CN108561519A - 一种大压力角蜗杆传动机构 - Google Patents

Abstract

本发明属于蜗杆传动设计技术领域，尤其涉及一种大压力角蜗杆传动机构，包括蜗杆、与蜗杆啮合的传动轮以及与传动轮啮合的斜齿条；所述大压力角蜗杆传动机构满足以下条件：取蜗杆的轴面模数为m_x3、轴面压力角为α_x3，取传动轮的端面模数为m_t4、端面压力角为α_t4，取斜齿条的端面模数为m_t5、端面压力角为α_t5；蜗杆与传动轮相啮合，满足m_t4cosα_t4＝m_x3cosα_x3，且α_t4＞α_x3；传动轮与斜齿条相啮合，满足m_t5cosα_t5＝m_t4cosα_t4，且α_t4＞α_t5，所述传动轮为蜗轮或斜齿轮。有益效果：本发明的大压力角蜗杆传动机构具有承载能力大、寿命长、可靠性高、不易断齿、易加工等优点；由于蜗杆传动广泛应用于家电、汽车、仪表、起重机械等行业，市场前景广阔，该发明具有巨大的社会效益和经济效益。

Description

一种大压力角蜗杆传动机构

技术领域

本发明属于蜗杆传动设计技术领域，尤其涉及一种大压力角蜗杆传动机构。

背景技术

蜗杆传动因具有传动比大、传动平稳、振动小、噪声低等优点，而被广泛应用，蜗杆传动性能及其质量的优劣最终将影响到机器产品的质量高低，因此，为了满足人们日益增长的物质文化生活的需要，要求蜗杆的传动性能不断优化。

蜗杆传动的失效形式常表现为齿面点蚀、胶合、磨损和轮齿折断等。轮齿一旦发生折断，将影响蜗杆传动系统的正常运转，严重者甚至会导致设备事故和人员伤亡的发生。由于材料和结构上的原因，蜗杆螺旋齿部分的强度总是高于与之啮合的蜗轮轮齿的强度，所以失效常常发生在蜗轮轮齿上。为了提高蜗轮轮齿的抗折断能力，本发明提出了一种大压力角蜗杆传动机构的设计理念，即根据蜗杆与蜗轮或斜齿轮啮合传动的特点，增大蜗轮或斜齿轮的端面压力角，使之大于与之啮合的蜗杆轴面压力角，该发明可提高蜗轮或斜齿轮的齿根弯曲强度，延长工作寿命。

目前尚未检索到蜗杆与大压力角蜗轮或斜齿轮啮合传动方面的文献报导。

发明内容

为解决现有技术存在的蜗杆传动系统中与蜗杆啮合的蜗轮或斜齿轮轮齿易失效的问题，本发明提供一种大压力角蜗杆传动机构。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下，一种大压力角蜗杆传动机构，包括蜗杆、与蜗杆啮合的传动轮以及与传动轮啮合的斜齿条；

所述大压力角蜗杆传动机构满足以下条件：

取蜗杆的轴面模数为m_x3、轴面压力角为α_x3，取传动轮的端面模数为m_t4、端面压力角为α_t4，取斜齿条的端面模数为m_t5、端面压力角为α_t5；

蜗杆与传动轮相啮合，满足m_t4cosα_t4＝m_x3cosα_x3，且α_t4＞α_x3；传动轮与斜齿条相啮合，满足m_t5cosα_t5＝m_t4cosα_t4，且α_t4＞α_t5。

作为优选，所述传动轮为蜗轮或斜齿轮。

有益效果：本发明的大压力角蜗杆传动机构，蜗杆的轴面压力角不再等于与之相啮合的蜗轮的端面压力角，而是小于与之相啮合的蜗轮的端面压力角，该发明可提高蜗轮的齿根弯曲强度，延长工作寿命，蜗轮与斜齿条相啮合，扩大了蜗杆传动的内涵和外延；

根据蜗杆与斜齿轮啮合传动的特点，增大斜齿轮的端面压力角，使之大于与之啮合的蜗杆轴面压力角，该发明可提高斜齿轮的齿根弯曲强度，延长工作寿命，蜗杆与斜齿轮相啮合，扩大了蜗杆传动的内涵和外延；

为了提高传动轮轮齿的抗折断能力，本发明提出了一种大压力角蜗杆传动机构的设计理念，与常规的蜗杆传动机构相比，本发明更具有承载能力大、寿命长、可靠性高、不易断齿、易加工等优点，由于蜗杆传动广泛应用于家电、汽车、仪表、起重机械等行业，市场前景广阔，该发明具有巨大的社会效益和经济效益。

附图说明

图1是本发明大压力角蜗杆传动机构的啮合传动示意图；

图中1、电机，2、联轴器，3、蜗杆，4、传动轮，5、斜齿条。

具体实施方式

如图1所示，一种大压力角蜗杆传动机构，包括蜗杆3、与蜗杆3啮合的传动轮4以及与传动轮4啮合的斜齿条5，蜗杆3通过联轴器2与电机1的输出端固定连接，在电机1的带动下，蜗杆3的旋转运动转化为斜齿条5的直线往复移动，所述传动轮4为蜗轮或斜齿轮，所述蜗杆3、传动轮4(蜗轮或斜齿轮)、斜齿轮以及斜齿条5的齿廓均采用渐开线；

所述大压力角蜗杆传动机构满足以下条件：

取蜗杆3的轴面模数为m_x3、轴面压力角为α_x3，取传动轮4的端面模数为m_t4、端面压力角为α_t4，取斜齿条5的端面模数为m_t5、端面压力角为α_t5；

蜗杆3与传动轮4相啮合，满足m_t4cosα_t4＝m_x3cosα_x3，且α_t4＞α_x3，即传动轮4的端面压力角大于与之啮合的蜗杆3的轴面压力角；传动轮4与斜齿条5相啮合，满足m_t5cosα_t5＝m_t4cosα_t4，且α_t4＞α_t5，即传动轮4的端面压力角大于与之啮合的斜齿条5的端面压力角。

实施例一：

1)、为分析方便，假设蜗杆3的轮齿螺旋方向为左旋。取传动轮4为蜗轮，由于蜗轮与蜗杆3相啮合，则蜗轮的轮齿螺旋方向也为左旋，蜗轮驱动斜齿条5移动，则斜齿条5的轮齿螺旋方向为右旋；

2)、如图1所示，当电机1按照向上的实线箭头方向转动时，通过联轴器2，带动蜗杆3转动，蜗杆3的转动方向与电机1转动方向相同；

3)、取蜗杆3的头数、直径系数、轴面模数、轴面压力角分别为z₃、q₃、m_x3、α_x3，其中z₃、q₃的取值可参考齿轮设计手册；m_x3、α_x3可根据需要自定或从齿轮手册取值，但具体取值与蜗轮的端面模数和端面压力角有关；蜗杆3的分度圆导程角γ₃＝arctanz₃/q₃度；

4)、取蜗杆3的分度圆直径d₃＝m_x3q₃毫米，蜗杆3的基圆直径毫米，蜗杆3的齿顶圆直径毫米，其中为齿顶高系数，常取1；

5)、蜗杆3驱动蜗轮逆时针转动；

6)、取蜗轮的齿数、分度圆螺旋角、端面模数、端面压力角分别为z₄、β₄、m_t4、α_t4，其中z₄取值范围常在28～80，m_t4、α_t4可根据需要自定或从齿轮手册取值，但必须满足：m_t4cosα_t4＝m_x3cosα_x3，且m_t4＞m_x3、α_t4＞α_x3，在蜗杆3与蜗轮两轴夹角为90度的情况下，还满足β₄＝γ₃；

7)、蜗轮与斜齿条5相啮合，并驱动斜齿条5向右移动，如图1中实线箭头方向所示；

8)、取斜齿条5的螺旋角、端面模数、端面压力角、法面模数、法面压力角分别为β₅、m_t5、α_t5、m_n5、α_n5，其中β₅、m_n5、α_n5可根据需要自定或从齿轮手册取值，但必须满足：m_t5cosα_t5＝m_t4cosα_t4，且m_t5＝m_n5/cosβ＜m_t4、α_t5＝arctg(tgα_n5/cosβ)＜α_t4、β₅＝-β₄；

9)、同理，如图1所示，当电机1按照向下的虚线箭头方向转动时，通过联轴器2，带动蜗杆3转动；蜗杆3与蜗轮啮合传动，驱使蜗轮顺时针转动；蜗轮与斜齿条5啮合传动，实现斜齿条5向左移动，如图1中虚线箭头方向所示。

实施例二：

1)、为分析方便，假设蜗杆3的轮齿螺旋方向为左旋，取传动轮4为斜齿轮，由于斜齿轮与蜗杆3相啮合，则斜齿轮的轮齿螺旋方向也为左旋，斜齿轮驱动斜齿条5移动，则斜齿条5的轮齿螺旋方向为右旋；

2)、如图1所示，当电机1按照向上的实线箭头方向转动时，通过联轴器2，带动蜗杆3转动，蜗杆3的转动方向与电机1转动方向同；

3)、取蜗杆3的头数、直径系数、轴面模数、轴面压力角分别为z₃、q₃、m_x3、α_x3，其中z₃、q₃的取值可参考齿轮设计手册；m_x3、α_x3可根据需要自定或从齿轮手册取值，但具体取值与斜齿轮的端面模数和端面压力角有关；蜗杆3分度圆导程角γ₃＝arctanz₃/q₃度；

4)、取蜗杆3的分度圆直径d₃＝m_x3q₃毫米，蜗杆3的基圆直径毫米，蜗杆3的齿顶圆直径毫米，其中为齿顶高系数，常取1；

5)、蜗杆3驱动斜齿轮逆时针转动；

6)、取斜齿轮的齿数、分度圆螺旋角、端面模数、端面压力角、法面模数、法面压力角分别为z₄、β₄、m_t4、α_t4、m_n4、α_n4，其中z₄的取值保证不根切。m_n4、α_n4可根据需要自定或从齿轮手册取值，但必须满足：m_t4＝m_n4/cosβ₄、α_t4＝arctg(tgα_n4/cosβ₄)、m_t4cosα_t4＝m_x3cosα_x3，且m_t4＞m_x3、α_t4＞α_x3，在蜗杆3与斜齿轮两轴夹角为90度的情况下，还满足β₄＝γ₃；

7)、斜齿轮与斜齿条5相啮合，并驱动斜齿条5向右移动，如图1中实线箭头方向所示；

8)、取斜齿条5的螺旋角、端面模数、端面压力角、法面模数、法面压力角分别为β₅、m_t5、α_t5、m_n5、α_n5，其中β₅、m_n5、α_n5可根据需要自定或从齿轮手册取值，但必须满足：m_t5cosα_t5＝m_t4cosα_t4，且m_t5＝m_n5/cosβ＜m_t4、α_t5＝arctg(tgα_n5/cosβ)＜α_t4、β₅＝-β₄；

9)、同理，如图1所示，当电机1按照向下的虚线箭头方向转动时，通过联轴器2，带动蜗杆3转动；蜗杆3与斜齿轮啮合传动，驱使斜齿轮顺时针转动；斜齿轮与斜齿条5啮合传动，实现斜齿条5向左移动，如图1中虚线箭头方向所示。

Claims (2)

1.一种大压力角蜗杆传动机构，其特征在于：包括蜗杆(3)、与蜗杆(3)啮合的传动轮(4)以及与传动轮(4)啮合的斜齿条(5)；

所述大压力角蜗杆传动机构满足以下条件：

取蜗杆(3)的轴面模数为m_x3、轴面压力角为α_x3，取传动轮(4)的端面模数为m_t4、端面压力角为α_t4，取斜齿条(5)的端面模数为m_t5、端面压力角为α_t5；

蜗杆(3)与传动轮(4)相啮合，满足m_t4cosα_t4＝m_x3cosα_x3，且α_t4＞α_x3；传动轮(4)与斜齿条(5)相啮合，满足m_t5cosα_t5＝m_t4cosα_t4，且α_t4＞α_t5。

2.根据权利要求1所述的大压力角蜗杆传动机构，其特征在于：所述传动轮(4)为蜗轮或斜齿轮。