[發(fā)明專利]滾珠蝸桿蝸輪副

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410362839.X
• 申請日: 2014-07-29
• 公開（公告）號: CN104132097B
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李泰安
• 申請（專利權(quán)）人: 李泰安
• 主分類號: F16H1/16
• 分類號: F16H1/16;F16H55/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機(jī)械傳動領(lǐng)域，廣泛應(yīng)用于空間交錯兩軸之間的傳動，運動可以是減速或增速,最常見的是軸交角Σ=90度的減速運動，蹤跡遍布于各種各類機(jī)械之中，有重型動力傳輸,也常用于工作母機(jī)和精密儀器的精密分度傳動。

背景技術(shù)

蝸桿蝸輪傳動在機(jī)械設(shè)備中應(yīng)用非常廣泛，主要優(yōu)點是傳動平穩(wěn)，振動沖擊很小，噪音很低，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，傳動速比大，一次減速比一般為5～70，最大可達(dá)數(shù)百。

蝸桿傳動的主要缺點是：傳動過程中蝸桿螺牙與蝸輪螺牙側(cè)面的滑動摩擦力很大，造成發(fā)熱快、溫升高、能耗大、效率低，也是造成蝸桿蝸輪傳動失效的根本原因。為了保留蝸桿傳動的優(yōu)點、又能克服其缺點，近幾十年來，不少人將滾動技術(shù)應(yīng)用到蝸桿蝸輪傳動中，出現(xiàn)了多種類型的滾珠蝸桿蝸輪傳動方式，國家也授予了發(fā)明者十幾項專利權(quán)。

在已經(jīng)提出的多項傳動方式中，最值得關(guān)注的還是外形滾道槽和現(xiàn)行蝸桿副相同的滾珠蝸桿副，其特征是蝸桿蝸輪的外緣都設(shè)置有螺旋槽、槽的法向截面為單圓弧、雙圓弧、直廓槽（也有稱梯形），蝸桿外形有圓柱、也有環(huán)面，包絡(luò)方式有單包絡(luò)、也有雙包絡(luò)。同一副蝸桿蝸輪的螺旋槽截面尺寸相同，裝配時兩者槽口相對齊，組成多排螺旋管，管內(nèi)布滿滾珠，兩者槽頂分布于滾珠中心兩側(cè)，蝸桿通過滾珠與蝸輪嚙合，蝸桿旋轉(zhuǎn)時由于螺旋側(cè)面的推壓作用，帶動滾珠旋轉(zhuǎn)滾動，滾珠在螺旋槽內(nèi)旋轉(zhuǎn)時，其軸向移動分量必然帶動蝸輪做旋轉(zhuǎn)運動，用這種方式實現(xiàn)蝸桿蝸輪的滾動嚙合傳動，其原理與滾珠絲杠副有相同之處，目前雖無成熟產(chǎn)品，但可行性很高，成功幾率很大，現(xiàn)有蝸桿蝸輪加工設(shè)備也完全能滿足需要。

目前的關(guān)鍵問題是滾珠的循環(huán)回流方式存在問題較多，缺乏實用性。因此，一些專利雖已公布十幾年到二十多年，迄今仍未投入實用，市場更無此類商品出售。

在此列出幾種已經(jīng)公告的專利技術(shù)方案進(jìn)行分析，探討其中滾珠循環(huán)回流方式的缺點和問題，這也是本發(fā)明提出時所直接面對的背景技術(shù)。

①公告號：CN1403726A 發(fā)明專利滾珠蝸輪蝸桿傳動裝置

②公告號：CN102338195A 發(fā)明專利一種滾珠蝸輪蝸桿傳動副

③公告號：CN2107567U 實用新型滾珠蝸桿

④公告號：CN1039090A 發(fā)明專利雙包環(huán)面滾珠蝸桿傳動

①②兩項專利都是滾珠在蝸輪內(nèi)循環(huán)，兩者滾珠都是在蝸輪螺旋槽和兩側(cè)蓋板內(nèi)的半圓形滾道槽及蝸輪內(nèi)的軸向孔組成的通道內(nèi)循環(huán)回流，不同的是第①項蝸輪兩側(cè)的端蓋外形是兩個半圓圈，圈的截面是凹形半圓槽，在整圈的半圓環(huán)槽徑向分成數(shù)量與蝸輪螺旋槽數(shù)相等的半圓槽，且裝配時相互對應(yīng)，蝸輪兩側(cè)則是兩個凸形光滑半圓圈，頂面中間是螺旋槽，蝸輪兩側(cè)有兩排軸向孔，外圈是通孔，內(nèi)圈是半圓通孔，文字說明內(nèi)圈是滾道孔，圖形則清楚顯示外圈是滾道孔。第②項兩側(cè)端蓋是圓盤形，盤的一側(cè)平面也設(shè)有半圓形槽，蝸輪的滾珠循環(huán)通孔是一排（大件）或者兩排（小型蝸輪），蝸輪本身兩側(cè)面還設(shè)置徑向半圓形通道槽。

上述兩個文件的技術(shù)方案有如下缺點：

一、加工制造困難，生產(chǎn)成本高。蝸輪兩側(cè)與端蓋都采用半圓弧槽加工費時，工藝性不太好，特別是文件①中的端蓋，形狀特殊，又是薄殼件，生產(chǎn)中還需要配備專用工藝裝備，生產(chǎn)成本高。兩者都要求端蓋徑向滾道槽外端與蝸輪螺旋槽口對齊，內(nèi)端與蝸輪內(nèi)軸向滾道通孔對正，然而當(dāng)端蓋蓋上后，這些槽端和軸向滾道通孔肉眼看不見，裝配時稍微偏一點都會引起滾珠進(jìn)出障礙。同樣，文件②蝸輪兩側(cè)和端蓋都有徑向輻射狀半圓滾道槽，兩半圓槽的形狀位置誤差一定會要求很嚴(yán)，稍有偏差，或裝配時稍有錯位，槽口未對齊，不成正圓孔，必將造成滾珠流動障礙，甚至無法流動。還有軸向通道孔中心要求與蝸輪中心平行，然而蝸輪螺旋槽中心與蝸輪中心有一螺旋角，因此按照文件設(shè)計的兩側(cè)孔槽肯定對不上。

二、實用范圍被嚴(yán)格限定。文件①的技術(shù)方案將使蝸輪的軸向長度增加較多，再加上大圓弧端蓋，使得整體結(jié)構(gòu)體積比現(xiàn)行蝸輪加大很多，應(yīng)用范圍會受到影響。文件②的方案中圓盤形端蓋僅適用于該文件設(shè)定的圓弧深溝滾道蝸輪（這種圓弧深溝滾道直徑和滾珠相同，槽深大于滾珠半徑，開口小于滾珠直徑）。不適用于具有本案所述特征的滾珠蝸桿蝸輪副，因為他的圓盤形端蓋邊緣只能到達(dá)滾珠最大直徑處，不能深入到蝸桿螺旋槽底部，無法引導(dǎo)滾珠循環(huán)回流。

文件③④都是滾珠在蝸桿內(nèi)循環(huán)的方案，也都存在一些不足之處，例如：文件③的蝸桿內(nèi)腔還增設(shè)一些附件，滾珠循環(huán)通道過于復(fù)雜，對傳動效率有不利影響,并且生產(chǎn)加工量增大，還需加大蝸桿直徑及一端的裝配尺寸。