[發明專利]一種高性能蝸輪蝸桿減速機

有效

• 申請號: 201610762305.5
• 申請日: 2016-08-29
• 公開（公告）號: CN106319312B
• 公開（公告）日: 2017-11-03
• 發明（設計）人: 金華君;李鴻達;魏軍強;楊立;盛吉輝
• 申請（專利權）人: 寧波勝景傳動科技有限公司
• 主分類號: C22C23/04
• 分類號: C22C23/04;C22C1/02;C22C1/06;C22F1/06;B22D17/00;F16H55/22;F16H55/06
• 代理公司: 寧波市鄞州盛飛專利代理事務所(普通合伙)33243
• 代理人: 張向飛

技術領域

本發明涉及一種高性能蝸輪蝸桿減速機，屬于減速機加工技術領域。

背景技術

通常，減速機為用于以低速的旋轉力的方式輸出從馬達等的動力裝置所輸入的高速的旋轉力的裝置。例如，這種減速機安裝于工業用機器人的關節等來起到對從動力裝置所輸入的高速的旋轉力進行減速，使旋轉力達到動力需求位置所需的適當的旋轉力的作用。

已開發的減速機根據減速方式分為多種。例如，蝸輪蝸桿減速機減速機、有諧波(harmonic)減速機、行星針輪(cyclo)減速機、RV(revolutionary vector)減速機、球(ball)減速機及行星齒輪減速機。

行星針輪減速機通常包括針齒輪和偏心齒輪，偏心齒輪以與針齒輪相對應地嚙合的方式形成擺線齒形，偏心齒輪借助曲軸相對旋轉，利用基于上述針齒輪和偏心齒輪之間的齒數之差而產生的相對旋轉來對所輸入的高速的旋轉力進行減速，使旋轉力達到低速。RV減速機具有與行星針輪減速機相似的結構。行星齒輪減速機通常包括以相互嚙合的方式轉動的多個齒輪，利用輸入側的齒輪和輸出側的齒輪之間的齒數比來對旋轉速度進行減速。蝸輪蝸桿減速機是一種動力傳達機構，利用齒輪的速度轉換器，將電機(馬達)的回轉數減速到所要的回轉數，并得到較大轉矩的機構。在目前用于傳遞動力與運動的機構中，減速機的應用范圍相當廣泛。

無論哪種減速機均需要用蝸桿與齒輪配合，使之旋轉，蝸桿必須具有足夠的剛性去承受力和力矩的作用，防止變形，保證傳動質量，因此，蝸桿性能的好壞對其能否正常工作以及其使用壽命的影響很大。因此這就要求蝸桿不僅具有良好機械性能和力學性能，且具有良好的耐熱性和耐腐蝕性等性能?，F在技術中的蝸桿普遍采用各種優質合金鋼鍛造成型，盡管硬度較高，但減震性差、耐熱性差、耐腐蝕性差。

發明內容

本發明的目的是提供一種表面硬度高、強度高、耐熱性好、耐腐蝕性好等綜合性能好的高性能蝸輪蝸桿減速機。

本發明的目的可通過下列技術方案來實現：一種高性能蝸輪蝸桿減速機，包括殼體，在殼體內設有相嚙合的蝸輪和蝸桿，所述蝸桿由鎂合金制成，所述鎂合金的組成元素及質量百分比為：Zn：1.50％-3.20％、B：0.05％-0.10％、Zr：0.20％-0.80％、Y：0.25％-0.80％、Al：0.02％-0.08％、余量為Mg及不可避免的雜質。

本發明高性能蝸輪蝸桿減速機中的蝸桿由鎂合金制成，所用的鎂合金中添加有適量的B、Zr、Y，通過各元素之間的合理配置以及協同作用，顯著提高鎂合金蝸桿的力學性能和機械性能，尤其是顯著提高蝸桿的強度、耐熱性、抗高溫蠕變性能、耐腐蝕，進而延長蝸輪蝸桿減速機的使用壽命。

在本發明蝸桿鎂合金中加入適量的鋯，可以細化晶粒，減少熱烈傾向，提高力學性能。因為鋯的化學活潑性高，易與其他元素如鋁、硅、鐵、錫和錳等元素形成難熔金屬間化合物，而喪失鋯的細化晶粒左右，因此，本發明鎂合金中盡量減少上述元素的含量。鋯細化晶粒的原因在于在液態鎂中鋯的溶解度隨溫度降低而減少，在凝固過程中，鋯首先以α-Zr結晶析出，其點陣結構與鎂相似，起非自發形核作用從而能夠細化晶粒。另外，鋯還能夠提高鎂合金的熔點，從而有效改善蝸桿的高溫性能和耐腐蝕性。

盡管因為本發明蝸輪蝸桿減速機的蝸桿鎂合金中含有Zr，應避免鋁、硅、鐵、錫和錳等元素的存在，但本發明鎂合金中加入1.50％-3.20％Zn和極少量0.02％-0.08％的Al，Al和Zn在鎂合金中的固溶度較大，在鎂合金中同時加入Zn與Al，它們的協同作用可以有效提高鎂合金的強度、硬度以及耐腐蝕性等。一方面，Zn可以促進Al在鎂合金中的溶解，增大Al的溶解度，進一步提高Al在鎂合金中的作用，而Al不僅在固溶處理和時效處理的過程中起到沉淀強化的作用，提高合金的強度、硬度、可鑄性，還可在合金的表面形成氧化鋁保護膜，提高合金的耐腐蝕性能。另一方面，Zn可以減少Fe、Ni、Cu等有害雜質對于合金耐腐蝕性能的影響。但Al和Zn的加入量都不能過高，尤其是Al，若Al的含量過高，不僅會影響Zr的左右，還會使合金有形成顯微縮松的傾向，而Zn含量過高則會增大合金的熱裂傾向。