[發(fā)明專利]蝸輪傳動機(jī)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200610146490.1
• 申請日: 2006-10-11
• 公開（公告）號: CN101162037A
• 公開（公告）日: 2008-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李峰;塔靜寧
• 申請（專利權(quán)）人: 德昌電機(jī)股份有限公司
• 主分類號: F16H1/16
• 分類號: F16H1/16
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 楊松齡

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及到蝸輪傳動機(jī)構(gòu)，特別是自鎖蝸輪傳動機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)

蝸輪傳動機(jī)構(gòu)包括由軸驅(qū)動并與蝸輪嚙合的蝸桿或螺旋嵌齒輪，該蝸輪驅(qū)動著通常為軸或嵌齒輪的輸出件。蝸輪傳動機(jī)構(gòu)是減速齒輪箱，并由此增加由驅(qū)動著軸的電機(jī)所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩。通常，驅(qū)動軸是電機(jī)軸，蝸桿安裝于該軸或形成在該軸上。

在某些場合，蝸輪傳動機(jī)構(gòu)的采用是理想的，因為其結(jié)構(gòu)的簡單性以及由于其齒輪比而能傳遞的力矩。由于蝸桿與蝸輪之間的摩擦?xí)嬖谀承┠芰康膿p耗。通過進(jìn)行某些修正，這種摩擦可以導(dǎo)致這樣一種布置，使得由于齒輪間的損失，負(fù)載不能反向驅(qū)動電機(jī)。這就是所謂的自鎖，也就是說不需要額外的其他組件，輸入軸可以驅(qū)動輸出軸，但輸出軸不能驅(qū)動輸入軸。

在某些場合，這種特點非常有用，例如提升重物或解決例如門窗尤其是車窗的安全問題，，其中對于防止偷竊重要的一點是窗戶不會被拉低而得以進(jìn)入。

為了取得輪系的自鎖，必須從效率的觀點，理想或最優(yōu)地修正蝸桿和蝸輪的設(shè)計。螺旋升角要做得低，也就是說在蝸桿的每單位長度上蝸桿的螺紋具有較大的圈數(shù)，此外，蝸桿和蝸輪的表面結(jié)構(gòu)要做得粗糙，以增加兩齒輪間的摩擦，從而使蝸輪更難于驅(qū)動蝸桿。但是，這兩種措施都降低了齒輪傳動機(jī)構(gòu)的效率，從而需要一個更大功率的電機(jī)來驅(qū)動負(fù)載。由于需要防止反向驅(qū)動，這種折衷方案已被人們接受。

現(xiàn)有的一種典型的蝸輪傳動機(jī)構(gòu)具有驅(qū)動電機(jī)軸的電機(jī)。蝸桿安裝于該軸，并與固定于輸出軸的蝸輪嚙合。電機(jī)軸頸支承在軸承內(nèi)，通常是油浸燒結(jié)軸襯，并在兩個推力軸承間延伸。電機(jī)軸的每個端部均為圓形，并且每個推力軸承具有一個與每個圓形的電機(jī)軸端接觸的硬平面，從而支撐電機(jī)軸，防止蝸桿轉(zhuǎn)動蝸輪時軸的反作用力所引起的多余軸向運動。軸的圓形末端與相應(yīng)推力表面形成了點接觸，該點位于軸的軸線上以減少二者之間的摩擦損失。當(dāng)轉(zhuǎn)動載荷作用于輸出軸上時，蝸輪試圖驅(qū)動蝸桿，這時推力表面支撐電機(jī)軸，防止其軸向運動。由于蝸桿較低的螺旋升角和齒面間的摩擦，蝸輪試圖軸向驅(qū)動電機(jī)軸而不是引起蝸桿轉(zhuǎn)動，由此鎖定齒輪。一個小間隙，即所謂軸端余隙在沒有負(fù)載的條件下存在于電機(jī)軸端和推力軸承之間。這就允許軸的熱膨脹，但同時也意味著軸一次只能和一個推力軸承接觸，并且當(dāng)軸向力改變方向時會引起軸輕微的軸向運動。

關(guān)于自鎖的齒輪傳動機(jī)構(gòu)還有其他設(shè)計從而允許一個高效的輪系，并使用一個更輕小的電機(jī)。這些設(shè)計有一個獨立的制動或離合機(jī)構(gòu)來防止反向驅(qū)動，但這些機(jī)構(gòu)通常復(fù)雜，易于失效，給最終的組件增加了重量和成本。由于需要獨立的鎖定機(jī)構(gòu)，這些傳動機(jī)構(gòu)是非自鎖的。

因此，存在一種對簡單有效的自鎖蝸輪傳動機(jī)構(gòu)的期望。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種具有簡單有效結(jié)構(gòu)的自鎖蝸輪傳動機(jī)構(gòu)。本發(fā)明去掉了齒面間的鎖定特征，允許輪齒被設(shè)計成為了效率最大或至少更好地滿足應(yīng)用，并且在推力軸承界面增加了自鎖功能。這是通過增加電機(jī)軸端與一個或兩個推力軸承盤之間的摩擦而取得的。獲得這種增大的摩擦的一種優(yōu)選方式是在推力軸承表面提供一個凹穴，從而使得軸端和推力表面之間的接觸離開軸的軸線。

因此，一方面，本發(fā)明提供了一種蝸輪傳動機(jī)構(gòu)，包括：

軸；

輪系，包括軸上的蝸桿、與蝸桿嚙合的蝸輪以及與蝸輪連接并由其驅(qū)動的輸出軸；

其中該軸可旋轉(zhuǎn)地由軸承支撐并軸向設(shè)置于第一和第二推力軸承之間，第一和第二推力軸承每一個都包括一個推力面，用于分別與軸的第一和第二端接觸以限制軸的軸向運動，并且

其中軸的第一端與第一推力軸承的推力面之間形成高摩擦滑動接觸。

優(yōu)選地，第一推力軸承的推力面具有非平表面，用于在一個不處于軸的軸線上的位置與軸的第一端相接觸。

優(yōu)選地，第一推力軸承的推力面在相應(yīng)于軸線的位置具有一個凹穴。

優(yōu)選地，該凹穴是一個盲孔。

優(yōu)選地，該盲孔為圓形并與該軸共軸線。

優(yōu)選地，軸的第一端是圓形，并沿著凹穴的邊緣與第一推力面接觸。

優(yōu)選地，第一推力軸承的推力面與軸的圓形第一端形成圓形線接觸。

優(yōu)選地，圓形線接觸為連續(xù)的線接觸。

可選地，凹穴具有不規(guī)則形狀。

優(yōu)選地，軸的第二端與第二推力軸承的推力面形成高摩擦滑動接觸。

優(yōu)選地，第二推力軸承的推力面與第一推力軸承的推力面具有相似的外形。

優(yōu)選地，該蝸輪傳動機(jī)構(gòu)還包括電機(jī)，該軸是電機(jī)的一部分，即電機(jī)軸。