CN110762167A - 一种直斜式三蜗杆空心轴减速机 - Google Patents

一种直斜式三蜗杆空心轴减速机 Download PDF

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Abstract

本发明涉及减速机技术领域，公开了一种直斜式三蜗杆空心轴减速机，包括减速机箱，减速机箱由箱体和箱盖组成，箱体与箱盖之间通过螺钉固定连接；箱体底部和箱盖对应位置开设有两个用于安装空心轴的安装孔，空心轴两端固定套在轴承内圈之中，轴承外圈与安装孔过盈配合安装；空心轴外圈设有减速齿轮，减速齿轮与安装于减速机箱内腔的三蜗杆传动组件传动连接，三蜗杆传动组件可将电机转矩传递给减速齿轮。本发明提供了一种结构简单、成本低廉的减速机结构，使得与减速机连接的旋转部件能够方便的进行电源输送和信号传输，从而方便将电源线、信号线、传感线以及其他需要过孔的零部件与旋转部件进行连接。

Description

一种直斜式三蜗杆空心轴减速机
技术领域
本发明涉及减速机技术领域，具体是指一种直斜式三蜗杆空心轴减速机。
背景技术
减速机是一种由密封在刚性壳体内的利用齿轮传动、蜗杆传动或者齿轮-蜗杆传动所组成的用作原动件与工作机之间的减速传动装置。在原动机和工作机或执行机构之间起匹配转速和传递转矩的作用，在现代机械中应用极为广泛。其中，蜗轮蜗杆减速机的主要特点是具有反向自锁功能，可以有较大的减速比，输入轴和输出轴不在同一轴线上，也不在同一平面上。但是蜗轮蜗杆减速机也存在一些缺点，比如一般体积较大，传动效率不高，精度不高。
在与减速机输出轴连接的旋转部件之上，也会设置有其他需要通电和传递信号的部件。此时，如果直接使用导线与其连接，那么随着旋转部件的旋转，导线很容易缠绕在一起。为了解决这个问题，出现了负责为旋转部件连通、输送能源与信号的电滑环，电滑环顾名思义就是用来导电的滑环，也称电刷、碳刷、集电环、集流环、汇流环、旋通、旋转电气关节，专用于在无限制连续旋转时，传输功率电源、信号电源。电滑环的定子与转子部分分别引出导线连接固定结构与旋转结构的电源与终端电器，并随之旋转，这样便可避免在旋转部件旋转时发生导线缠绕的问题。多使用于多功能、高性能、高精密、多元连续旋转运动的高端工业电气设备或精密电子设备之中，如：航天设备、雷达通讯设备、医疗设备、自动加工设备、冶炼设备、矿山设备、电缆设备、游乐设备、展示设备、智能摄像头、化学反应釜、晶体炉、线材绞线机、风车、机械臂、机器人、盾构机、旋转门、测量仪、航模、特种汽车、特种轮船等。
虽然电滑环能够很好的解决上述旋转部件通电和传输信号的问题，但仍存在一些问题，例如电滑环是通过定子与转子的摩擦接触传递电能，则由于两者摩擦会产生大量碳合金粉，需要定期清理或更换碳刷，此外摩擦也会导致电滑环寿命减损，在工作一定时限后，便需要更换。同时电滑环结构复杂，特别是在小型设备上使用时，其精密度要求高，随之而来电滑环的购置成本也将上升，增加了企业的生产成本负担。
发明内容
基于以上技术问题，本发明提供了一种直斜式三蜗杆空心轴减速机，提供了一种结构简单、成本低廉的减速机结构，使得与减速机连接的旋转部件能够方便的进行电源输送和信号传输，从而方便将电源线、信号线、传感线以及其他需要过孔的零部件与旋转部件进行连接。
为解决以上技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种直斜式三蜗杆空心轴减速机，包括减速机箱，减速机箱由箱体和箱盖组成，箱体与箱盖之间通过螺钉固定连接；箱体底部和箱盖对应位置开设有两个用于安装空心轴的安装孔，空心轴两端固定套在轴承内圈之中，轴承外圈与安装孔过盈配合安装；空心轴外圈设有减速齿轮，减速齿轮与安装于减速机箱内腔的三蜗杆传动组件传动连接，三蜗杆传动组件可将电机转矩传递给减速齿轮。
在本发明中，通过减速齿轮和三蜗杆传动组件将电机的回转速减速到所需的回转速，并能够输出较大扭矩，以此带动与空心轴连接的旋转部件旋转。由于旋转部件上可能安装有其他需要功率电源或信号电源的机构设备，此时可通过将电源导线或信号电缆从空心轴中穿过再与旋转部件进行连接，为旋转部件提供电源或进行信号传输，从而避免了电源导线或信号电缆的缠绕问题。
作为一种优选的方式，三蜗杆传动组件包括斜向架设在箱体内的斜齿杆，斜齿杆由第一齿轮和第一蜗杆构成，第一蜗杆与减速齿轮啮合；减速机箱内设有与空心轴平行的导齿杆，导齿杆由第二齿轮和第二蜗杆构成，第二蜗杆与第一齿轮啮合；箱体侧面开设有供电机蜗杆伸入的通孔，电机蜗杆伸入减速机箱内腔与第二齿轮啮合，电机蜗杆与电机输出轴固定连接。
作为一种优选的方式，斜齿杆的斜轴两端可转动的安装于箱体内侧所设两安装台上。
作为一种优选的方式，安装台侧面设有安装槽，安装槽一端开口，另一端是与斜轴适配的弧形面，斜轴与安装台侧面垂直。
作为一种优选的方式，导齿杆的导齿杆轴两端可转动的置于箱体底部和盖板内侧所设转动槽内。
作为一种优选的方式，电机蜗杆轴向设有与电机输出轴连接的对接孔。
作为一种优选的方式，箱体位于通孔一侧设有多个用于固定安装电机的螺纹孔。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明与现有多采用电滑环解决旋转部件通电和信号传输问题的方案相比，通过设有空心轴的减速机，可方便的将电源线、信号线、传感线以及其他需要过孔的零部件从空心轴中穿过与旋转部件相连，从而避免了电源导线或信号电缆的缠绕问题。为解决旋转部件通电和信号传输的问题提供了一种结构更加简单、成本更加低廉的解决方案，从而有着很好的应用前景。
(2)本发明通过选用齿轮-蜗杆结构作为减速结构，齿轮-蜗杆减速结构作为涡轮蜗杆减速结构的一种变化，不仅具有涡轮蜗杆结构的大减速比和反向自锁的优点，同时利用齿轮替代涡轮，齿轮制造成本低于涡轮，能进一步节省生产成本。
(3)本发明通过斜向设置的斜齿杆、竖直设置的导齿杆和电机蜗杆的配合安装形成三蜗杆传动组件，有效减小了减速机整体结构的体积，克服了传统涡轮蜗杆减速机体积大的缺点，使得减速机整体结构紧凑、体积缩小。体积缩小的减速机能够增大减速机的适用范围，使其能够应用在一些安装空间狭小的精密仪器中。且三蜗杆传动组件能保证减速机整体传动效率高，扭力大。此外，
(4)本发明中由于减速机所连接的旋转部件所需要的转速不同，本减速机还可根据不同的使用情况，合理调整自身的减速比以达到需要的输出转速。三蜗杆传动组件的减速比是通过各级蜗杆和与其相啮合的齿轮所决定的，如果需要调整减速机减速比，可以通过调整各级蜗杆和齿轮的减速比，组合达到需要的减速比。特殊情况下，如果需要减小减速比，还可以拆掉斜齿杆，将导齿杆的第二蜗杆设计成齿轮结构使其与减速齿轮直接啮合安装，减速机可获得最小的减速比，此时适用于旋转部件需要较大转速的情况。通过调节三蜗杆传动组件的各级蜗杆与齿轮的减速比大小，可调整减速机整体的减速比，从而调节减速机输出转速，以此扩大减速机的使用范围。
附图说明
图1为减速机结构示意图。
图2为图1仰视图。
图3为减速机俯视图(去除盖板)；
图4为三蜗杆传动组件。
图5为箱体俯视图。
图6为箱体轴测图。
图7为箱盖仰视图。
其中，1减速机箱，101箱体，102箱盖，2轴承，3空心轴，4螺纹孔，5电机蜗杆，6对接孔，7减速齿轮，8安装台，9斜齿杆，901斜轴，902第一蜗杆，903第一齿轮，10导齿杆，1001导齿杆轴，1002第二齿轮，1003第二蜗杆，11安装孔，12转动槽，13安装槽。
具体实施方式
为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
实施例1：
参见图1～6，一种直斜式三蜗杆空心轴3减速机，包括减速机箱1，减速机箱1由箱体101和箱盖102组成，箱体101与箱盖102之间通过螺钉固定连接；箱体101底部和箱盖102对应位置开设有两个用于安装空心轴3的安装孔11，空心轴3两端固定套在轴承2内圈之中，轴承2外圈与安装孔11过盈配合安装；空心轴3外圈设有减速齿轮7，减速齿轮7与安装于减速机箱1内腔的三蜗杆传动组件传动连接，三蜗杆传动组件可将电机转矩传递给减速齿轮7。
在本实施例中，通过减速齿轮7和三蜗杆传动组件将电机的回转速减速到所需的回转速，并能够输出较大转矩，以此带动与空心轴3连接的旋转部件旋转。由于旋转部件上可能安装有其他需要功率电源或信号电源的机构设备，此时可通过将电源导线或信号电缆从空心轴3中穿过与旋转部件进行连接，为旋转部件提供电源或进行信号传输，从而避免了电源导线或信号电缆的缠绕问题。
与现有多采用电滑环解决旋转部件通电和信号传输问题的方案相比，通过设有空心轴3的减速机，将电源导线或信号电缆从空心轴3中穿过与旋转部件相连，从而避免了电源导线或信号电缆的缠绕问题。为解决旋转部件通电和信号传输的问题提供了一种结构更加简单、成本更加低廉的解决方案，有着很好的应用前景。
实施例2：
参见图1～6，一种直斜式三蜗杆空心轴3减速机，包括减速机箱1，减速机箱1由箱体101和箱盖102组成，箱体101与箱盖102之间通过螺钉固定连接；箱体101底部和箱盖102对应位置开设有两个用于安装空心轴3的安装孔11，空心轴3两端固定套在轴承2内圈之中，轴承2外圈与安装孔11过盈配合安装；空心轴3外圈设有减速齿轮7，减速齿轮7与安装于减速机箱1内腔的三蜗杆传动组件传动连接，三蜗杆传动组件可将电机转矩传递给减速齿轮7。
进一步的，三蜗杆传动组件包括斜向架设在箱体101内的斜齿杆9，斜齿杆9由第一齿轮903和第一蜗杆902构成，第一蜗杆902与减速齿轮7啮合；减速机箱1内设有与空心轴3平行的导齿杆10，导齿杆10由第二齿轮1002和第二蜗杆1003构成，第二蜗杆1003与第一齿轮903啮合；箱体101侧面开设有供电机蜗杆5伸入的通孔，电机蜗杆5伸入减速机箱1内腔与第二齿轮1002啮合，电机蜗杆5与电机输出轴固定连接。
三蜗杆传动组件运行时，电机蜗杆5被电机输出轴带动转动，电机蜗杆5再带动导齿杆10转动，导齿杆10再带动斜齿杆9转动，斜齿杆9上的第一蜗杆902最后带动减速齿轮7。通过第一蜗杆902和减速齿轮7的传动比变化，从而带动空心轴3低转速、大扭矩传动。
通过选用齿轮-蜗杆结构作为减速结构，齿轮-蜗杆减速结构作为涡轮蜗杆减速结构的一种变化，不仅具有涡轮蜗杆结构的大减速比和反向自锁的优点，同时利用齿轮替代涡轮，齿轮制造成本低于涡轮，能进一步节省生产成本。
同时，通过斜向设置的斜齿杆9、竖直设置的导齿杆10和电机蜗杆5的配合安装形成三蜗杆传动组件，有效减小了减速机整体结构的体积，克服了传统涡轮蜗杆减速机体积大的缺点，使得减速机整体结构紧凑、体积缩小。体积缩小的减速机能够增大减速机的适用范围，使其能够应用在一些安装空间狭小的精密仪器中。且三蜗杆传动组件能保证减速机整体传动效率高，扭力大。
此外，由于减速机所连接的旋转部件所需要的转速不同，本减速机还可根据不同的使用情况，合理调整自身的减速比以达到需要的输出转速。三蜗杆传动组件的减速比是通过各级蜗杆和与其相啮合的齿轮所决定的，如果需要调整减速机减速比，可以通过调整各级蜗杆和齿轮的减速比，组合达到需要的减速比。特殊情况下，如果需要减小减速比，还可以拆掉斜齿杆9，将导齿杆10的第二蜗杆1003设计成齿轮结构使其与减速齿轮7直接啮合安装，减速机可获得最小的减速比，此时适用于旋转部件需要较大转速的情况。通过调节三蜗杆传动组件的各级蜗杆与齿轮的减速比大小，可调整减速机整体的减速比，从而调节减速机输出转速，以此扩大减速机的使用范围。
更进一步的，斜齿杆9的斜轴901两端可转动的安装于箱体101内侧所设两安装台8上，通过安装台8方便斜向安装斜齿杆9。
更进一步的，安装台8侧面设有安装槽13，安装槽13一端开口，另一端是与斜轴901适配的弧形面，斜轴901与安装台8侧面垂直。在斜齿杆9安装时，将斜齿杆9的斜轴901两端从安装槽13的开口端放入并推到安装槽13另一端，使斜轴901与弧形面贴合。后续装配中，减速齿轮7与第一蜗杆902啮合时，减速齿轮7会对斜齿杆9进行限位，使其仅能在安装槽13内转动，安装槽13内弧形面可使斜齿轴转动平稳。
通过设置安装台8用于安装斜轴9，使得斜轴9安装方便，传动平稳可靠，还使得减速机整体结构美观紧凑。
更进一步的，导齿杆10的导齿杆轴1001两端可转动的置于箱体101底部和盖板内侧所设转动槽12内。。
更进一步的，电机蜗杆5轴向设有与电机输出轴连接的对接孔6，方便将电机输出轴与电机蜗杆5进行组合安装，将电机输出轴插入对接孔6内便能完成电机蜗杆5与电机的装配，装配完成后通过电机带动电机蜗杆5转动，从而带动整个减速机工作。
进一步的，箱体101位于通孔一侧设有多个用于固定安装电机的螺纹孔4，方便通过螺栓将减速机与电机固定在一起。
本实施例的其他部分与实施例1相同，这里就不再赘述。
如上即为本发明的实施例。上述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述发明的验证过程，并非用以限制本发明的专利保护范围，本发明的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种直斜式三蜗杆空心轴减速机，包括减速机箱(1)，其特征在于：所述减速机箱(1)由箱体(101)和箱盖(102)组成，所述箱体(101)与箱盖(102)之间通过螺钉固定连接；所述箱体(101)底部和箱盖(102)对应位置开设有两个用于安装空心轴(3)的安装孔(11)，所述空心轴(3)两端固定套在轴承(2)内圈之中，所述轴承(2)外圈与安装孔(11)过盈配合安装；所述空心轴(3)外圈设有减速齿轮(7)，所述减速齿轮(7)与安装于减速机箱(1)内腔的三蜗杆传动组件传动连接，所述三蜗杆传动组件可将电机转矩传递给减速齿轮(7)。
2.根据权利要求1所述的一种直斜式三蜗杆空心轴减速机，其特征在于：所述三蜗杆传动组件包括斜向架设在箱体(101)内的斜齿杆(9)，所述斜齿杆(9)由第一齿轮(903)和第一蜗杆(902)构成，所述第一蜗杆(902)与减速齿轮(7)啮合；所述减速机箱(1)内设有与空心轴(3)平行的导齿杆(10)，所述导齿杆(10)由第二齿轮(1002)和第二蜗杆(1003)构成，所述第二蜗杆(1003)与第一齿轮(903)啮合；所述箱体(101)侧面开设有供电机蜗杆(5)伸入的通孔，所述电机蜗杆(5)伸入减速机箱(1)内腔与第二齿轮(1002)啮合，所述电机蜗杆(5)与电机输出轴固定连接。
3.根据权利要求2所述的一种直斜式三蜗杆空心轴减速机，其特征在于：所述斜齿杆(9)的斜轴(901)两端可转动的安装于箱体(101)内侧所设两安装台(8)上。
4.根据权利要求3所述的一种直斜式三蜗杆空心轴减速机，其特征在于：所述安装台(8)侧面设有安装槽(13)，所述安装槽(13)一端开口，另一端是与斜轴(901)适配的弧形面，所述斜轴(901)与安装台(8)侧面垂直。
5.根据权利要求2所述的一种直斜式三蜗杆空心轴减速机，其特征在于：所述导齿杆(10)的导齿杆轴(1001)两端可转动的置于箱体(101)底部和箱盖(102)内侧所设转动槽(12)内。
6.根据权利要求2所述的一种直斜式三蜗杆空心轴减速机，其特征在于：所述电机蜗杆(5)轴向设有与电机输出轴连接的对接孔(6)。
7.根据权利要求2所述的一种直斜式三蜗杆空心轴减速机，其特征在于：所述箱体(101)位于通孔一侧设有多个用于固定安装电机的螺纹孔(4)。
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