CN1971094A - 精密蜗轮蜗杆传动消隙装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及蜗轮蜗杆传动系统，具体地说是一种精密蜗轮蜗杆传动消隙装置。它克服了现有技术蜗轮蜗杆传动中由于制造误差及加工误差而导致的齿侧间隙，会大大降低整个机械加工精度的缺陷。本发明包括相互啮合的蜗轮和蜗杆，其中，蜗杆由组合蜗杆套、蜗杆心轴和轴向调整机构组成，组合蜗杆套由沿轴线方向的多段蜗杆套组合而成，在各段蜗杆套之间设置弹性元件，且设置一定的间隙，在组合蜗杆套的端面设置轴向调整机构，组合蜗杆套滑套在蜗杆心轴上，各段蜗杆套之间存在轴向的相互推力。其结构简单，实施方便，成本低，能够将蜗轮蜗杆传动中正、反转交替时的反向间隙降低到零，为制造高精度机械设备垫定了基础。
Description
技术领域
本发明涉及蜗轮蜗杆传动系统，具体地说是一种精密蜗轮蜗杆传动消隙装置。
背景技术
蜗轮蜗杆传动是最基本的机械传动方式之一，蜗杆是主动件，蜗轮是被动件。由于制造误差及安装误差是不可避免的，因此蜗轮与蜗杆在啮合时会产生齿侧间隙。当蜗杆的转动方向发生改变时，由于齿侧间隙的存在导致了反向间隙的产生，使得蜗杆的反向运动并不能立即传递给蜗轮，只有当蜗杆转过一定的角度之后才能带动蜗轮反向转动，这就造成了机械传动的误差。
齿侧间隙产生的这种传动误差对以传递动力为主的传动场合没有太大的影响，但在以传递运动为主的精密传动中，会大大降低整个机器的精度。目前，为了提高其精度，通常的做法是提高蜗轮蜗杆的加工精度和安装精度，这种做法不但使制造成本大大提高，而且加工精度和安装精度的提高毕竟是有限度的，不能从根本上消除正、反旋转切换时的反向间隙，这对于机器精度的提高一直是一个制约因素。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术的缺陷，提供一种精密蜗轮蜗杆传动消隙装置，其结构简单，实施方便，成本低，能够将蜗轮蜗杆传动中正、反转交替时的反向间隙降低到零，使得制造高精度的机器成为可能。
本发明是这样实现的：一种精密蜗轮蜗杆传动消隙装置，包括相互啮合的蜗轮和蜗杆，其中，蜗杆由组合蜗杆套、蜗杆心轴和轴向调整机构组成，组合蜗杆套由沿轴线方向的多段蜗杆套组合而成，在各段蜗杆套之间设置弹性元件，且设置一定的间隙，在组合蜗杆套的端面设置轴向调整机构，组合蜗杆套滑套在蜗杆心轴上。
在本发明中，多段蜗杆套由一个完整的蜗杆套沿轴线方向分段切割而成。组合蜗杆套与蜗杆心轴之间设置键连接或者花键连接，以保证组合蜗杆套与蜗杆心轴之间的滑套配合，即各段蜗杆套相对于蜗杆心轴只能做作轴向移动，不能做周向转动。各段蜗杆套之间存在轴向的相互推力。
所述的轴向调整机构可以同时设置在组合蜗杆套的两端，也可以将组合蜗杆套的一端靠在蜗杆心轴的定位轴肩上，只在其另一端设置轴向调整机构。
所述的各段蜗杆套之间的间隙为0.1mm～2mm。
本发明的有益效果是：结构简单，实施方便，成本较低，通过在组合蜗杆套的内部设置弹性元件，及在两端设置轴向调整机构，利用各段蜗杆套之间的可变间隙有效地补偿了由于蜗轮及蜗杆的制造误差和安装误差所不可避免地产生的齿侧间隙，大大提高了传动精度，为制造高精度机械设备垫定了基础。
附图说明
图1为本发明在环面蜗杆传动上应用的结构原理图；
图2为图1的A向局部放大图；
图3为本发明在圆柱蜗杆传动上应用的结构原理图；
图4为图3的A向局部放大图；
图5为环面蜗杆套右端设置定位轴肩，左端设置轴向调整机构的结构原理图；
图6为环面蜗杆套左端设置定位轴肩，右端设置轴向调整机构的结构原理图。
具体实施方式
实施例1
如图1、图2所示，为了增加组合蜗杆套与蜗轮啮合的齿数，在本实施例中采用了环面蜗杆传动。图中1是蜗杆心轴，2是调节螺母，3是止退锁圈，4是组合蜗杆套，5是弹簧，6是键，7是蜗轮。
该环面蜗杆由组合蜗杆套4、蜗杆心轴1、弹簧5，调节螺母2和止退锁圈3组成。将蜗杆套做成中空状，并将其沿轴线方向分为六段，各段蜗杆套组合形成组合蜗杆套4，轴向调整机构包括调节螺母2和止退锁圈3。组合蜗杆套4滑套在蜗轮心轴1上，通过蜗轮心轴1上设置的键6使组合蜗杆套4在圆周方向固定，即各段蜗杆套在沿蜗杆心轴1的圆周方向不能转动，只能随蜗杆心轴1一起转动。在各段蜗杆套之间设置弹簧5，组合蜗杆套4的两端分别设置止退锁圈3和调节螺母2。该装置在安装时，通过调节组合蜗杆套4两端的调节螺母2，使之沿蜗杆心轴1轴向移动，使弹簧5产生压紧力，同时使各段蜗杆套之间保持一定的间隙，间隙在0.1mm～2mm之间。使各段蜗杆套之间具有适当的轴向推力和间隙后，将止退锁圈3和调节螺母2锁死，以防止调节螺母2松动。各段蜗杆套在随蜗杆心轴1转动的同时，还能够沿蜗杆心轴1的轴向作微小的移动，即组合蜗杆套4与蜗杆心轴1之间呈滑套配合状态，因此各段蜗杆套之间的间隙能够随着蜗轮7和组合蜗杆套4的齿面啮合点的移动而不断变化。
本装置是这样工作的：首先在静止状态时，通过调节设置在组合蜗杆套4两端的调节螺母2压紧弹簧5，使弹簧5处于受压缩状态，使各段蜗杆套之间产生轴向的相互推力，同时通过在各段蜗杆套之间设置一定的间隙，从而使组合蜗杆套4的齿与蜗轮7的齿紧密啮合，保证齿侧间隙为零。
如图2所示，当组合蜗杆套4带动蜗轮7转动时，由于制造误差及安装误差的存在，蜗轮7和组合蜗杆套4的齿面都会产生径向跳动，蜗轮7和组合蜗杆套4齿面的啮合点会在蜗轮7的中心与蜗杆心轴1轴线的垂线上移动，这时由于各段蜗杆套之间设置了弹簧5及一定的间隙，蜗轮7和组合蜗杆套4的齿面啮合点的移动会通过弹簧5迫使各段蜗杆套在随蜗杆心轴1转动的同时，沿蜗杆心轴1作微小的轴向位移，使得各段蜗杆套之间的间隙不断变化，从而使组合蜗杆套4与蜗轮7的齿面始终处与相互压紧的状态，相互啮合的齿面两侧均没有间隙，保证了齿侧间隙为零。
如果蜗杆的转动方向发生改变，由于在转动方向没有发生改变之前，组合蜗杆套4与蜗轮7的齿处于相互压紧的状态，即齿侧间隙为零，因此在组合蜗杆套4的转动方向发生改变时，会将运动立即传递给蜗轮7，使蜗轮7立即改变转动方向，因此不会产生反向间隙。
因此，无论蜗轮和蜗杆的转动方向如何改变，本装置利用组合蜗杆套4中多段蜗杆套之间的可变间隙有效地补偿了由于蜗轮蜗杆制造误差和安装误差所不可避免地产生的齿侧间隙，大大提高了传动精度，为制造高精度机械设备垫定了基础。
实施例2
如图3、图4所示，在传递动力较轻的场合，可采用本实施例的圆柱蜗杆传动。图中1是蜗杆心轴，2是调节螺母，3是止退锁圈，4是组合蜗杆套，5是弹簧，6是键，7是蜗轮。该圆柱蜗杆由蜗杆心轴1、调节螺母2、止退锁圈3、组合蜗杆套4和弹簧5组成。如图3所示，四段蜗杆套组合形成组合蜗杆套4。在各段蜗杆套之间分别设置弹簧5，在组合蜗杆套4的两端分别设置止退锁圈3和调节螺母2，通过调节调节螺母2，使各段蜗杆套之间产生轴向的相互推力，且保持一定的间隙。
其他同实施例1。
实施例3
如图5所示，在蜗杆心轴1的右端设置定位轴肩，使组合蜗杆套4的右端靠在定位轴肩上，在组合蜗杆套4的左端设置轴向调整机构，即调节螺母2和止退锁圈3。
其他同实施例1。
实施例4
如图6所示，在蜗杆心轴1的左端设置定位轴肩，使组合蜗杆套4的左端靠在定位轴肩上，在组合蜗杆套4的右端设置轴向调整机构，即调节螺母2和止退锁圈3。
其他同实施例1。
实施例5
在本发明中，轴向调整机构除了为调节螺母和止退锁圈外，还可以为两个调节螺母并列或其他机构，只要能达到相同的效果即可。
本发明的具体实施例公布了其较佳的实施方式，但并不限于上述实施方式。本领域的普通技术人员极易根据上述实施例，领会本发明的精神，并作出不同的引申和变化。但只要不脱离本发明的精神，都在本专利保护范围内。
Claims (6)
1、一种精密蜗轮蜗杆传动消隙装置，包括相互啮合的蜗轮和蜗杆，其特征在于：蜗杆由组合蜗杆套、蜗杆心轴和轴向调整机构组成，其中组合蜗杆套由沿轴线方向的多段蜗杆套组合而成，在各段蜗杆套之间设置弹性元件，且设置一定的间隙，在组合蜗杆套的端面设置轴向调整机构，组合蜗杆套滑套在蜗杆心轴上。
2、根据权利要求1所述的精密蜗轮蜗杆传动消隙装置，其特征在于：所述的多段蜗杆套由一个完整的蜗杆套沿轴线方向分段切割而成。
3、根据权利要求1所述的精密蜗轮蜗杆传动消隙装置，其特征在于：所述的组合蜗杆套与蜗杆心轴之间设置键连接或者花键连接。
4、根据权利要求1所述的精密蜗轮蜗杆传动消隙装置，其特征在于：所述的各段蜗杆套之间存在轴向的相互推力。
5、根据权利要求1所述的精密蜗轮蜗杆传动消隙装置，其特征在于：在所述的组合蜗杆套的两端分别设置轴向调整机构。
6、根据权利要求1所述的精密蜗轮蜗杆传动消隙装置，其特征在于：将所述的组合蜗杆套的一端靠在蜗杆心轴的定位轴肩上，在其另一端设置轴向调整机构。
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