CN210566041U - 一种高精度传动回转驱动 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高精度传动回转驱动，它包括外壳及设置在外壳上的传动组件和回转支承组件，所述传动组件和回转支承组件垂直设置；所述传动组件包括蜗杆；所述回转支承组件包括回转支承内圈和回转支承外圈，该回转支承内圈固定设置在外壳上；所述回转支承外圈的非安装面按圆周等距安装设置有若干滚针轴承；所述传动组件和回转支承组件通过蜗杆与滚针轴承相啮合连接。本实用新型其结构设计合理、简洁，能够有效消除反向间隙，提高传动精度和效率，延长使用寿命。

Description

一种高精度传动回转驱动

技术领域

本实用新型属于回转驱动技术领域，具体涉及一种高精度传动回转驱动。

背景技术

回转驱动通常由蜗杆、回转支承、壳体、马达等部件构成，由于其主要部件采用回转支承，因此可以同时承受轴向力、径向力、倾翻力矩。回转驱动跟传统的回转类产品相比，具有安装简便、易于维护、更大程度上节省安装空间。该产品应用范围很广，可以广泛使用于重型平板运输车、集装箱起重机、随车吊、采矿机械、高空作业车、雷达装置、巡日太阳能发电系统，工程机械及新能源领域等。

通常回转驱动安装在主机上时，蜗轮和蜗杆的啮合齿侧间隙对主机性能有很重要的影响。为保证回转驱动的运转灵活性和平稳型，对于回转驱动的蜗轮和蜗杆的齿侧间隙具有一定的要求。但是，蜗轮蜗杆传动存在侧隙就意味着回转方向发生变化时，有一段距离是没有传动的，这样就影响了回转驱动装置的传动精度。回转驱动装置经常用于低速重载的工作场合中，随着持续的使用，蜗轮蜗杆的磨损造成了齿侧间隙的增加，并且无法再次调节补偿齿侧间隙的增加值，造成啮合冲击持续增加，回转驱动的工作状况急剧恶化，大大缩短了回转驱动的工作寿命，增加使用成本。

实用新型内容

为克服上述背景技术中回转驱动的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种高精度传动回转驱动，其结构设计合理、简洁，能够有效消除反向间隙，提高传动精度和效率，延长使用寿命。

本实用新型解决技术问题的技术方案如下：

本实用新型一种高精度传动回转驱动，它包括外壳及设置在外壳上的传动组件和回转支承组件，所述传动组件和回转支承组件垂直设置；所述传动组件包括蜗杆；所述回转支承组件包括回转支承内圈和回转支承外圈；所述回转支承内圈固定设置在外壳上，所述回转支承外圈的非安装面按圆周等距安装设置有若干滚针轴承；所述传动组件和回转支承组件通过蜗杆与滚针轴承相啮合连接。

作为本实用新型技术方案的进一步改进，所述蜗杆的两端分别通过圆锥滚子轴承安装设置在外壳上。

作为本实用新型技术方案的进一步改进，所述圆锥滚子轴承的外侧均设置有一个与外壳相连接的端盖。

作为本实用新型技术方案的进一步改进，所述回转支承外圈的非安装面按圆周等距设置有若干具有内螺纹的定位孔，各所述滚针轴承的内圈通过螺钉固定连接在各定位孔上。

作为本实用新型技术方案的进一步改进，所述蜗杆位置处的外壳上设置有通孔并安装有油嘴。

作为本实用新型技术方案的进一步改进，所述回转支承组件的回转支承内圈的外侧面和回转支承外圈的内侧面相对应设置有钢球滚道，该钢球滚道内设置有若干钢球并通过隔离块相隔开。

作为本实用新型技术方案的进一步改进，所述回转支承组件的回转支承内圈和回转支承外圈的上下侧设置有密封皮。

作为本实用新型技术方案的进一步改进，所述蜗杆及滚针轴承的材质为 42CrMo或40Cr

作为本实用新型技术方案的进一步改进，所述回转支承组件的轴向、径向间隙为0.15mm～0.22mm。

相对于现有技术，本实用新型具有以下优点：

1、本实用新型所述的高精度传动回转驱动设计合理、简洁，装配方便；

2、一般的蜗轮蜗杆传动，通过蜗轮与蜗杆啮合，安装时需调整侧隙，而本实用新型中，通过滚针轴承替代蜗轮的齿轮与蜗杆啮合，传动时，滚针轴承置于与蜗杆齿内并与齿面紧密贴合，蜗杆齿面与滚针轴承做相对滚动运动，这样就消除了安装侧隙，从而使整个回转驱动装置的反向间隙变为0，大大提高了回转驱动的转动精度；

3、本实用新型中，蜗杆齿面与滚针轴承传动为滚动摩擦，减小了传动时的摩擦阻力，也降低了摩擦噪音，更减小了传动零件的磨损，从而提高回转驱动的使用寿命；

4、本实用新型因其蜗杆齿面与滚针轴承滚动摩擦，传动转速可以达到一般蜗轮蜗杆传动转速的15～20倍，其传动效率提高30％～40％；

5、本实用新型通过结构的改变，降低了整个装置的加工难度，用圆柱滚针轴承替换齿轮后，减去了齿轮加工工序，只需在回转支承外圈非安装平面上按圆周定距钻铰若干定位销孔，再安装各滚针轴承，节省了大量的加工时间，降低了加工难度；

6、降低了维修成本，一般的回转驱动的蜗轮的齿轮损坏后需更换整个齿圈，但是本实用新型的这种回转驱动若滚针轴承损坏，只需更换单个滚针轴承即可，从而大大降低了维修成本；

7、节省了安装空间，一般蜗轮蜗杆传动中，蜗轮与蜗杆在安装时其中心在同一平面上，改变本实用新型的传动形式后，回转支承组件和蜗杆安装时在径向方向上有部分重叠，这样在整体结构上径向尺寸缩小15％～20％；

8、降低制作成本，普通蜗轮蜗杆传动因其传动特性要求蜗轮和蜗杆其中一个材质硬度较低，一般蜗轮选用合金铜材质，成本较高；而本实用新型中滚针轴承与蜗杆均可选用普通材质，如42CrMo、40Cr等，并进行渗碳淬火处理，同时提高两者表面硬度，通过制作材质的改变降低成本，同时蜗杆齿面和滚针轴承外圆面同时具有较高表面硬度，因其传动时为滚动摩擦，所以提高硬度可以降低传动件的表面磨损，进而提高回转驱动的使用寿命；

9、本实用新型中，调整回转支承轴向、径向间隙为0.15～0.22mm，通过该回转支承间隙可以补偿蜗杆和轴承定位孔的加工误差，使其在传动过程中不会卡死，同时，回转支承间隙大对其安装平面的平面度要求降低，从而提高产品的适用性。

附图说明

图1是本实用新型中垂直平面环面蜗杆形成原理示意图；

图2是本实用新型的主视结构示意图；

图3是本实用新型的侧视结构示意图；

图4是本实用新型中所述传动组件及回转支承组件相配合的结构示意图；

图5是图4中I的放大示意图；

图6是本实用新型中所述的滚针轴承结构示意图；

图7是本实用新型中所述的圆头开槽螺钉结构示意图；

图中：1：外壳；2：传动组件；2.1：蜗杆；2.2：油嘴；3：回转支承组件； 4：端盖；3.1:回转支承内圈；3.2：钢球；3.3：隔离块；3.4：密封条；3.5：回转支承外圈；3.6：滚针轴承；3.61：内圈；3.7：圆头开槽螺钉；5：圆锥滚子轴承。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。除非另作定义，此处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。本实用新型未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

如图2至图7所示，本实用新型一种高精度传动回转驱动，它包括外壳1 及设置在外壳1上的传动组件2和回转支承组件3，所述传动组件2和回转支承组件3垂直设置；所述传动组件2包括蜗杆2.1，该蜗杆2.1的两端分别通过圆锥滚子轴承5安装设置在外壳1上，所述圆锥滚子轴承5的外侧均设置有一个与外壳1相连接的端盖4，所述蜗杆2.1位置处的外壳1上还设置有通孔并安装有油嘴2.2；所述回转支承组件3包括回转支承内圈3.1和回转支承外圈3.5，轴向、径向间隙为0.15mm～0.22mm，所述回转支承内圈3.1固定设置在外壳1上，所述回转支承组件3的回转支承内圈3.1的外侧面和回转支承外圈3.5的内侧面相对应设置有钢球滚道，该钢球滚道内设置有若干钢球3.2并通过隔离块3.3相隔开，所述的回转支承内圈3.1和回转支承外圈3.5的上下侧设置有密封皮3.4；所述回转支承外圈3.5的非安装面按圆周等距垂直安装设置有若干滚针轴承3.6，进一步地，所述回转支承外圈3.5的非安装面按圆周等距设置有若干定位孔并在各定位孔内设置内螺纹，各所述滚针轴承3.6的内圈3.61类似于销轴并与各定位孔相配合，再通过圆头开槽螺钉3.7穿过滚针轴承3.6的内圈固定在定位孔上；所述回转支承组件3和传动组件2通过滚针轴承3.6置于蜗杆2.1的齿内并啮合连接。

一般蜗轮蜗杆传动中，蜗轮一般为外齿斜齿，本实施例中，现用若干滚针轴承3.6替代齿轮与蜗杆2.1啮合，且将滚针轴承3.6安装在回转支承外圈3.5 非安装平面，其轴向方向与回转支承组件3轴向方向一致，在回转支承外圈3.5 非安装平面加工等距定位孔并设置内螺纹，将滚针轴承3.6的中心轴(即滚针轴承的内圈3.61)安装在回转支承外圈3.5定位孔中，并用圆头开槽螺钉3.7 锁紧，这就涉及到一种新的蜗杆——垂直平面环面蜗杆。图1示出了该垂直平面环面蜗杆形成原理，设平面F与圆柱A外表面相切，并一起绕轴线O₂-O₂以角速度ω₂回转。与此同时，蜗杆毛坯绕其轴线O₁-O₁以角速度ω₁回转。这样，平面F在蜗杆毛坯上形成的轨迹面便是垂直平面环面蜗杆的螺旋齿面。平面F就是形成该蜗杆螺旋齿面的母面。

由于蜗杆的传动特质要求蜗杆必须拥有良好的力学性能，本实施例中，所述蜗杆2.1及滚针轴承3.6的材质为42CrMo或40Cr。42CrMo钢或40Cr钢属于超高强度钢，具有高强度和韧性，淬透性较好，无明显的回火脆性，调质处理后有较高的疲劳极限和抗多次冲击能力。蜗杆2.1粗加工成形后，采用渗碳淬火工艺提高其表面硬度，渗碳淬火处理所需热处理时间长，蜗杆齿形变形较大，但由于采用的是整体淬火，蜗杆的整体硬度均得到了有效的提升。针对渗碳淬火造成蜗杆齿变形大的问题，本实施例采用渗碳淬火后进行磨削的方式，在渗碳淬火前蜗杆加工预留一部分待磨削余量，待蜗杆渗碳淬火完毕后，对蜗杆进行二次磨削，这样可以完全避免热处理带来的变形。

为了保证回转驱动的传动精度，需要提高回转支承组件上安装各滚针轴承的定位孔的加工精度。主要由两个方面进行提高：1、采用预钻孔再铰孔的方式加工，提高孔壁粗糙度，从而提高孔径尺寸精度；2、采用数控机床加工定位孔时，取消按角度编程，采用极坐标编程的方式加工，避免角度编程在加工过程中产生的累计误差。

再保证回转支承外圈定位销孔精度后，要求与其相配合的滚针轴承3.6的内圈有定位作用，所以滚针轴承3.6为特殊定制滚针轴承，其内圈3.61类似于销轴，前端与回转支承外圈定位孔配合，再用特殊定制圆头开槽螺钉3.7将其固定在回转支承外圈上。

回转支承组件在加工过程中，应注意滚道加工误差或加工变形导致的内外圈相对径向跳动变大，从而影响蜗杆与滚针轴承传动时的啮合精度。为了提高滚道精度，需将回转支承内、外圈滚道车磨工序分两步加工：1、先粗磨，径向尺寸预留0.4～0.5mm的余量，加工完成后，拆除工件，并放置24小时以上；2、使用全新刀片，校准滚道加工至目标尺寸。

装配时，用圆头开槽螺钉3.7将各滚针轴承3.6固定在回转支承外圈3.5 非安装平面侧，安装蜗杆2.1时，先在蜗杆一端安装圆锥滚子轴承，再将蜗杆装入外壳轴承座内，固定一侧端盖4，再安装另一侧圆锥滚子轴承及端盖，将装配好的回转支承组件放入外壳腔体内，调整好滚针轴承与蜗杆的位置，使滚针轴承在蜗杆齿内，转动蜗杆，调整回转支承位置，用螺钉将回转支撑内圈3.1 固定在外壳上，再次转动蜗杆，正反转确认无卡滞后，加注适量润滑脂，安装油嘴2.2。

以上仅为本实用新型的较佳实施例，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种高精度传动回转驱动，它包括外壳(1)及设置在外壳(1)上的传动组件(2)和回转支承组件(3)，其特征是，所述传动组件(2)和回转支承组件(3)垂直设置；所述传动组件(2)包括蜗杆(2.1)；所述回转支承组件(3)包括回转支承内圈(3.1)和回转支承外圈(3.5)，该回转支承内圈(3.1)的外侧面和回转支承外圈(3.5)的内侧面相对应设置有钢球滚道，该钢球滚道内设置有若干钢球(3.2)并通过隔离块(3.3)相隔开；所述回转支承内圈(3.1)固定设置在外壳(1)上，所述回转支承外圈(3.5)的非安装面按圆周等距垂直安装设置有若干滚针轴承(3.6)；所述传动组件(2)和回转支承组件(3)通过滚针轴承(3.6)与蜗杆(2.1)相啮合连接。

2.根据权利要求1所述的一种高精度传动回转驱动，其特征是，所述蜗杆(2.1)的两端分别通过圆锥滚子轴承(5)安装设置在外壳(1)上。

3.根据权利要求2所述的一种高精度传动回转驱动，其特征是，所述圆锥滚子轴承(5)的外侧均设置有一个与外壳(1)相连接的端盖(4)。

4.根据权利要求1所述的一种高精度传动回转驱动，其特征是，所述回转支承外圈(3.5)的非安装面按圆周等距设置有若干具有内螺纹的定位孔，各所述滚针轴承(3.6)的内圈(3.61)通过圆头开槽螺钉(3.7)固定连接在各定位孔上。

5.根据权利要求1所述的一种高精度传动回转驱动，其特征是，所述蜗杆(2.1)位置处的外壳(1)上设置有通孔并安装有油嘴(2.2)。

6.根据权利要求1所述的一种高精度传动回转驱动，其特征是，所述回转支承组件(3)的回转支承内圈(3.1)和回转支承外圈(3.5)的上下侧设置有密封皮(3.4)。

7.根据权利要求1所述的一种高精度传动回转驱动，其特征是，所述蜗杆(2.1)及滚针轴承(3.6)的材质为42CrMo或40Cr。

8.根据权利要求1所述的一种高精度传动回转驱动，其特征是，所述回转支承组件(3)的轴向、径向间隙为0.15mm～0.22mm。

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