CN111750069A - 消隙平面包络环面蜗轮结构、蜗轮消隙方法及加工方法 - Google Patents

消隙平面包络环面蜗轮结构、蜗轮消隙方法及加工方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于机械传动件技术领域，尤其涉及一种消隙平面包络环面蜗轮结构、蜗轮消隙方法及加工方法；包括齿形参数相同的第一蜗轮和第二蜗轮，所述第一蜗轮与所述第二蜗轮转动连接，所述第一蜗轮的内侧设有至少一个第一限位部，所述第二蜗轮的内侧设有与所述第一限位部对应的第二限位部，相互对应的所述第一限位部和所述第二限位部之间设置有压缩弹性件，所述第二蜗轮上设有多个腰型孔，所述第一蜗轮上设有与所述腰型孔对应的螺纹孔；所述压缩弹性件挤压所述第一蜗轮与所述第二蜗轮错位；使第一蜗轮的轮齿与蜗杆的同一侧的螺纹面贴合，第二蜗轮的轮齿与蜗杆的另一侧的螺纹面贴合；锁紧螺钉穿过对应的所述腰型孔与对应的所述螺纹孔连接。

Description

消隙平面包络环面蜗轮结构、蜗轮消隙方法及加工方法
技术领域
本发明属于机械传动件技术领域，尤其涉及一种消隙平面包络环面蜗轮结构、蜗轮消隙方法及加工方法。
背景技术
平面包络环面蜗轮蜗杆是机械传动件中的重要一种机械传动件，其承载能力大，传动效率高，机构紧密。平面包络环面蜗轮蜗杆在实际的传动过程中，需要正转和反转的，现有的，由于蜗轮蜗轮蜗杆啮合存在一定的间隙，因此在蜗杆由正转转为反转，或者由反转转为正转时，蜗杆需要旋转一定的角度后，方可使得蜗杆的螺纹面与蜗轮的齿面贴合，实现传动，因此，在控制系统给出了蜗杆旋转的参数，达到驱动蜗轮旋转的角度会与实际旋转的角度存在误差，故导致传动存在误差，其应用在精密机床或设备中，会造成机床或设备的精度降低，无法保证设计精度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种消隙平面包络环面蜗轮结构、蜗轮消隙方法及加工方法，旨在解决目前平面包络环面蜗轮啮合存在间隙的问题。
为实现上述目的，本发明实施例提供的一种消隙平面包络环面蜗轮结构，包括齿形参数相同的第一蜗轮和第二蜗轮，所述第一蜗轮与所述第二蜗轮转动连接，所述第一蜗轮的内侧设有至少一个第一限位部，所述第二蜗轮的内侧设有与所述第一限位部对应的第二限位部，相互对应的所述第一限位部和所述第二限位部之间设置有压缩弹性件，所述第二蜗轮上设有多个腰型孔，所述第一蜗轮上设有与所述腰型孔对应的螺纹孔；所述压缩弹性件挤压所述第一蜗轮与所述第二蜗轮错位；使第一蜗轮的轮齿与蜗杆的同一侧的螺纹面贴合，第二蜗轮的轮齿与蜗杆的另一侧的螺纹面贴合；锁紧螺钉穿过对应的所述腰型孔与对应的所述螺纹孔连接。
进一步，所述第一蜗轮上的一侧设有定位凸环，所述第二蜗轮设有定位孔，所述定位孔与所述定位凸环间隙配合；多个所述压缩弹性件沿着定位凸环均匀分布设置。
进一步，所述第一蜗轮的内侧均设置有多个第一凹槽，所述第二蜗轮的内侧均设置有多个第二凹槽；所述第一凹槽的一端形成所述第一限位部，所述第二凹槽的另一端形成所述第二限位部；所述压缩弹性件位于对应的所述第一凹槽和所述第二凹槽之间。
进一步，所述压缩弹性件为压缩弹簧。
进一步，所述第一蜗轮的内侧均匀地设置有多个弧形凹槽，所述第二蜗轮的内侧设有多个伸入对应所述弧形凹槽内的限位销，所述压缩弹性件设于所述弧形凹槽内，所述压缩弹性件的一端与所述弧形凹槽的一端抵接，另一端与所述限位销抵接。
进一步，所述第一蜗轮和所述第二蜗轮位于同一公法线跨度两端的两齿面相互平行。
进一步，所述第二蜗轮的外侧还设有与对应所述腰型孔形成沉头腰型孔的第二腰型孔。
平面包络环面蜗轮的消隙方法，平面包络环面蜗轮与蜗杆啮合，松开锁紧螺钉，压缩弹性件挤压第一蜗轮和第二蜗轮错位，使第一蜗轮的轮齿与蜗杆的同一侧的螺纹面贴合，第二蜗轮的轮齿与蜗杆的另一侧的螺纹面贴合，转动蜗杆，在蜗杆与平面包络环面蜗轮啮合平顺，锁紧锁紧螺钉。
一种消隙平面包络环面蜗轮结构的加工方法，包括以下步骤：
步骤一，加工第一蜗轮和第二蜗轮的毛坯，并加工第一限位部和第二限位部；
步骤二，铣削第一蜗轮和第二蜗轮的轮齿，并留精加工余量；
步骤三，精加工所述第一蜗轮与所述第二蜗轮的装配位；
步骤四，组装所述第一蜗轮和所述第二蜗轮，并所述压缩弹性件限位在对应的所述第一限位部和所述第二限位部之间，调整所述第一蜗轮和所述第二蜗轮的位置，使所述第一蜗轮的轮齿与所述第二蜗轮的轮齿对齐，所述锁紧螺钉锁紧所述第一蜗轮和所述第二蜗轮；
步骤五，精磨齿面。
进一步，所述步骤四中，所述第一蜗轮与所述第二蜗轮错位13°～18°压缩所述压缩弹性件，并使得所述第一蜗轮和所述第二蜗轮的齿面平齐。
1、本发明实施例提供的消隙平面包络环面蜗轮的结构中的上述一个或多个技术方案至少具有如下技术效果：
通过压缩弹性件挤压第一蜗轮与第二蜗轮错位；使第一蜗轮的轮齿与蜗杆的同一侧的螺纹面贴合，第二蜗轮的轮齿与蜗杆的另一侧的螺纹面贴合；锁紧螺钉穿过对应的所述腰型孔与对应的所述螺纹孔连接；因此消除了蜗轮与蜗杆的啮合间隙，保证传动的精度。
在蜗轮带动蜗轮时，由于正反转啮合区分别在第一蜗轮和第二蜗轮齿面上。这样，正反转保证了消隙后既不干涉有不会减少啮合区，保证了传动的效率。
2、本发明实施例提供的平面包络环面蜗轮的消隙方法中的上述一个或多个技术方案至少具有如下技术效果：
平面包络环面蜗轮与蜗杆啮合，松开锁紧螺钉，压缩弹性件挤压第一蜗轮和第二蜗轮错位，使第一蜗轮的轮齿与蜗杆的同一侧的螺纹面贴合，第二蜗轮的轮齿与蜗杆的另一侧的螺纹面贴合，转动蜗杆，在蜗杆与平面包络环面蜗轮啮合平顺，锁紧锁紧螺钉，进而达到消除蜗轮与蜗杆的间隙。
3、本发明实施例提供的平面包络环面蜗轮的加工方法中的上述一个或多个技术方案至少具有如下技术效果：
组装第一蜗轮和第二蜗轮，并压缩弹性件限位在对应的第一限位部和第二限位部之间，调整第一蜗轮和第二蜗轮的位置，使第一蜗轮的轮齿与第二蜗轮的轮齿对齐，锁紧螺钉锁紧第一蜗轮和第二蜗轮，在精磨齿轮，因此保证第一齿轮与第二齿轮的精度相同，进而保证第一蜗轮和第二蜗轮与蜗杆的啮合精度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的消隙平面包络环面蜗轮的结构图。
图2为本发明实施例提供的消隙平面包络环面蜗轮的爆炸图。
图3为本发明实施例提供的消隙平面包络环面蜗轮的爆炸图底部视图。
图4为本发明实施例提供的消隙平面包络环面蜗轮另一实施例的爆炸图。
图5为本发明实施例提供的消隙平面包络环面蜗轮的另一实施例爆炸图底部视图。
图6为本发明实施例提供的消隙平面包络环面蜗轮与蜗杆啮合线的示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明的实施例，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明实施例的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
在本发明的一个实施例中，如图1～图6所示，一种消隙平面包络环面蜗轮结构，包括齿形参数相同的第一蜗轮100和第二蜗轮200，所述第一蜗轮100与所述第二蜗轮200转动连接，所述第一蜗轮100的内侧设有至少一个第一限位部101，所述第二蜗轮200的内侧设有与所述第一限位部101对应的第二限位部 201，相互对应的所述第一限位部101和所述第二限位部201之间设置有压缩弹性件300，所述第二蜗轮200上设有多个腰型孔202，所述第一蜗轮100上设有与所述腰型孔202对应的螺纹孔102；所述压缩弹性件300挤压所述第一蜗轮100与所述第二蜗轮200错位。使第一蜗轮100的轮齿与蜗杆的同一侧的螺纹面贴合，第二蜗轮200的轮齿与蜗杆的另一侧的螺纹面贴合；锁紧螺钉400穿过对应的所述腰型孔102与对应的所述螺纹孔202连接。本实施例中，在蜗轮与蜗杆啮合时，通过压缩弹性件300挤压第一蜗轮100和第二蜗轮200错位，进而达到消除蜗轮与蜗杆啮合的间隙，因此在蜗杆正转调整为反向时，能直接驱动蜗轮旋转，进而避免间隙造成的传动误差，保证传动的精度。进一步的，在蜗轮带动蜗轮时，由于正反转啮合区分别在第一蜗轮100和第二蜗轮的200齿面上。这样，正反转保证了消隙后既不干涉有不会减少啮合区，保证了传动的效率。具体是，在蜗杆正转时，蜗杆的与第一蜗轮100啮合传动，在蜗杆反转时，是蜗杆与第二蜗轮200啮合传动；保证了消隙后既不干涉有不会减少啮合区。
进一步，参照图2，所述第一蜗轮100上的一侧设有定位凸环103，所述第二蜗轮200设有定位孔203，所述定位孔203与所述定位凸环103间隙配合；多个所述压缩弹性件300沿着定位凸环103均匀分布设置。本实施例，通过定位孔203与定位凸环103间隙配合装配，进而使得第一蜗轮100与第二蜗轮200 能相对转动。
进一步，参照图2和图3，所述第一蜗轮100的内侧均设置有多个第一凹槽 110，所述第二蜗轮200的内侧均设置有多个第二凹槽210；所述第一凹槽110 的一端形成所述第一限位部101，所述第二凹槽210的另一端形成所述第二限位部201。所述压缩弹性件300位于对应的所述第一凹槽110和所述第二凹槽210 之间。本实施例中，压缩弹性件300收纳在第一凹槽110和第二凹槽210，避免压缩弹性件300对第一蜗轮100和第二蜗轮200装配造成干涉。
进一步，所述压缩弹性件300为压缩弹簧或弹性橡胶件。
压缩弹性件300限位在第一限位部101与第二限位部201之间的另一实施例，清参照4和图5，所述第一蜗轮100的内侧均匀地设置有多个弧形凹槽120，所述第二蜗轮200的内侧设有多个伸入对应所述弧形凹槽120内的限位销220，所述压缩弹性件300设于所述弧形凹槽120内，所述压缩弹性件300的一端与所述弧形凹槽120的一端抵接，另一端与所述限位销220抵接。本实施例中，是通过压缩弹性件300推动限位销220，从而推动第一蜗轮100与第二蜗轮200 错位。
进一步，所述第一蜗轮100和所述第二蜗轮200位于同一公法线跨度两端的两齿面相互平行。本实施例中，设定同一公法线跨度两端的两齿面相互平行，因此在测量公法线时，能精准地测量该蜗轮公法线的尺寸，进而能精确控制蜗轮的加工精度。蜗轮的铣齿机或者磨齿机的两独立的加工刀具可同时加工同一公法线跨度的两齿面，进而提高加工效率，并且加工过程中，无需通过调整蜗轮或加工刀具的角度方可完成轮齿两面的加工，进而能避免加工过程中带入角度误差，进而能保证加工的精度。
进一步，所述第二蜗轮100的外侧还设有与对应所述腰型孔202形成沉头腰型孔的第二腰型孔204。本实施例，是在第一蜗轮100和第二蜗轮200通过锁紧螺钉400锁紧时，锁紧螺钉400的沉头沉入到第二腰型孔104内。
平面包络环面蜗轮的消隙方法，平面包络环面蜗轮与蜗杆啮合，松开锁紧螺钉400，压缩弹性件300挤压第一蜗轮100和第二蜗轮200错位，使第一蜗轮 100的轮齿与蜗杆的同一侧的螺纹面贴合，第二蜗轮200的轮齿与蜗杆的另一侧的螺纹面贴合，转动蜗杆，在蜗杆与平面包络环面蜗轮啮合平顺，锁紧锁紧螺钉400。本实施例，是通过将锁紧螺钉400，使得压缩弹性件300挤压第一蜗轮 100和第二蜗轮200错位，进而使得第一蜗轮100的齿面与蜗杆的螺纹的一侧面啮合，第二蜗轮200的齿面与蜗杆的螺纹的另一侧啮合，在转动蜗杆的时，保证蜗轮旋转一圈后，啮合平顺，没有卡顿或卡死的现象，即可锁紧锁紧螺钉400，使得蜗杆与蜗轮啮合后，既能实现消隙，又能保证运行平稳，顺畅。
一种消隙平面包络环面蜗轮结构的加工方法，包括以下步骤：
步骤一，加工第一蜗轮100和第二蜗轮200的毛坯，并加工第一限位部101 和第二限位部201；
步骤二，铣削第一蜗轮100和第二蜗轮200的轮齿，并留精加工余量；
步骤三，精加工所述第一蜗轮100与所述第二蜗轮200的装配位；
步骤四，组装所述第一蜗轮100和所述第二蜗轮200，并所述压缩弹性件300限位在对应的所述第一限位部101和所述第二限位部201之间，调整所述第一蜗轮100和所述第二蜗轮200的位置，使所述第一蜗轮100的轮齿与所述第二蜗轮200的轮齿对齐，所述锁紧螺钉400锁紧所述第一蜗轮100和所述第二蜗轮200；
步骤五，精磨齿面。本加工方法中，在磨齿前，通过压缩弹性件300压缩，达到对第一蜗轮100和第二蜗轮200形成反作用力，因此，在磨削后，松开锁紧螺钉，能使得第一蜗轮100和第二蜗轮200相互错位，实现啮合消隙。
进一步，所述步骤四中，所述第一蜗轮100与所述第二蜗轮200错位13°～18°压缩所述压缩弹性件300，并使得所述第一蜗轮100和所述第二蜗轮200 的齿面平齐。本实施例，通过错位13°～18°，在蜗轮蜗杆消除间隙啮合时，松开锁紧螺钉400，压缩弹性件300挤压第一蜗轮100和第二蜗轮200与蜗轮的作用力适中，在转动蜗杆时，既能实现蜗轮与蜗杆啮合消隙，又能在转动蜗杆时，受到第一蜗轮100和第二蜗轮200的摩擦力较小，从而实现转动啮合顺畅。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种消隙平面包络环面蜗轮结构，其特征在于，包括齿形参数相同的第一蜗轮和第二蜗轮，所述第一蜗轮与所述第二蜗轮转动连接，所述第一蜗轮的内侧设有至少一个第一限位部，所述第二蜗轮的内侧设有与所述第一限位部对应的第二限位部，相互对应的所述第一限位部和所述第二限位部之间设置有压缩弹性件，所述第二蜗轮上设有多个腰型孔，所述第一蜗轮上设有与所述腰型孔对应的螺纹孔；所述压缩弹性件挤压所述第一蜗轮与所述第二蜗轮错位；使第一蜗轮的轮齿与蜗杆的同一侧的螺纹面贴合，第二蜗轮的轮齿与蜗杆的另一侧的螺纹面贴合；锁紧螺钉穿过对应的所述腰型孔与对应的所述螺纹孔连接。
2.根据权利要求1所述的消隙平面包络环面蜗轮结构，其特征在于：所述第一蜗轮上的一侧设有定位凸环，所述第二蜗轮设有定位孔，所述定位孔与所述定位凸环间隙配合；多个所述压缩弹性件沿着定位凸环均匀分布设置。
3.根据权利要求1所述的消隙平面包络环面蜗轮结构，其特征在于：所述第一蜗轮的内侧均设置有多个第一凹槽，所述第二蜗轮的内侧均设置有多个第二凹槽；所述第一凹槽的一端形成所述第一限位部，所述第二凹槽的另一端形成所述第二限位部；所述压缩弹性件位于对应的所述第一凹槽和所述第二凹槽之间。
4.根据权利要求3所述的消隙平面包络环面蜗轮结构，其特征在于：所述压缩弹性件为压缩弹簧。
5.根据权利要求1所述的消隙平面包络环面蜗轮结构，其特征在于：所述第一蜗轮的内侧均匀地设置有多个弧形凹槽，所述第二蜗轮的内侧设有多个伸入对应所述弧形凹槽内的限位销，所述压缩弹性件设于所述弧形凹槽内，所述压缩弹性件的一端与所述弧形凹槽的一端抵接，另一端与所述限位销抵接。
6.根据权利要求1所述的消隙平面包络环面蜗轮结构，其特征在于：所述第一蜗轮和所述第二蜗轮位于同一公法线跨度两端的两齿面相互平行。
7.根据权利要求1所述的消隙平面包络环面蜗轮结构，其特征在于：所述第二蜗轮的外侧还设有与对应所述腰型孔形成沉头腰型孔的第二腰型孔。
8.平面包络环面蜗轮的消隙方法，其特征在于：平面包络环面蜗轮与蜗杆啮合，松开锁紧螺钉，压缩弹性件挤压第一蜗轮和第二蜗轮错位，使第一蜗轮的轮齿与蜗杆的同一侧的螺纹面贴合，第二蜗轮的轮齿与蜗杆的另一侧的螺纹面贴合，转动蜗杆，在蜗杆与平面包络环面蜗轮啮合平顺，锁紧锁紧螺钉。
9.一种加工权利要求1～7任一项所述消隙平面包络环面蜗轮结构的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，加工第一蜗轮和第二蜗轮的毛坯，并加工第一限位部和第二限位部；
步骤二，铣削第一蜗轮和第二蜗轮的轮齿，并留精加工余量；
步骤三，精加工所述第一蜗轮与所述第二蜗轮的装配位；
步骤四，组装所述第一蜗轮和所述第二蜗轮，并所述压缩弹性件限位在对应的所述第一限位部和所述第二限位部之间，调整所述第一蜗轮和所述第二蜗轮的位置，使所述第一蜗轮的轮齿与所述第二蜗轮的轮齿对齐，所述锁紧螺钉锁紧所述第一蜗轮和所述第二蜗轮；
步骤五，精磨齿面。
10.根据权利要求9所述的消隙平面包络环面蜗轮结构的加工方法，其特征在于：所述步骤四中，所述第一蜗轮与所述第二蜗轮错位13°～18°压缩所述压缩弹性件，并使得所述第一蜗轮和所述第二蜗轮的齿面平齐。
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