一种具有缓解冲击力防卡顿的蜗轮蜗杆传动装置
技术领域
本发明属于蜗轮蜗杆传动领域,尤其涉及一种具有缓解冲击力防卡顿的蜗轮蜗杆传动装置。
背景技术
目前传统的蜗轮蜗杆传动装置是由蜗杆和蜗轮组成的,用于传递交错轴之间的运动和动力,通常两轴交错角为90°;在一般蜗杆传动中,都是以蜗杆为主动件;当蜗杆加速旋转时,蜗杆上的螺纹齿对蜗轮上的轮齿会产生冲击,导致蜗杆和蜗轮齿牙的损坏;当整个蜗轮蜗杆传动装置运行过程中,蜗轮突然发生卡顿,同样会造成蜗杆上的螺纹齿对蜗轮上的轮齿之间的冲击;从而加速蜗轮蜗杆的损坏,缩短蜗杆蜗轮的使用寿命,增加生产成本。
本发明设计一种具有缓解冲击力防卡顿的蜗轮蜗杆传动装置解决如上问题。
发明内容
为解决现有技术中的上述缺陷,本发明公开一种具有缓解冲击力防卡顿的蜗轮蜗杆传动装置,它是采用以下技术方案来实现的。
一种具有缓解冲击力防卡顿的蜗轮蜗杆传动装置,其特征在于:它包括限位机构、缓冲盘、涡卷弹簧槽、第三轴孔、涡卷弹簧、第一齿轮、第一轴孔、蜗杆机构、蜗轮、涡轮轴孔、涡轮轴、第二齿轮、第二轴孔、第二轴,其中蜗杆机构安装在驱动设备上,且蜗杆机构与驱动设备上的驱动轴连接;两个第一齿轮对称地安装在蜗杆机构的两端;两个第一齿轮的端面中心处均开有第一轴孔。
两个第一齿轮处所安装结构完全相同,对于两个第一齿轮中的其中一个,缓冲盘安装在蜗杆机构上;缓冲盘的盘面中心处开有第三轴孔;第三轴孔的内圆面上开有涡卷弹簧槽;涡卷弹簧安装在涡卷弹簧槽内;涡卷弹簧的一端与蜗杆机构连接,另一端与涡卷弹簧槽的内圆面连接;两个第二轴中心对称地安装在缓冲盘的盘面的边缘处;两个第二齿轮上均开有第二轴孔;两个第二齿轮通过第二轴孔与相应的第二轴配合安装;两个第二齿轮均与第一齿轮相啮合;缓冲盘上对称地安装有两个限位机构;每个限位机构与相应的第二齿轮相配合,且同时与蜗杆机构相配合;蜗轮上开有涡轮轴孔;涡轮轴穿过蜗轮上的涡轮轴孔;涡轮通过蜗轮轴安装在驱动设备的固定端上,蜗轮与蜗杆机构相配合。
上述蜗杆机构包括第一轴、第二键槽、平键、蜗杆弹簧、限位环、第一键槽,其中第一轴外圆面的两端对称地开有两组第二键槽,且每组中的两个第二键槽关于第一轴对称分布;四个平键分别安装在四个第二键槽中;两个限位环的内圆面上均开有两个对称的第一键槽;两个限位环对称地安装在第一轴的两端,且两个限位环上的第一键槽与相应的平键配合;蜗杆弹簧嵌套在第一轴外侧,且蜗杆弹簧位于两个限位环之间;蜗杆弹簧的两端分别与两个限位环的端面固定连接;蜗杆弹簧与蜗轮相啮合。
上述限位机构包括弧形块、限位槽、齿条孔、限位滑块、齿条、U型支撑、T型滑槽、T型滑块、伸缩杆、连接块、限位弹簧、V型限位块,其中弧形块一端安装在缓冲盘的外圆面上;弧形块未与缓冲盘连接的一端内开有限位槽;弧形块的两个弧面之间开有贯通的齿条孔,且齿条孔与限位槽相通;限位滑块安装在限位槽中;齿条一端穿过齿条孔与限位滑块连接,齿条的另一端安装有U型支撑;U型支撑的内侧面上对称地开有两个T型滑槽;连接块的一端对称地安装有两个伸缩杆;两个伸缩杆上未与连接块连接的一端均安装有T型滑块;T型滑块通过滑动配合安装在相应的T型滑槽中;两个限位弹簧分别嵌套在两个伸缩杆外侧;限位弹簧一端与T型滑块连接,限位弹簧另一端与连接块连接;连接块上未安装伸缩杆的一端安装有V型限位块;V型限位块与限位环外弧面相配合;齿条与相应的第二齿轮相啮合。
作为本技术的进一步改进,上述限位槽与限位滑块之间涂有润滑油。
作为本技术的进一步改进,上述当V型限位块解除对限位环的限位时,限位环始终处于V型限位块之中。
作为本技术的进一步改进,上述第一齿轮与第一轴之间的配合为固定连接。
作为本技术的进一步改进,上述第二轴与第二齿轮之间的配合为轴承配合。
本发明中涡卷弹簧的作用是:当蜗杆机构中的第一轴以很大的加速度旋转时,缓冲盘由于惯性而保持相对静止;第一齿轮固定安装在第一轴上,第一齿轮随第一轴同步旋转;缓冲盘落后与第一齿轮的旋转;第二齿轮在第一齿轮的作用下发生自转,且自转的方向与第一齿轮相反;同时,涡卷弹簧在缓冲盘和第一轴的相对运动的作用下发生变形;第二齿轮通过齿条带动V型限位块远离限位环运动;由于V型限位块对限位环解除限位,蜗杆弹簧可以轴向滑动;同时蜗杆弹簧驱动蜗轮转动,蜗轮反作用于蜗杆弹簧;此时的蜗杆弹簧可以沿轴向滑动且发生变形;从而缓冲了由于第一轴以较大加速度旋转对蜗轮齿牙产生的冲击;从而达到保护蜗轮齿牙的目的;当缓冲结束时,涡卷弹簧带动缓冲盘绕第一轴转动,旋转方向与第一轴的旋转方向一致;此时,第二齿轮绕第一齿轮公转,且公转方向与第一轴旋转方向一致;第二齿轮在第一齿轮的作用下自转,且自转的方向与第一齿轮的旋转方向一致;第二齿轮通过齿条带动V型限位块复位;由于当V型限位块解除对限位环的限位时,限位环始终处于V型限位块之中,所以V型限位块重新对限位环进行限位。
本发明中的V型限位块的作用是:当V型限位块复位的时候,能更容易更平稳地限制限位环,使限位环回到初始位置。
本发明中的蜗杆弹簧的作用是:在第一轴加速度很大时,蜗轮的旋转速度滞后于第一轴,在蜗轮的作用下,与之啮合的蜗杆弹簧发生变形,使蜗轮蜗杆之间的相对运动得到缓冲。
本发明中的第二齿轮的作用是:第二齿轮通过齿条带动V型限位块上下往复运动。
本发明中的限位环与第一轴的配合为键配合的作用是:限位环沿第一轴轴向滑动,同时,限位环与第一轴一起同步旋转。
本发明中的限位弹簧初始状态为压缩状态,以保证蜗杆蜗轮传动装置在平稳传动过程中,V型限位块始终紧密地与限位环接触,使V型限位块更好地发挥对限位环的限位作用;当第一轴以很小的加速度旋转时,蜗轮和蜗杆机构之间的冲击很小,齿条带动U型支撑向上移动的距离很微小,限位弹簧始终处于压缩状态,T型滑块与U型支撑发生相对运动,处于压缩状态的限位弹簧使得V型限位块始终对限位环限位;当第一轴的加速度达到一定界限时,限位弹簧恢复原状并转为拉伸状态,这时蜗杆机构对蜗轮的冲击很大,齿条带动U型支撑,U型支撑通过拉伸的限位弹簧拉动V型限位块向上运动,使得V型限位块解除对限位环的限位;整个传动装置在传动过程中,当蜗轮发生卡顿时,蜗轮使蜗杆弹簧发生变形并使蜗杆弹簧在第一轴上滑动;同时,两个限位弹簧发生反向变形,变形的限位弹簧将缓解卡顿的蜗轮对蜗杆弹簧的冲击力,从而达到保护蜗轮齿牙的目的;进一步避免了因为蜗轮卡顿造成的蜗轮蜗杆之间的冲击而造成的损坏。
当第一轴平稳旋转或以很小的加速度旋转时,涡卷弹簧不发生形变,缓冲盘与第一齿轮同步旋转,第二齿轮与第一齿轮保持相对静止,第二齿轮不发生自转,V型限位块对限位环限位;蜗轮与蜗杆弹簧之间驱动力缓慢匀速传递。
当第一轴以很大的加速度旋转时,缓冲盘由于惯性保持相对静止;第一轴与缓冲盘之间发生相对转动,涡卷弹簧发生变形;第二齿轮在第一齿轮的作用下自转,且自转方向与第一齿轮的自转方向相反;这时,第二齿轮依次通过齿条、U型支撑、限位弹簧、伸缩杆和连接块带动V型限位块远离限位环运动;V型限位块对限位环的限位解除;蜗轮使得与之啮合的蜗杆弹簧沿第一轴滑动,同时,蜗杆弹簧发生变形;蜗轮与蜗杆弹簧之间因为加速度产生的冲击得到缓冲;避免了因为巨大冲击造成蜗轮蜗杆传动装置的损坏。整个传动装置平稳运行过程中,V型限位块对限位环限位;当蜗轮发生卡顿时,蜗轮作用于与之啮合的蜗杆弹簧,限位环在U型支撑范围内带动蜗杆弹簧发生微小变形并使之沿第一轴滑动;同样避免了因为蜗轮和蜗杆机构的相对运动而产生的冲击;使得蜗轮和蜗杆机构因为冲击造成的损坏降到最低;与此同时,两个限位弹簧发生反向变形,吸收蜗轮卡顿时产生的冲击力;当蜗轮的卡顿结束时,两个限位弹簧带动V型限位块回到初始位置。
当蜗杆弹簧以较大加速度完成加速后,涡卷弹簧形状开始恢复,涡卷弹簧带动缓冲盘绕第一轴旋转,旋转方向与第一轴旋转方向一致;这时,第二齿轮绕第一齿轮公转;第二齿轮在第一齿轮的作用下自转方向改变;第二齿轮通过齿条带动V型限位块向初始位置运动;V型限位块逐渐恢复对限位环的限位功能;这时,整个传动装置的运行逐渐趋于平稳。
相对于传统的蜗轮蜗杆传动装置,本发明中当第一轴加速旋转时,蜗轮作用于蜗杆弹簧,使得蜗杆弹簧做轴向位移和变形,缓冲了蜗轮蜗杆之间由于运动不一致造成的冲击;当蜗轮发生卡顿,蜗轮作用于蜗杆弹簧使之发生变形并沿第一轴滑动,使得蜗轮与蜗杆弹簧之间的冲击得到缓冲,从而保护了设备尽可能不受到损害,大大节约了生产成本;本发明结构简单,具有较好的使用效果。
附图说明
图1是一种具有缓解冲击力防卡顿的蜗轮蜗杆传动装置整体透视示意图。
图2是一种具有缓解冲击力防卡顿的蜗轮蜗杆传动装置剖面示意图。
图3是一种具有缓解冲击力防卡顿的蜗轮蜗杆传动装置示意图。
图4是限位机构示意图。
图5是弧形块示意图。
图6是弧形块剖面示意图。
图7是限位滑块、齿条、U型支撑配合示意图。
图8是限位滑块、齿条、U型支撑配合剖面示意图。
图9是T型滑块、连接块、伸缩杆及V型限位块配合示意图。
图10是第二齿轮及第二轴配合示意图。
图11是第二齿轮示意图。
图12是缓冲盘示意图。
图13是缓冲盘及涡卷弹簧配合剖面示意图。
图14是缓冲盘剖面示意图。
图15是涡卷弹簧示意图。
图16是第一齿轮示意图。
图17是蜗杆机构示意图。
图18是蜗杆机构及蜗轮配合示意图。
图19是第一轴示意图。
图20是第一轴剖面示意图。
图21是限位环示意图。
图22是蜗轮示意图。
图中标号名称:1、限位机构;2、缓冲盘;3、第一齿轮;4、蜗杆机构;5、蜗轮;6、蜗轮轴;7、第二齿轮;8、第二轴;9、涡卷弹簧;10、弧形块;11、限位槽;12、蜗轮轴孔;13、第二键槽;14、限位滑块;15、齿条;16、U型支撑;17、T型滑槽;18、限位弹簧;19、连接块;20、V型限位块;21、T型滑块;22、伸缩杆;23、第三轴孔;24、涡卷弹簧槽;25、第一轴孔;26、第一轴;27、蜗杆弹簧;28、限位环;29、平键;30、第一键槽;31、第二轴孔;32、齿条孔。
具体实施方式
如图1所示,它包括限位机构1、缓冲盘2、涡卷弹簧槽24、第三轴孔23、涡卷弹簧9、第一齿轮3、第一轴孔25、蜗杆机构4、蜗轮5、蜗轮轴孔12、蜗轮轴6、第二齿轮7、第二轴孔31、第二轴8,其中如图3所示,蜗杆机构4安装在驱动设备上,且蜗杆机构4与驱动设备上的驱动轴连接;如图2所示,两个第一齿轮3对称地安装在蜗杆机构4的两端;如图16所示,两个第一齿轮3的端面中心处均开有第一轴孔25;如图3所示,两个第一齿轮3处所安装结构完全相同,对于两个第一齿轮3中的其中一个,缓冲盘2安装在蜗杆机构4上;如图12所示,缓冲盘2的盘面中心处开有第三轴孔23;如图14所示,第三轴孔23的内圆面上开有涡卷弹簧槽24;如图13所示,涡卷弹簧9安装在涡卷弹簧槽24内;如图2、15所示,涡卷弹簧9的一端与蜗杆机构4连接,另一端与涡卷弹簧槽24的内圆面连接;如图1所示,两个第二轴8中心对称地安装在缓冲盘2的盘面的边缘处;如图11所示,两个第二齿轮7上均开有第二轴孔31;如图10所示,两个第二齿轮7通过第二轴孔31与相应的第二轴8配合安装;如图3所示,两个第二齿轮7均与第一齿轮3相啮合;每个缓冲盘2上对称地安装有两个限位机构1;每个限位机构1与相应的第二齿轮7相配合,且同时与蜗杆机构4相配合;如图22所示,蜗轮5上开有蜗轮轴孔12;如图18所示,蜗轮轴6穿过蜗轮5上的蜗轮轴孔12;涡轮通过蜗轮5轴安装在驱动设备的固定端上,蜗轮5与蜗杆机构4相配合。
如图17所示,上述蜗杆机构4包括第一轴26、第二键槽13、平键29、蜗杆弹簧27、限位环28、第一键槽30,其中如图19、20所示,第一轴26外圆面的两端对称地开有两组第二键槽13,且每组中的两个第二键槽13关于第一轴26对称分布;如图17所示,四个平键29分别安装在四个第二键槽13中;如图21所示,两个限位环28的内圆面上均开有两个对称的第一键槽30;如图2所示,两个限位环28对称地安装在第一轴26的两端,且两个限位环28上的第一键槽30与相应的平键29配合;如图17所示,蜗杆弹簧27嵌套在第一轴26外侧,且蜗杆弹簧27位于两个限位环28之间;蜗杆弹簧27的两端分别与两个限位环28的端面固定连接;如图18所示,蜗杆弹簧27与蜗轮5相啮合。
如图4所示,上述限位机构1包括弧形块10、限位槽11、齿条孔32、限位滑块14、齿条15、U型支撑16、T型滑槽17、T型滑块21、伸缩杆22、连接块19、限位弹簧18、V型限位块20,其中如图2、5所示,弧形块10一端安装在缓冲盘2的外圆面上;如图6所示,弧形块10未与缓冲盘2连接的一端内开有限位槽11;弧形块10的两个弧面之间开有贯通的齿条孔32,且齿条孔32与限位槽11相通;如图4所示,限位滑块14安装在限位槽11中;齿条15一端穿过齿条孔32与限位滑块14连接,齿条15的另一端安装有U型支撑16;如图7、8所示,U型支撑16的内侧面上对称地开有两个T型滑槽17;如图9所示,连接块19的一端对称地安装有两个伸缩杆22;两个伸缩杆22上未与连接块19连接的一端均安装有T型滑块21;如图4所示,T型滑块21通过滑动配合安装在相应的T型滑槽17中;两个限位弹簧18分别嵌套在两个伸缩杆22外侧;限位弹簧18一端与T型滑块21连接,限位弹簧18另一端与连接块19连接;连接块19上未安装伸缩杆22的一端安装有V型限位块20;如图2所示,V型限位块20与限位环28外弧面相配合;如图3所示,齿条15与相应的第二齿轮7相啮合。
如图4所示,上述限位槽11与限位滑块14之间涂有润滑油。
如图2所示,上述当V型限位块20解除对限位环28的限位时,限位环28始终处于V型限位块20之中。
如图2所示,上述第一齿轮3与第一轴26之间的配合为固定连接。
如图10所示,上述第二轴8与第二齿轮7之间的配合为轴承配合。
本发明中涡卷弹簧9的作用是:当蜗杆机构4中的第一轴26以很大的加速度旋转时,缓冲盘2由于惯性而保持相对静止;第一齿轮3固定安装在第一轴26上,第一齿轮3随第一轴26同步旋转;缓冲盘2落后与第一齿轮3的旋转;第二齿轮7在第一齿轮3的作用下发生自转,且自转的方向与第一齿轮3相反;同时,涡卷弹簧9在缓冲盘2和第一轴26的相对运动的作用下发生变形;第二齿轮7通过齿条15带动V型限位块20远离限位环28运动;由于V型限位块20对限位环28解除限位,蜗杆弹簧27可以轴向滑动;同时蜗杆弹簧27驱动蜗轮5转动,蜗轮5反作用于蜗杆弹簧27;此时的蜗杆弹簧27可以沿轴向滑动且发生变形;从而缓冲了由于第一轴26以较大加速度旋转对蜗轮5齿牙产生的冲击;从而达到保护蜗轮5齿牙的目的;当缓冲结束时,涡卷弹簧9带动缓冲盘2绕第一轴26转动,旋转方向与第一轴26的旋转方向一致;此时,第二齿轮7绕第一齿轮3公转,且公转方向与第一轴26旋转方向一致;第二齿轮7在第一齿轮3的作用下自转,且自转的方向与第一齿轮3的旋转方向一致;第二齿轮7通过齿条15带动V型限位块20复位;由于当V型限位块20解除对限位环28的限位时,限位环28始终处于V型限位块20之中,所以V型限位块20重新对限位环28进行限位。
本发明中的V型限位块20的作用是:当V型限位块20复位的时候,能更容易更平稳地限制限位环28,使限位环28回到初始位置。
本发明中的蜗杆弹簧27的作用是:在第一轴26加速度很大时,蜗轮5的旋转速度滞后于第一轴26,在蜗轮5的作用下,与之啮合的蜗杆弹簧27发生变形,使蜗轮5蜗杆之间的相对运动得到缓冲。
本发明中的第二齿轮7的作用是:第二齿轮7通过齿条15带动V型限位块20上下往复运动。
本发明中的限位环28与第一轴26的配合为键配合的作用是:限位环28沿第一轴26轴向滑动,同时,限位环28与第一轴26一起同步旋转。
本发明中的限位弹簧18初始状态为压缩状态,以保证蜗杆蜗轮5传动装置在平稳传动过程中,V型限位块20始终紧密地与限位环28接触,使V型限位块20更好地发挥对限位环28的限位作用;当第一轴26以很小的加速度旋转时,蜗轮5和蜗杆机构4之间的冲击很小,齿条15带动U型支撑16向上移动的距离很微小,限位弹簧18始终处于压缩状态,T型滑块21与U型支撑16发生相对运动,处于压缩状态的限位弹簧18使得V型限位块20始终对限位环28限位;当第一轴26的加速度达到一定界限时,限位弹簧18恢复原状并转为拉伸状态,这时蜗杆机构4对蜗轮5的冲击很大,齿条15带动U型支撑16,U型支撑16通过拉伸的限位弹簧18拉动V型限位块20向上运动,使得V型限位块20解除对限位环28的限位;整个传动装置在传动过程中,当蜗轮5发生卡顿时,蜗轮5使蜗杆弹簧27发生变形并使蜗杆弹簧27在第一轴26上滑动;同时,两个限位弹簧18发生反向变形,变形的限位弹簧18将缓解卡顿的蜗轮5对蜗杆弹簧27的冲击力,从而达到保护蜗轮5齿牙的目的;进一步避免了因为蜗轮5卡顿造成的蜗轮5蜗杆之间的冲击而造成的损坏。
具体实施方式:当第一轴26平稳旋转或以很小的加速度旋转时,涡卷弹簧9不发生形变,缓冲盘2与第一齿轮3同步旋转,第二齿轮7与第一齿轮3保持相对静止,第二齿轮7不发生自转,V型限位块20对限位环28限位;蜗轮5与蜗杆弹簧27之间驱动力缓慢匀速传递。
当第一轴26以很大的加速度旋转时,缓冲盘2由于惯性保持相对静止;第一轴26与缓冲盘2之间发生相对转动,涡卷弹簧9发生变形;第二齿轮7在第一齿轮3的作用下自转,且自转方向与第一齿轮3的自转发现相反;这时,第二齿轮7依次通过齿条15、U型支撑16、限位弹簧18、伸缩杆22和连接块19带动V型限位块20远离限位环28运动;V型限位块20对限位环28的限位解除;蜗轮5使得与之啮合的蜗杆弹簧27沿第一轴26滑动,同时,蜗杆弹簧27发生变形;蜗轮5与蜗杆弹簧27之间因为加速度产生的冲击得到缓冲;避免了因为巨大冲击造成蜗轮5蜗杆传动装置的损坏。整个传动装置平稳运行过程中,V型限位块20对限位环28限位;当蜗轮5因为负载变化发生卡顿时,蜗轮5作用于与之啮合的蜗杆弹簧27,限位环28在U型支撑16范围内带动蜗杆弹簧27发生微小变形并使之沿第一轴26滑动;同样避免了因为蜗轮5和蜗杆机构4的相对运动而产生的冲击;使得蜗轮5和蜗杆机构4因为冲击造成的损坏降到最低;与此同时,两个限位弹簧18发生反向变形,吸收蜗轮5卡顿时产生的冲击力;当蜗轮5的卡顿结束时,两个限位弹簧18带动V型限位块20回到初始位置。
当蜗杆弹簧27以较大加速度完成加速后,涡卷弹簧9形状开始恢复,涡卷弹簧9带动缓冲盘2绕第一轴26旋转,旋转方向与第一轴26旋转方向一致;这时,第二齿轮7绕第一齿轮3公转;第二齿轮7在第一齿轮3的作用下自转方向改变;第二齿轮7通过齿条15带动V型限位块20向初始位置运动;V型限位块20逐渐恢复对限位环28的限位功能;这时,整个传动装置的运行逐渐趋于平稳。
综上所述,本发明的有益效果:当第一轴26加速旋转时,蜗轮5作用于蜗杆弹簧27,使得蜗杆弹簧27做轴向位移和变形,缓冲了蜗轮5蜗杆之间由于运动不一致造成的冲击;当蜗轮5发生卡顿,蜗轮5作用于蜗杆弹簧27使之发生变形并沿第一轴26滑动,使得蜗轮5与蜗杆弹簧27之间的冲击得到缓冲,从而保护了设备尽可能不受到损害,大大节约了生产成本。