CN107575539B - 一种具有二级减速功能的新型端面传动装置 - Google Patents

一种具有二级减速功能的新型端面传动装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及传动装置领域。目的在于提供一种具有二级减速功能的新型端面传动装置。本发明所采用的技术方案是：一种具有二级减速功能的新型端面传动装置，包括小齿轮、传动轮和蜗轮。所述传动轮一端面的中部设置螺旋齿，所述蜗轮的端面与传动轮的端面垂直，且蜗轮与螺旋齿啮合。所述传动轮的周面上设置一圈第一轮齿，所述小齿轮与第一轮齿啮合。所述传动轮远离螺旋齿的一侧设置支撑轴，传动轮安装在支撑轴上。所述小齿轮与动力输入轴连接，所述蜗轮与动力输出轴连接。本发明体积小、结构紧凑、可实现大传动比传动、大扭矩输出，且兼具齿轮传动与蜗杆传动的优点，结构简单、制造成本低、便于推广和普及。

Description

一种具有二级减速功能的新型端面传动装置
技术领域
本发明涉及传动装置领域,具体涉及一种具有二级减速功能的新型端面传动装置。
背景技术
目前，现有技术中采用的二级减速传动装置包括：采用多个齿轮进行组合或齿轮组加蜗轮蜗杆组的方式。如图1所示，采用多个齿轮进行组合的方式通常包括大、中、小三个齿轮，三个齿轮依次啮合实现二级减速传动，虽然原理结构较为简单，但这种方式通常体积较大，且由于两组啮合齿的齿间间隙较大导致传动精度较差，也无法适应大扭矩传动的需求。采用齿轮加蜗轮蜗杆组的方式通常是在蜗杆的一端设置一个大齿轮，大齿轮与用于动力输入的小齿轮啮合，蜗杆的另一端设置螺旋齿并与蜗轮啮合。这种方式虽然减小了传动装置在横向上的体积，但传动装置在蜗杆轴向上的体积仍然较大，不适合在高精密仪器中进行安装使用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有二级减速功能的新型端面传动装置，体积小、结构紧凑、可实现大传动比传动、大扭矩输出，且兼具齿轮传动与蜗杆传动的优点，结构简单、制造成本低、便于推广和普及。
为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：一种具有二级减速功能的新型端面传动装置，包括小齿轮、传动轮和蜗轮；所述传动轮一端面的中部设置螺旋齿，所述蜗轮的端面与传动轮的端面垂直，且蜗轮与螺旋齿啮合；所述传动轮的周面上设置一圈第一轮齿，所述小齿轮与第一轮齿啮合；所述传动轮远离螺旋齿的一侧设置支撑轴，传动轮安装在支撑轴上；所述小齿轮与动力输入轴连接，所述蜗轮与动力输出轴连接。
优选的，所述蜗轮包括轮体和设置在轮体周面上的第二轮齿，所述第二轮齿呈沿蜗轮径向延伸的圆柱形；所述第二轮齿与螺旋齿之间构成滑动摩擦或滚动摩擦。
优选的，所述轮体包括外轮圈和内轮圈，所述内轮圈和外轮圈之间通过多根绕轮体中心均匀分布的轮辐连接；所述内轮圈的中心设置轴孔，外轮圈的表面设置第二轮齿。
优选的，所述第二轮齿包括齿杆，所述齿杆的一端为头部，另一端的周面上设置外螺纹；所述外轮圈上设置与齿杆相配合的通孔，所述齿杆设置有外螺纹的一端穿过通孔并适配有螺母；所述头部与外轮圈之间的齿杆外设置转动套；还包括套设在齿杆上的两个垫圈，两个垫圈分别位于外轮圈与转动套之间、外轮圈与螺母之间。
优选的，所述外轮圈呈正多边形，且正多边形每一条边所对的平面构成一个第二轮齿的安装面。
优选的，所述齿杆内部设置润滑油孔，所述润滑油孔与转动套的位置相对，润滑油孔沿齿杆的长度方向延伸至头部的表面；润滑油孔靠近头部的一端的开口内设置橡胶封口膜；所述齿杆周面上与润滑油孔相对的区域还设置有多根竖向的条形开口，所述齿杆的外表面与润滑油孔之间通过条形开口连通。
优选的，所述头部呈向远离齿杆的方向凸出的半球形。
优选的，所述第一轮齿为人字齿、直齿和斜齿中的一种。
优选的，所述传动轮呈锥台形。
本发明有益效果集中体现在：
1、相比于传统的传动装置，本发明因直接在传动轮的周面轮廓上直接加工形成第一轮齿，通过第一轮齿与小齿轮传动连接；又在传动轮的端面上加工形成螺旋齿，通过螺旋齿与蜗轮传动连接；从而在一个传动轮上实现了二级传动的同时，无需添加额外的传动配件，故具有重量轻、体积小、结构紧凑等优点。
2、采用齿轮与蜗轮相结合的传动方式，使本发明兼具齿轮传动与蜗杆传动的双重优点，不仅传动的精度高且传动比大、扭矩输出大。
3、优选设置的第二轮齿与螺旋齿之间构成滚动摩擦，能够有效的降低在传动过程中摩擦力消耗的动能，提高本发明的传动效率，且能够有效的减少螺旋齿和第二轮齿的发热，非常适合大扭矩传动。
4、优选的，可利用润滑油注射器向润滑油孔内注入润滑油，润滑油通过条形开口进入转动套与齿杆之间，对二者进行润滑。
附图说明
图1为现有技术的结构示意图；
图2为本发明的结构示意图；
图3为图2中所示结构的右视图；
图4为蜗轮的结构示意图；
图5为图4中A部放大图；
图6为图5中所示结构一种优选实施方式的结构示意图；
图7为齿杆的结构示意图；
图8为一种优选的齿杆的结构示意图。
具体实施方式
结合图2-8所示的一种具有二级减速功能的新型端面传动装置，包括小齿轮1、传动轮2和蜗轮3。所述小齿轮1与动力输入轴7连接，用于向本装置输入动力。所述蜗轮3与动力输出轴连接，用于输出减速后的动力。结合图2和3所示，所述传动轮2一端面的中部设置螺旋齿4，所述蜗轮3的端面与传动轮2的端面垂直，且蜗轮3与螺旋齿4啮合。所述传动轮2的周面上设置一圈第一轮齿5，所述第一轮齿5可以机加工构成，当然也可以直接模锻构成。所述小齿轮1与第一轮齿5啮合，小齿轮1与第一轮齿5在传动的过程中实现第一次减速。较为常见的第一轮齿5可以为人字齿、直齿和斜齿中的一种，当然，也可以为其他的形状。如图2和3中所示，所述传动轮2呈常规的圆盘状，当然，所述传动轮2也可以是锥台形，也就是传动轮2就如同一个锥齿轮，此时小齿轮1也是一个与传动轮2啮合的锥齿轮。所述传动轮2远离螺旋齿4的一侧设置支撑轴6，如图3所示，传动轮2安装在支撑轴6上。
相比于传统的传动装置，本发明因直接在传动轮2的周面轮廓上直接加工形成第一轮齿5，通过第一轮齿5与小齿轮1传动连接；又在传动轮2的端面上加工形成螺旋齿4，通过螺旋齿4与蜗轮3传动连接；从而在一个传动轮2上实现了二级传动的同时，无需添加额外的传动配件，故具有重量轻、体积小、结构紧凑等优点。同时，本发明采用齿轮与蜗轮相结合的传动方式，使本发明兼具齿轮传动与蜗杆传动的双重优点，不仅传动的精度高且传动比大、扭矩输出大。
为了进一步提高本发明的性能，更好的做法是，如图4所示，所述蜗轮3包括轮体和设置在轮体周面上的第二轮齿8，所述第二轮齿8呈沿蜗轮3径向延伸的圆柱形。圆柱形的第二轮齿8能够有效的降低第二轮齿8与螺旋齿4之间的摩擦，避免在大扭矩输出时第二轮齿8和螺旋齿4过热，使得二者始终保持高稳定的工况。同时，圆柱形的第二轮齿8可有效的降低磨损，提高本发明的使用寿命。为了提高轮体的结构强度，更好的做法是，所述轮体包括外轮圈9和内轮圈10，所述内轮圈10和外轮圈9之间通过多根绕轮体中心均匀分布的轮辐11连接。所述内轮圈10的中心设置轴孔12，轴孔12用于与动力输出轴连接，外轮圈9的表面设置第二轮齿8。
本发明所述第二轮齿8与螺旋齿4之间，既可以采用滑动摩擦的形式，也可以采用滚动摩擦的形式。也就是说，所述第二轮齿8与螺旋齿4之间构成滑动摩擦或滚动摩擦。在采用滑动摩擦的方式时，第二轮齿8自身不会发生转动，第二轮齿8的外表面与螺旋齿4之间相对滑动，采用这种方式结构较为简单，便于加工。但更好的做法是，所述第二轮齿8与螺旋齿4之间构成滚动摩擦，也就是说二者在接触的过程中，第二轮齿8自身会发生转动。从而起到进一步降低摩擦力的作用，提高了动力传递的效率，避免过多的动力转化为热量，尤其适合在大扭矩的传动装置中进行使用。
所述螺旋齿4与第二轮齿8之间构成滚动摩擦的方式较多，例如：所述第二轮齿8就是一个小型的轴承，轴承的外圈构成第二轮齿8的外表面。为了更加便于加工和安装，更好的做法是，如图5所示，所述第二轮齿8包括齿杆13，所述齿杆13的一端为头部18，另一端的周面上设置外螺纹。所述外轮圈9上设置与齿杆13相配合的通孔，所述齿杆13设置有外螺纹的一端穿过通孔并适配有螺母14。所述头部18与外轮圈9之间的齿杆13外设置转动套15。还包括套设在齿杆13上的两个垫圈16，两个垫圈16分别位于外轮圈9与转动套15之间、外轮圈9与螺母14之间。在进行安装时，首先将转动套15和一个垫圈穿入齿杆13，然后将齿杆13设置有外螺纹的一端穿过外轮圈9上的通孔，然后依次安装另一个垫圈和螺母14即可。由于蜗轮3的轮体通常呈圆形，为了便于使垫圈16与外轮圈9的轮廓更加的贴合，通常垫圈16朝向外轮圈9的一面设置为相配合的弧形面。
或者是，所述外轮圈9呈正多边形，且正多边形每一条边所对的平面构成一个第二轮齿8的安装面。也就是说，用于安装第二轮齿8的面均是平面，每个平面对应多边形的一条边。图中外轮圈8呈正18边形，实际加工中，设计人员可根据实际需求另行设计。这样一来，就能保证每一个第二轮齿8的安装都更加的稳定和方便。由于在大扭矩传动的过程中，为了保证转动套15的转动更加平顺，还需要对转动套15与齿杆13的接触面进行润滑。为此，如图6所示，还可以在所述齿杆13内部设置润滑油孔17，所述润滑油孔17与转动套15的位置相对，润滑油孔17沿齿杆13的长度方向延伸至头部18的表面。润滑油孔17靠近头部18的一端的开口内设置橡胶封口膜19。所述齿杆13周面上与润滑油孔17相对的区域还设置有多根竖向的条形开口20，所述齿杆13的外表面与润滑油孔17之间通过条形开口20连通。在使用中，可利用带有针头的润滑油注射器向润滑油孔17内注入润滑油，润滑油通过条形开口20进入转动套与齿杆之间，对二者进行润滑。在抽出润滑油注射器后，橡胶封口膜19收缩，其上的针孔封闭，避免润滑油孔17内的润滑油溢出。如图8所示，为了降低头部18与螺旋齿4底部之间的摩擦力，还可以将所述头部18设置为呈向远离齿杆13的方向凸出的半球形。图8中头部18下表面为靠近齿杆13的一面，而上表面为远离齿杆13的一面，因此，头部18设置为向上凸出的半球形。

Claims (6)

1.一种具有二级减速功能的新型端面传动装置，其特征在于：包括小齿轮(1)、传动轮(2)和蜗轮(3)；所述传动轮(2)一端面的中部设置螺旋齿(4)，所述蜗轮(3)的端面与传动轮(2)的端面垂直，且蜗轮(3)与螺旋齿(4)啮合；所述传动轮(2)的周面上设置一圈第一轮齿(5)，所述小齿轮(1)与第一轮齿(5)啮合；所述传动轮(2)远离螺旋齿(4)的一侧设置支撑轴(6)，传动轮(2)安装在支撑轴(6)上；所述小齿轮(1)与动力输入轴(7)连接，所述蜗轮(3)与动力输出轴连接；
所述蜗轮(3)包括轮体和设置在轮体周面上的第二轮齿(8)，所述第二轮齿(8)呈沿蜗轮(3)径向延伸的圆柱形；所述第二轮齿(8)与螺旋齿(4)之间构成滑动摩擦或滚动摩擦；所述轮体包括外轮圈(9)和内轮圈(10)，第二轮齿(8)设置在外轮圈(9)的表面；
所述第二轮齿(8)包括齿杆(13)，所述齿杆(13)的一端为头部(18)，另一端的周面上设置外螺纹；所述外轮圈(9)上设置与齿杆(13)相配合的通孔，所述齿杆(13)设置有外螺纹的一端穿过通孔并适配有螺母(14)；所述头部(18)与外轮圈(9)之间的齿杆(13)外设置转动套(15)；还包括套设在齿杆(13)上的两个垫圈(16)，两个垫圈(16)分别位于外轮圈(9)与转动套(15)之间、外轮圈(9)与螺母(14)之间；且安装时，首先将转动套(15)和一个垫圈(16)穿入齿杆(13)，然后将齿杆(13)设置有外螺纹的一端穿过外轮圈(9)上的通孔，然后依次安装另一个垫圈(16)和螺母(14)；
所述齿杆(13)内部设置润滑油孔(17)，所述润滑油孔(17)与转动套(15)的位置相对，润滑油孔(17)沿齿杆(13)的长度方向延伸至头部(18)的表面；润滑油孔(17)靠近头部(18)的一端的开口内设置橡胶封口膜(19)；所述齿杆(13)周面上与润滑油孔(17)相对的区域还设置有多根竖向的条形开口(20)，所述齿杆(13)的外表面与润滑油孔(17)之间通过条形开口(20)连通。
2.根据权利要求1所述的具有二级减速功能的新型端面传动装置，其特征在于：所述内轮圈(10)和外轮圈(9)之间通过多根绕轮体中心均匀分布的轮辐(11)连接；所述内轮圈(10)的中心设置轴孔(12)。
3.根据权利要求1所述的具有二级减速功能的新型端面传动装置，其特征在于：所述外轮圈(9)呈正多边形，且正多边形每一条边所对的平面构成一个第二轮齿(8)的安装面。
4.根据权利要求1所述的具有二级减速功能的新型端面传动装置，其特征在于：所述头部(18)呈向远离齿杆(13)的方向凸出的半球形。
5.根据权利要求1所述的具有二级减速功能的新型端面传动装置，其特征在于：所述第一轮齿(5)为人字齿、直齿和斜齿中的一种。
6.根据权利要求1所述的具有二级减速功能的新型端面传动装置，其特征在于：所述传动轮(2)呈锥台形。
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