抵靠的限位台阶，所述的环形挡肩沿转动体的径向向外延伸，且所述环形挡肩的外径与上述定位套的外径相等。 

在上述的滚动锥销蜗轮环面蜗杆传动结构中，所述的限位台阶为上述定位套的内端面。 

在上述的滚动锥销蜗轮环面蜗杆传动结构中，所述的转动体与定位套均由耐磨材料制成。这里的耐磨材料可以是区别于铜的 金属材料，比如钢、铁等，也可以是非金属耐磨材料，比如石墨等，由于未采用铜作为制作材料，可有效节约制造成本。 

在上述的滚动锥销蜗轮环面蜗杆传动结构中，所述轮体的外环面上具有与上述的传动单元一一对应设置的定位孔，上述的定位套紧配合于该定位孔内。安装时，将转动体穿设在定位套内，使转动体内端部的环形挡肩抵靠在定位套的限位台阶上，然后将定位套安装到定位孔内，使其与定位孔紧配合。 

在上述的滚动锥销蜗轮环面蜗杆传动结构中，所述的啮齿组由一个上述的传动单元组成，所述的传动单元位于位于轮体外环面的中心位置处。 

在上述的滚动锥销蜗轮环面蜗杆传动结构中，所述的啮齿组由两个上述的传动单元组成，所述的传动单元沿上述螺旋齿的旋向均匀分布。 

在上述的滚动锥销蜗轮环面蜗杆传动结构中，所述转动体的自由端上具有与上述螺旋齿的齿面相配合的圆锥面。该圆锥面增大了与螺旋齿的接触面积，能获得的传动扭矩更大。 

在上述的滚动锥销蜗轮环面蜗杆传动结构中，所述轮体的外环面上具有用于容纳上述螺旋齿的向内凹入的弧形凹口，上述的啮齿组设置在该弧形凹口内，所述定位套的外端与该弧形凹口的凹口面平齐设置。该弧形凹口一方面增大了与螺旋齿的接触面积，使其扭矩更大，另一方面节约了材料，降低了成本。 

与现有技术相比，本滚动锥销蜗轮环面蜗杆传动结构具有以下优点：蜗杆和蜗轮的啮合面为平面二次包络环面，同时啮合的齿数多，易形成油膜，润滑效果好；而且转动体与螺旋齿滚动摩擦，从而减少齿面磨损，延长使用寿命；由于转动体与定位套采用非铜材料的耐磨材料制成，可节约铜的使用，从而降低生产成本；承载能力大，传动精度高。 

附图说明

图1是实施例一中提供的传动结构的结构示意图。 

图2是实施例一中提供的蜗轮的结构示意图。 

图3是本发明提供的蜗杆的结构示意图。 

图4是实施例一中提供的蜗轮的侧视图。 

图5是图4中A处的局部放大图。 

图6是实施例二中提供的蜗轮的结构示意图。 

图7是实施例二中提供的蜗轮的侧视图。 

图中，1、蜗杆；11、螺旋齿；2、蜗轮；21、转轴；22、轮体；22a、弧形凹口；31、定位套；31a、限位台阶；32、转动体；32a、环形挡肩；32b、圆锥面。 

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。 

实施例一 

本滚动锥销蜗轮环面蜗杆传动结构，它包括具有螺旋齿11的蜗杆1和与该蜗杆1相啮合的蜗轮2，如图1所示，该蜗杆1和蜗轮2的啮合面为平面二次包络环面。具体的，如图2和图4所示，蜗轮2包括转轴21和套设在该转轴21上的轮体22，该轮体22的外环面上具有若干均匀分布的并与螺旋齿11相啮合的啮齿组，其中，啮齿组由至少一个传动单元组成。 

本实施例中，如图2所示，啮齿组由一个传动单元组成，且传动单元位于位于轮体22外环面的中心位置处。 

在轮体22的外环面上设有与传动单元一一对应设置的定位孔，该传动单元设置在该定位孔内。如图4和图5所示，传动单元包括紧配合于定位孔内的定位套31、内端穿设于该定位套31内的可沿自身轴线转动的转动体32和设于该转动体32内端的用 于防止转动体32脱落的限位结构，转动体32与定位套31同轴设置且其外端为自由端，定位套31沿轮体22的径向延伸且其外端与外环面平齐。 

本实施例中，转动体32与定位套31之间存在微小的间隙，方便转动体32沿自身的轴线转动，在工作过程中，往该间隙内增加润滑油，减少转动体32与定位套31之间的摩擦力，延长定位套31与转动体32的使用寿命。 

具体的，如图5所示，该限位结构包括位于转动体32内端的环形挡肩32a和设于定位套31内端的与该环形挡肩32a相抵靠的限位台阶31a，环形挡肩32a沿转动体32的径向向外延伸，且环形挡肩32a的外径与定位套31的外径相等。安装时，将转动体32穿设在定位套31内，使转动体32内端部的环形挡肩32a抵靠在定位套31的限位台阶31a上，然后将定位套31安装到定位孔内，使其与定位孔紧配合。 

具体的，如图5所示，该限位台阶31a为定位套31的内端面。 

本实施例中，转动体32与定位套31均由耐磨材料制成，这里的耐磨材料可以是区别于铜的金属材料，比如钢、铁等，也可以是非金属耐磨材料，比如石墨等，由于未采用铜作为制作材料，可有效节约制造成本。 

如图5所示，该转动体32的自由端上具有与螺旋齿11的齿面相配合的圆锥面32b，该圆锥面32b增大了与螺旋齿11的接触面积，能获得的传动扭矩更大。 

而且在轮体22的外环面上设有用于容纳螺旋齿11的弧形凹口22a，该弧形凹口22a向内凹入，啮齿组就设置在该弧形凹口22a内，定位套31的外端与该弧形口22a的凹口面平齐设置。该弧形凹口22a一方面增大了与螺旋齿11的接触面积，使其扭矩更大，另一方面节约了材料，降低了成本。 

本滚动锥销蜗轮环面蜗杆传动结构具有以下优点：蜗杆1和 蜗轮2的啮合面为平面二次包络环面，同时啮合的齿数多，易形成油膜，润滑效果好；而且转动体32与螺旋齿11滚动摩擦，从而减少齿面磨损，延长使用寿命；由于转动体32与定位套31采用非铜材料的耐磨材料制成，可节约铜的使用，从而降低生产成本；承载能力大，传动精度高。 

实施例二 

本实施例的结构原理同实施例一的结构原理基本相同，不同的地方在于，如图6和图7所示，啮齿组由两个传动单元组成，传动单元沿螺旋齿11的旋向均匀分布。 

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。 

尽管本文较多地使用了蜗杆1、螺旋齿11、蜗轮2、转轴21、轮体22、弧形凹口22a、定位套31、限位台阶31a、转动体32、环形挡肩32a、圆锥面32b等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。 

Claims (10)

1.一种滚动锥销蜗轮环面蜗杆传动结构，包括具有螺旋齿(11)的蜗杆(1)和与该蜗杆(1)相啮合的蜗轮(2)，所述的蜗杆(1)和蜗轮(2)的啮合面为平面二次包络环面，其特征在于，所述的蜗轮(2)包括转轴(21)和套设在该转轴(21)上的轮体(22)，所述轮体(22)的外环面上具有若干均匀分布的并与上述螺旋齿(11)相啮合的啮齿组，所述的啮齿组由至少一个传动单元组成。

2.根据权利要求1所述的一种滚动锥销蜗轮环面蜗杆传动结构，其特征在于，所述的传动单元包括嵌于轮体(22)外环面上的定位套(31)、内端穿设于该定位套(31)内的可沿自身轴线转动的转动体(32)和设于该转动体(32)内端的用于防止转动体(32)脱落的限位结构，所述的转动体(32)与定位套(31)同轴设置且其外端为自由端，所述的定位套(31)沿轮体(22)的径向延伸且其外端与外环面平齐。

3.根据权利要求2所述的一种滚动锥销蜗轮环面蜗杆传动结构，其特征在于，所述的限位结构包括位于转动体(32)内端的环形挡肩(32a)和设于上述定位套(31)内端的与所述环形挡肩(32a)相抵靠的限位台阶(31a)，所述的环形挡肩(32a)沿转动体(32)的径向向外延伸，且所述环形挡肩(32a)的外径与上述定位套(31)的外径相等。

4.根据权利要求3所述的一种滚动锥销蜗轮环面蜗杆传动结构，其特征在于，所述的限位台阶(31a)为上述定位套(31)的内端面。

5.根据权利要求2或3或4所述的一种滚动锥销蜗轮环面蜗杆传动结构，其特征在于，所述的转动体(32)与定位套(31)均由耐磨材料制成。

6.根据权利要求2或3或4所述的一种滚动锥销蜗轮环面蜗杆传动结构，其特征在于，所述轮体(22)的外环面上具有与上述的传动单元一一对应设置的定位孔，上述的定位套(31)紧配合于该定位孔内。

7.根据权利要求1所述的一种滚动锥销蜗轮环面蜗杆传动结构，其特征在于，所述的啮齿组由一个上述的传动单元组成，所述的传动单元位于位于轮体(22)外环面的中心位置处。

8.根据权利要求1所述的一种滚动锥销蜗轮环面蜗杆传动结构，其特征在于，所述的啮齿组由两个上述的传动单元组成，所述的传动单元沿上述螺旋齿(11)的旋向均匀分布。

9.根据权利要求2或3或4所述的一种滚动锥销蜗轮环面蜗杆传动结构，其特征在于，所述转动体(32)的自由端上具有与上述螺旋齿(11)的齿面相配合的圆锥面(32b)。

10.根据权利要求2或3或4所述的一种滚动锥销蜗轮环面蜗杆传动结构，其特征在于，所述轮体(22)的外环面上具有用于容纳上述螺旋齿(11)的向内凹入的弧形凹口(22a)，上述的啮齿组设置在该弧形凹口(22a)内，所述定位套(31)的外端与该弧形凹口(22a)的凹口面平齐设置。

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