CN201326689Y - 一种螺旋推移式省力减速机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种螺旋推移式省力减速机，旨在提供一种结构简单、造价低廉、节能省力、并且无须注油、无有噪音，绝不发热和经久耐用的一种减速装置，其技术方案的要点是：在蜗轮即传动轮上的外径缘周以等距离安装若干个轴承用以取代原传统型的牙齿，在蜗杆即高速轴上设置单线螺纹或螺旋叶片，两端各一组螺纹或螺旋叶片以相同的尺寸和结构为反向对称排列，即一组为左旋一组为右旋，运转中分别与两个蜗轮套合，依据工艺要求蜗杆每运转一周或两周或两周以上推越一个轴承，由此实现减速之目的。

Description

一种螺旋推移式省力减速机

技术领域

本实用新型涉及机械在运转中需要降低转速的一种装置，更确切更具体地讲是某一种机器在做功时依据工艺要求所设计的旋转速度当应低于其动力即电动机或内燃机的转速而配套的一种减速机或称变速箱。

背景技术

众所周知，机器的运转必须由动力即电动机或内燃机带动，只有极少数借用水力或风力等大自然中的介质推动，由于电动机和内燃机的转速太高，不适应众多机器在做功时的工艺要求，这便是减速机出现的由来。当今社会上使用的减速机尽管有多种多样，但其做功原理几乎都是相同的，即由动力在运转中带动高速轴，高速轴上安装有小齿轮即主动齿轮也随之旋转，在旋转中带动与其相互啮合的中间轴上的大齿轮即被动齿轮或称为从动轮转动，再由中间轴上的另一个小齿轮带动与其相互啮合的即安装在低速轴上的一个大齿轮旋转，由此实现减速之目的。极为个别的机器因减速不多或者很多，而在此特殊情况下也有只设置两轴即高速轴与低速轴或者共四根轴的减速机，每一根轴都为水平安装，各轴彼此相互平行前后排列，当需要改变方向时，也可以水平与垂直排列相结合安装，或称轴与轴成直角安装，然而不管何种安装方式，都得依靠主被两个齿轮相互啮合传动。使用的齿轮种类根据各工艺要求的不同和制造难易程度等因素可以是圆柱正齿轮，圆柱斜齿轮，人字齿轮，圆锥齿轮和螺旋齿轮等多种。

众所周知，现有技术中的减速机内部都是采用齿轮传动的，而且必须是以小带大，否则就谈不上减速了，齿轮传动是机械中最常见的一种传动方式，只少由两个相互啮合的齿轮所组成的传递运动和动力的传动形式，两齿轮线彼此相对位置不变，并各绕其自身的轴线转动，当外啮合时彼此为反方向运转，即其中一个为左转一个为右转，内啮合时同方向运转，两齿轮相互啮合而工作时，可将主动轮的动力和运动传递给从动轮(被动轮)。由于齿轮传动具有传动平稳、精确和传动比大及传动效率高等特点，因此其应用范围相当广泛。齿轮传动用于减速机中是极为广泛的一种，它虽具备上述各种优点，但也有其不足之处，主要表现在以下几个方面。

首先是它结构复杂而笨重，一次性投资大。传统四齿轮三轴两级减速的机型其型号是以高速轴与低速轴的中心距离尺寸以毫米为单位来定的。例如350型减速机，即该机中的高速轴与低速轴的中心距为350毫米。每一台减速机由箱体(浇铸而成)、齿轮、轴与轴承座及轴承等零配件组合而成，并且务必加注一定斤两的齿轮油做为润滑剂和确保不漏油，一台型号为1000的中型减速机，其重量为1吨左右。特别是如图8所示当采用螺旋齿轮即蜗杆蜗轮啮合传动时，在动力传动中，为了提高效率、减少磨擦和延长其使用寿命，必须采用比普通钢材价格要贵许多倍的青铜来制造，不仅成本高，而且加工难度大，其原由是在蜗轮传动中，蜗轮的牙齿是呈圆弧形包围着蜗杆的，所以切制蜗轮的滚刀必须与工作蜗杆具有完全一样的模数、压力角、分度圆直径、头数、旋向和螺旋升角，因此滚刀的专用性极强，所以仅仅是模数相同的蜗轮与蜗杆是不可以互换啮合的。在图4与图5中，是所有齿轮中最为简单的一种，它的制作工艺要求与啮合传动原理简介如下：顾名思义，齿轮就是缘周排列若干个牙齿的一个轮子，这些牙齿必须做得十分地标准并要求耐磨，牙齿的大小是以模数为依据的，各项尺寸计算公式为：外径d1＝模数×(齿数+2)；节径d＝模数×齿数；根径df＝节径-2.5×模数；齿项高oh＝模数；齿根高hf＝1.25×模数；齿全高h＝2.25×模数；孤齿厚S＝1.5708×模数；两齿轮啮合中心距A＝(大齿轮节径d2+小齿轮节径d1)÷2。

其次是耗能多。众所周知，主被相互啮合的两齿轮其尺寸相差越多越节能，这和用手秤称东西其小小秤砣往秤杆尾端移动一倍的距离其被称物也须相应加重一倍道理一样，原由是借用了省力杠杆之力。不难发现，如果用人力去转动一台减速机的输出轴(低速轴)远比扭动其输入轴(高速轴)要困难得多，即反道行之为费力杠杆。但由于受到其成本与体积的制约，在实际操作中不可能将被动齿轮做得很大，同时受强度的约束也不可能将主动齿轮做得太小，如果将一台减速机的四个齿轮改为两个而速比不变，根据速比的多少，其体积后者是前者的几倍至几十倍，因此是行不通的一种技术方案。

再次是使用寿命短和噪音大。由于齿轮牙齿的强度很有限和在传动中为硬磨擦，运转中断齿现象常有发生，它远不如轴承在运转中那样耐磨，并伴有一定程度的噪音，特别是圆柱正齿轮在运转中为突然啮合又突然脱开而噪音更大，斜齿和人字齿在啮合传动中为逐然接触与逐然脱开而噪音较小但制造成本相对要高。

还有正因为磨擦系数较大免不了有发热现象，为了降低磨损量，务必要在变速箱内加注齿轮油作为润滑剂，并且要定期加注或更换，由此必须要有个储油箱的由来。

另外，由于必须要在变速箱中加入润滑油，因此每台减还机的安装只限于其底层在下，无法实现斜装、立装和倒装，当在机械传动中需要改变方向时，唯一的办法就只得采用圆锥齿轮传动用于两轴相交的机构而既不方便又难度较大。

发明内容

本实用新型为弥补以上所述不足，旨在提供一种结构简单、造价低廉、节能省力、无有噪音、无须注油、绝不发热和经久耐用并具备减速与离合双重功能的一种减速装置，采用以下技术方案于以实现。

依据蜗杆蜗轮传动其螺纹有单线双线之分，用于减速一律用单线，蜗杆上的牙型为矩形，既可以上车床加工而成，也可以制成螺旋叶片再焊接于轴上，将蜗轮即传动轮上的牙齿去掉用轴承取代，按工艺要求蜗杆转一周或两周或两周以上推移一个轴承向前，由此蜗杆转若干周蜗轮转一周，蜗杆的转速高于蜗轮的转速，在蜗轮转一周的时间内其蜗杆转多少周便等于速比的多少，这样蜗杆实际上是高速轴，安装蜗轮的轴为低速轴，前者为主动后者为从动。蜗轮两侧大面(平面)与蜗杆成纵向排列，蜗轮外缘周线上以等距离所排列的轴承以平面与蜗轮侧面相对，其数量以在运转中前一轴承在与蜗杆螺纹或螺旋叶片脱开之前即邻近脱开时后一轴承起始进入套合为准。蜗杆在转动中由于螺纹或螺旋叶片为一定的斜面，由此推移轴承带连蜗轮运转，轴承在移位中所形成的反压力将蜗杆往后推，这就是蜗杆在运转中存在较大的轴向力之原故，由此必须在蜗杆的一端或两头安装止推轴承来应对轴向力即阻止其移位，由此止推轴承的定圈和动圈与滚珠贴得紧上紧即反压力越大磨擦系数越高，必须以消耗一定能量做为代价，并且易产生发热现象而轴承的使用寿命减短，本实用新型所采用的解决方法是依据工艺要求在同一根蜗杆的两端设置尺寸相同或相差但方向相反的各一组螺纹或螺旋叶片，并将蜗轮由单个改为双个，运转中一个为左旋一个为右旋。根据螺纹与螺旋叶片的旋向或是两个同时向内旋转或是两个同时向外旋转，一个为顺时针旋转一个为逆时针旋转，向内旋转时所形成的反压力将同一根蜗杆往两头拉，向外旋转时所形成的反压力将同一根蜗杆从两端往中间推，结构相同，受力相等，由于相同的推力或拉力在同一时间落在同一根蜗杆上而被抵消由有变无，此使轴向力不再存在，等于一个人挑一付担子，当两端有相等重量的货物时轻松，当去掉一头货物时反而费力是一个道理，由此实现节能省力之目的。

两个蜗轮可同时带动工作机两根主轴运转，当只需要带动单根主轴时，可以将两个蜗轮借助齿轮的啮合共同出力。

必要时可以将支承蜗杆的轴承与轴承座及其安装的机架做成活动式即可上下或前后移位，便可实现蜗轮脱开而空转，到时又合拢。

本实用新型的有益效果相对传统型减速机而言简述如下：

一是结构简单而造价低。由于省去了存油兼密封的外壳和笨重的齿轮，仅两个蜗轮由于只须减短螺纹或螺旋叶片的螺距便可以实现高速轴转两周或两周以上才推移超越一个轴承即使较大的速比其体积也不必像齿轮那样做得很大，选用滚针轴承径向力大且体积小，与同等型号相比其重量可减少数倍至十几倍；

二是节能省力。由于抵消了轴向力并为滚动软磨擦，而可实现节能50％左右；

三是运转成本低。没有齿轮便不存在打齿现象，轴承磨损了便于更换，无须加注齿轮油而运行成本大降；

四是必要时可具备减速兼离合双重功能；

五是经久耐用与运转中无噪音等优越性。

附图说明

图1是发明原型即现有技术中的圆柱正齿轮的啮合传动示意图；

图2是一大一小两个圆柱斜齿轮相互啮合传动示意图；

图3是圆锥齿轮啮合传动示意图；

图4是圆柱正齿轮其结构与形状图；

图5是一大一小两个圆柱正齿轮相互啮合传动平面位置说明图；

图6是四齿轮三轴两级减速并且以蜗杆蜗轮啮合传动轴与轴为直角相交安装的减速机剖视图；

图7是本实用新型其曲轴与双根杠杆等有关零配件的安装就位结构图。

具体实施方式

参照图7，蜗杆1由左右两个轴承与轴承座2支承安装在机架(图中未示出)上，右边顶头安装有供传动系带动的皮带轮3，蜗杆上安装有右旋螺旋叶片4和左旋螺旋叶片5，两个蜗轮6和7在蜗杆的运转驱动下一个为左旋一个为右旋，两个蜗轮缘周以等距离安装有轴承8，两个蜗轮分别安装在中心主轴9和10上，蜗轮在旋转中带连主轴一同运转而做功。

Claims (3)

1、一种螺旋推移式省力减速机，由蜗杆为主动在高速运转中带动蜗轮为被动做低速运转，其特征是在蜗轮即传动轮的外径缘周以等距离安装若干个轴承用以取代蜗轮的牙齿。

2、根据权利要求1所述的一种螺旋推移式省力减速机，其特征是在同一根蜗杆的左右分别设置旋向相反的各一组螺纹或螺旋叶片运转中分别与各一个蜗轮即传动轮缘周的轴承套合与脱开。

3、根据权利要求1所述的一种螺旋推移式省力减速机，其特征是将支承蜗杆的轴承与轴承座及机架做成活动式即可前后或上下移位。

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