CN220416153U - 蜗轮 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种蜗轮，所述蜗轮包括：金属轮毂，所述金属轮毂包括两个端面和第一外周面，所述金属轮毂的第一外周面形成沿所述第一外周面的周向分布的金属齿；尼龙外套，为离心铸造件，且通过离心铸造方式包覆于所述金属轮毂的外部，所述尼龙外套包括第二外周面，且所述尼龙外套的第二外周面形成沿所述第二外周面的周向分布的蜗轮齿。本申请中，金属轮毂可以提供更高的结构强度和刚度，使得蜗轮整体具有更好的机械性能，尼龙外套与蜗杆直接接触，可以有效避免金属轮毂直接与蜗杆接触时的振动和噪音，尼龙外套通过离心铸造方式形成于金属轮毂外部，使得尼龙外套和金属轮毂结合更加紧密，结构稳定性更高，并且生产制备更加方便。

Description

蜗轮

技术领域

本申请涉及传动技术领域，具体涉及一种蜗轮。

背景技术

蜗轮蜗杆机构常用来传递两交错轴之间的运动和动力，蜗轮蜗杆传动的两个轴相互交叉并彼此垂直，其广泛应用于各个领域的传动系统中。现有技术中，蜗轮整体是塑料的。然而，由于塑料具有的机械性能较差，其强度较低，为了获取较大的输出扭矩，蜗轮尺寸通常设计得相对很大。如果辅助扭矩进一步增加，蜗轮尺寸需要设计得更大。同时，现有的蜗轮齿具有很高的断裂风险。

需要说明的是，上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本申请的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

实用新型内容

针对现有技术中的问题，本申请的目的在于提供一种蜗轮，所述蜗轮可设计为较小的尺寸，并且蜗轮齿可承担更高的输出扭矩。

本申请实施例提供一种蜗轮，包括：

金属轮毂，所述金属轮毂包括两个端面和第一外周面，所述金属轮毂的第一外周面形成沿所述第一外周面的周向分布的金属齿；

尼龙外套，为离心铸造件，且通过离心铸造方式包覆于所述金属轮毂的外部，所述尼龙外套包括第二外周面，且所述尼龙外套的第二外周面形成沿所述第二外周面的周向分布的蜗轮齿。

在一些实施例中，所述金属齿为斜齿。

在一些实施例中，所述蜗轮齿为渐开线齿。

在一些实施例中，所述尼龙外套仅包覆所述金属轮毂的外侧。

在一些实施例中，所述金属轮毂的端面的外周形成有台阶部，所述尼龙外套仅包覆所述金属轮毂的第一外周面和所述台阶部。

在一些实施例中，所述金属轮毂的端面设有基准点标记。

在一些实施例中，所述基准点标记为贯穿所述金属轮毂的两个端面的通孔。

在一些实施例中，所述金属轮毂还设有多个减重槽，所述减重槽为圆弧形，且贯穿所述金属轮毂的两个端面，所述基准点标记位于所述减重槽的外侧。

在一些实施例中，所述金属齿的齿距与所述蜗轮齿的齿距相同。

在一些实施例中，所述金属齿的位置与所述蜗轮齿的位置一一对应。

本申请所提供的蜗轮具有如下优点：

本申请提供了一种蜗轮，结合金属轮毂和尼龙外套，金属轮毂可以提供更高的结构强度和刚度，使得蜗轮整体具有更好的机械性能，尼龙外套与蜗杆直接接触，可以有效避免金属轮毂直接与蜗杆接触时的振动和噪音，提高蜗轮以及与其配套使用的蜗杆的使用寿命，尼龙外套通过离心铸造方式形成于金属轮毂外部，使得尼龙外套和金属轮毂结合更加紧密，结构稳定性更高，并且生产制备更加方便。因此，本申请的蜗轮无需提供很大的尺寸即可实现很高的输出扭矩。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显。

图1是本申请一实施例的蜗轮的结构示意图；

图2是本申请一实施例的蜗轮的金属轮毂的结构示意图；

图3是本申请一实施例的蜗轮的局部剖示图；

图4是本申请一实施例的未设置蜗轮齿时的蜗轮结构示意图；

图5是本申请一实施例的蜗轮模具的结构示意图。

附图标记：

1 金属轮毂 2 尼龙外套

11 金属齿 21 蜗轮齿

12 中心孔 3 模具本体

13 减重槽 31 型腔

14 通孔 32 中心轴

15 台阶部 4 驱动机构

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本申请将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。说明书中的“或”、“或者”均可能表示“和”或者“或”。虽然本说明书中可使用术语“上”、“下”、“之间”等来描述本申请的不同示例性特征和元件，但是这些术语用于本文中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。本说明书中的任何内容都不应理解为需要结构的特定三维方向才落入本申请的范围内。本说明书中虽然采用“第一”或“第二”等来表示某些特征，但其仅为表示作用，而不作为具体特征的数量和重要性的限制。

在本申请的表示中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的表示意指结合该实施例或示例表示的具体特征、结构、材料或者特点包括于本申请的至少一个实施例或示例中。而且，表示的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本申请中表示的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

虽然未不同地定义，但包括此处使用的技术术语及科学术语，所有术语均具有与本申请所属技术领域的技术人员一般理解的意义相同的意义。普通使用的字典中定义的术语追加解释为具有与相关技术文献和当前提示的消息相符的意义，只要未进行定义，不得过度解释为理想的或非常公式性的意义。

本申请提供了一种蜗轮，包括：金属轮毂，所述金属轮毂包括两个端面和第一外周面，所述金属轮毂的第一外周面形成沿所述第一外周面的周向分布的金属齿；尼龙外套，为离心铸造件，且通过离心铸造方式包覆于所述金属轮毂的外部，所述尼龙外套包括第二外周面，且所述尼龙外套的第二外周面形成沿所述第二外周面的周向分布的蜗轮齿。

通过采用本申请，金属轮毂可以提供更高的结构强度和刚度，使得蜗轮整体具有更好的机械性能，尼龙外套与蜗杆直接接触，可以有效避免金属轮毂直接与蜗杆接触时的振动和噪音，提高蜗轮以及与其配套使用的蜗杆的使用寿命，尼龙外套通过离心铸造方式形成于金属轮毂外部，使得尼龙外套和金属轮毂结合更加紧密，结构稳定性更高，并且生产制备更加方便。因此，本申请的蜗轮无需提供很大的尺寸即可实现很高的输出扭矩。本申请的蜗轮可应用于各个领域，与蜗杆配合以实现机械传动，例如，该蜗轮可以是汽车的电动助力转向系统中的蜗轮，但本申请不限于此。

下面结合图1～5具体介绍在一实施例中的蜗轮的结构。可理解的是，附图示出的内容和下文的介绍仅为示例，而不作为本申请的保护范围的限制。

如图1～3所示，本申请提供了一种蜗轮，包括内侧的金属轮毂1和外侧的尼龙外套2。所述金属轮毂1包括两个端面和第一外周面，所述金属轮毂1的中心设有贯穿两个端面的中心孔12。所述金属轮毂1的第一外周面形成沿所述第一外周面的周向分布的金属齿11。所述金属轮毂1对整体蜗轮起到支撑加强的作用，相比于现有技术中的塑料蜗轮，具有更高的结构强度和刚度、更大的允许应力等，可大大提高蜗轮的机械性能，该蜗轮无需提供很大的尺寸即可实现很高的输出扭矩。所述尼龙外套2为离心铸造件，且所述尼龙外套2通过离心铸造方式包覆于所述金属轮毂1的外部，可提高所述尼龙外套2与所述金属轮毂1的结合强度，提高所述蜗轮整体的结构稳定性，并且生产制备更加方便。在尼龙外套2包覆成型于金属轮毂1的外部后，金属齿11是被尼龙外套2所完全覆盖的，不会露出于尼龙外套2，也不会直接与蜗杆接触配合，因此金属齿11的作用主要是支撑和连接，而不用于齿面配合。

如图2和图3所示，所述尼龙外套2的内表面与所述金属轮毂1的金属齿11直接接触，在所述金属齿11的作用下，可以保证所述尼龙外套2不可相对于所述金属轮毂1旋转，并且所述金属轮毂1和所述尼龙外套2的结合更为紧密，在使用时，金属轮毂1可驱动尼龙外套2旋转进而驱动蜗杆旋转，或蜗杆驱动尼龙外套2旋转进而带动金属轮毂1旋转。所述尼龙外套2包括第二外周面，且所述尼龙外套2的第二外周面形成沿所述第二外周面的周向分布的蜗轮齿21，该蜗轮齿21用于与蜗杆的齿面直接接触配合，由蜗杆驱动蜗轮齿21旋转，或蜗轮齿21驱动蜗杆旋转。在使用时，尼龙外套2与蜗杆直接接触，可以有效避免金属轮毂1直接与蜗杆接触时的振动和噪音，提高蜗轮以及与其配套使用的蜗杆的使用寿命。因此，该实施例中，在通过金属轮毂1提高整体蜗轮机械性能的同时，也可提高蜗轮的使用性能。

图3中示例性地对蜗轮的一部分进行了剖切，示出了剖切部分的内部金属齿11，以与未剖切部分的外部蜗轮齿21形成对比。如图2和图3所示，在该实施例中，所述金属齿11为斜齿，所述蜗轮齿21为渐开线齿。可选地，所述金属齿11的齿距与所述蜗轮齿21的齿距相同，且所述金属齿11的位置与所述蜗轮齿21的位置一一对应。但本申请不限于此，在其他可替代的实施方式中，所述金属齿11的齿距也可以大于或小于所述蜗轮齿21的齿距，所述金属齿11可以与所述蜗轮齿21的位置交错对应，或者一个金属齿11的位置对应多个蜗轮齿21的位置，多个金属齿11的位置对应一个蜗轮齿21的位置等。所述金属轮毂1的金属齿11采用斜齿，可以提供更好的支撑效果，并且加强所述金属轮毂1与所述尼龙的结合强度。而所述尼龙外套2的蜗轮齿21采用渐开线齿，可以进一步降低所述尼龙外套2与蜗杆配合时产生的振动与噪音。因此，该实施例通过内部设置有斜齿，外部设置有渐开线齿的配合结构，可以在获取更好的机械性能的同时减少工作过程中的振动和噪声，进一步有利于提高蜗轮蜗杆的使用寿命。

如图2和图3所示，所述金属轮毂1的端面的外周形成有台阶部15，所述金属齿11就设置在台阶部15的外周面上。所述尼龙外套2仅包覆所述金属轮毂1的第一外周面和所述台阶部15，而不覆盖所述金属轮毂1的两个端面。在制备所述蜗轮时，通过离心铸造方式使得尼龙外套2覆盖所述金属轮毂1的外表面之后，可将尼龙外套2覆盖在金属轮毂1的端面的部分去除，得到如图4所示的未具有蜗轮齿21的尼龙外套2结构，然后对图4中示出的尼龙外套2的第二外周面进行滚切，形成沿周向分布的渐开线齿，从而得到如图1所示的蜗轮结构。进一步地，如图1～4所示，所述金属轮毂1的端面设有基准点标记，所述基准点标记例如为贯穿所述金属轮毂1的两个端面的通孔14。该基准点标记可以作为对尼龙外套2的第二外周面进行滚切时的基准点。此处基准点标记的形状和位置仅为示例，在其他实施方式中，该基准点标记也可采用其他形状和/或位置，例如设定为方孔、菱形孔、凸台等，只在所述金属轮毂1的一个端面设置，或者分别在所述金属轮毂1的两个端面开设盲孔等，均属于本实用新型的保护范围之内。

如图1～3所示，在该实施例中，所述金属轮毂1还设有多个减重槽13，所述减重槽13为圆弧形，且贯穿所述金属轮毂1的两个端面，通过设置所述减重槽13，在通过金属轮毂1提高所述蜗轮整体结构强度的基础上还可减轻所述蜗轮的整体重量，使得所述蜗轮整体更加轻便。所述减重槽13的形状、尺寸和数量可以根据需要选择或设定。所述基准点标记位于所述减重槽13的外侧，以更靠近尼龙外套2，给尼龙外套2的第二外周面滚切提供基准点参考，但本申请不限于此。

如图5所示，示出了本申请示例的一种制备该蜗轮的可选蜗轮模具的结构，该蜗轮模具包括模具本体3和驱动机构4，所述模具本体3中设有用于放置所述金属轮毂1的圆柱形型腔31，所述型腔31的内径大于或等于所述尼龙外套2的最大外径。所述型腔31的内部设有一中心轴32，所述中心轴32用于穿设于所述金属轮毂1的中心。所述驱动机构4用于驱动所述模具本体3旋转，所述驱动机构4例如包括旋转电机和输出轴，所述输出轴在所述旋转电机的驱动下驱动所述模具本体3旋转。

在采用该蜗轮模具制备蜗轮时，首先获取到第一外周面形成有金属齿11的金属轮毂1，该金属轮毂1可以采用粉末冶金、铸造、机加工、滚切等方式制备。将金属轮毂1的金属齿11表面通过砂质处理，使其表面粗糙化，然后涂覆粘合剂(如硅烷粘合剂)。将金属轮毂1套设在中心轴32上并放置于型腔31中，然后向型腔31中倒入己内酰胺(CPL)，使己内酰胺覆盖金属轮毂1，通过驱动机构4驱动模具本体3高速旋转，使CPL聚合并在模具本体3旋转过程中包覆成型在金属轮毂1的表面，通过离心铸造方式形成尼龙外套2，在成型过程中通过感应加热来提高金属轮毂1和尼龙外套2之间的粘合度。因此，在所述蜗轮中，所述金属轮毂1的第一外周面与所述尼龙外套2的内表面之间形成有胶粘层。然后取出金属轮毂1和尼龙外套2，将多余的尼龙外套2部分去除，并在基准点标识的参考下对尼龙外套2的外周面进行滚切得到蜗轮齿21，从而完成蜗轮制备。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种蜗轮，其特征在于，包括：

金属轮毂，所述金属轮毂包括两个端面和第一外周面，所述金属轮毂的第一外周面形成沿所述第一外周面的周向分布的金属齿；

尼龙外套，为离心铸造件，且通过离心铸造方式包覆于所述金属轮毂的外部，所述尼龙外套包括第二外周面，且所述尼龙外套的第二外周面形成沿所述第二外周面的周向分布的蜗轮齿。

2.根据权利要求1所述的蜗轮，其特征在于，所述金属齿为斜齿。

3.根据权利要求1所述的蜗轮，其特征在于，所述蜗轮齿为渐开线齿。

4.根据权利要求1所述的蜗轮，其特征在于，所述尼龙外套仅包覆所述金属轮毂的外侧。

5.根据权利要求4所述的蜗轮，其特征在于，所述金属轮毂的端面的外周形成有台阶部，所述尼龙外套仅包覆所述金属轮毂的第一外周面和所述台阶部。

6.根据权利要求1所述的蜗轮，其特征在于，所述金属轮毂的端面设有基准点标记。

7.根据权利要求6所述的蜗轮，其特征在于，所述基准点标记为贯穿所述金属轮毂的两个端面的通孔。

8.根据权利要求7所述的蜗轮，其特征在于，所述金属轮毂还设有多个减重槽，所述减重槽为圆弧形，且贯穿所述金属轮毂的两个端面，所述基准点标记位于所述减重槽的外侧。

9.根据权利要求1所述的蜗轮，其特征在于，所述金属齿的齿距与所述蜗轮齿的齿距相同。

10.根据权利要求9所述的蜗轮，其特征在于，所述金属齿的位置与所述蜗轮齿的位置一一对应。