无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动机构制造技术

本发明专利技术公开了一种无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动机构，该传动机构的蜗轮由两半个蜗轮组成，滚子均匀分布在每半个蜗轮的周向，滚子可绕自身轴线转动；双排滚子错位布置，其中一排滚子与蜗杆左侧齿面啮合，另一排滚子与蜗杆右侧齿面接触；蜗杆左右齿面分别由位于主平面上方和下方适当位置处滚子包络而成；通过调节两半个蜗轮轮体的安装位置，使滚子与蜗杆齿面始终保持接触，从而实现无侧隙传动。该传动机构消除了传动的回程误差，使传动平稳，提高了传动精度，其结构简单，便于加工制造，成本低，经济性好，是一种综合了精密传动和动力传动的新型蜗杆传动装置，能够用于精密分度、精密传动和精密动力传动。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于机械传动
,特别是属于蜗杆传动中的一种无侧隙 环面蜗杆传动机构。
技术介绍
在齿轮传动中，适当的齿侧间隙是传动机构正常工作的必要条件之 一。侧隙的存在可以避免轮齿受力变形和摩擦发热而膨胀所引起的挤压或 卡死现象；可以在一定程度上补偿制造和装配的误差，从而可以采用较经 济的制造工艺；可以提供容纳润滑油的空间，便于齿面润滑等。但是，由 于齿侧间隙的存在，必然给现代机电系统如工业机器人、数控机床、印刷 设备、自动火炮和雷达等带来冲击、振动、噪声、降低系统随动精度和稳 定性等。显然， 一方面为了提高传动副的传动精度，尤其是伺服驱动系统 中需要频繁正反转的齿轮传动，齿侧间隙宜小，最好为零；另一方面为了 便于制造和安装，提高传动副的承载能力，齿侧间隙宜大。在精密重载传 动中，二者之间的矛盾十分突出。因此，研究开发出一种能同时适应高精 度、大载荷要求的无侧隙齿轮传动机构具有重要的工程意义。目前，已提出的蜗杆传动机构有多种型式，但就无侧隙和齿侧间隙可 调的蜗杆传动仅有三种传动型式"双导程圓柱蜗杆传动"(钱光瑾.新技 术新工艺.1983年第5期)、双导程圆柱蜗杆传动是通过调整蜗杆的轴向 位置来调整传动的齿侧间隙以补偿轮齿磨损的减薄量，该传动已被国内外 应用于滚齿机等的精密分度机构中，其主要不足在于加工蜗轮的复合模 数滚刀妒磨和精密制造困难，蜗轮与蜗杆啮合传动同时接触的齿数少，承 载能力低，易磨损，精度寿命短，难以满足高速精密传动或重载精密传动 的要求。正平面一次包络环面蜗杆传动(白金汉.威尔德哈卜(Wildharber). 蜗杆传动.蜗杆传动文集.重庆大学蜗杆传动科研組译编，1976.7.)、正平将其沿齿面宽中央平面剖分制造时，通过相对转动两半个蜗轮，便可以达 到调整或补偿齿侧间隙的目的，适用于作精密分度蜗轮传动，其主要不足在于(1 )由正平面包络形成的蜗杆，当传动比稍小时，蜗杆入口端的齿 面将产生根切；(2)由于错位消隙的缘故，两半个蜗轮分别与蜗杆左右两 齿面同时接触，蜗杆传动齿面间的相对滑动速度较大，故导致齿面容易磨 损，传动效率低；(3)若采键联接蜗轮与轴，为保证其中半个蜗轮相对另 半个蜗轮错位传动，务必要将蜗轮的键槽随错位加宽，这给传动的侧隙调 整带来不便。侧隙可调式变齿厚平面蜗轮环面蜗杆传动是一种新开发的蜗杆传动形 式，该传动通过调整变齿厚蜗轮的轴向位置即可调节蜗轮与蜗杆的齿侧间 隙，啮合齿数多，承载能力大其蜗杆可以进行淬火并采用平面砂轮磨削、 易于精密加工，但是该传动也有一些不足如齿面摩擦大、磨损严重、效率 偏低等，其实现的仅是传动副磨损后的侧隙调整。此外，为实现无侧隙传动， 一些科技工作者还提出了诸如双蜗杆传动 (曹西京，张淳，刘昌祺，李宁.双蜗杆传动在精密数控分度中的应用. 陕西科技大学学报，2003, 21 (1) :70-72 )(邱新桥.可减小传动间隙的双 蜗杆传动机构.机械制造，2003, 41 (7): 51-51.)、双斜齿轮结构(郭兴龙， 王刚，李凯.消除传动副间隙的几种结构 机才成工程师,2002. 10: 64-65) 和直齿轮轮系结构等。另外，针对工程领域中对齿轮传动提出的小侧隙和无侧隙要求，国内 外科技工作者开展了 一些相关研究并公开了 一些无侧隙和齿侧间隙可调 齿轮传动机构的专利。如专利申请号为200610102244. 6的"精密蜗轮蜗 杆传动消隙装置"、专利申请号为200510050421. 6的"一种蜗轮蜗杆传动 装置"、专利号为ZL99117383. X的"侧隙可调式平面包络环面蜗杆传动"， 这些传动装置虽然能够消除齿侧间隙，但是其传动元件多、体积大、结构 复杂，很难适用于要求传动精度高、承载能力大、机构紧凑的伺服驱动系 统的传动装置。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服上述缺点，提出一种无侧隙、高精度、承载能力 无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动机构。本专利技术的技术方案是无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动机构，包括双 滚子包络环面蜗杆、在径向均勻分布有滚子的两半个蜗轮组成的蜗轮，其 特征在于所述滚子均匀分布在每半个蜗轮的周向，蜗轮单个轮齿为两个 滚子，滚子可绕自身轴线转动，蜗轮轮体的双排滚子错位布置，其中一排 滚子与蜗杆左侧齿面啮合，另一排滚子与蜗杆右侧齿面啮合，蜗杆左右齿 面分别由位于主平面上方和下方的滚子包络而成，采用螺栓调节两半个蜗 轮轮体的安装位置，使蜗轮的双滚子齿与蜗杆左右两侧齿面始终保持接 触，从而实现无侧隙传动。所述的蜗轮齿的两个滚子位于蜗杆的同 一齿槽内或位于蜗杆的同一 轮齿的两侧中的一种。所述的滚子是滚柱、滚锥、球体或其它回转体的一种。本专利技术具有如下优点1. 无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动继承现有滚子包络环面蜗杆传动 的优点。蜗轮、蜗杆均可磨削，易于精密制造，蜗轮蜗杆同时接触的齿 对数比圓柱蜗杆多，承载能力大。2. 无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动采用蜗轮滚子表面与蜗杆齿面啮 合，滚子可绕自身的轴线旋转，从而将蜗轮副啮合齿面间的滑动摩擦变成 滚动摩擦，减小了摩擦功耗，提高了传动效率和降低了传动的发热量。3. 无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动的滚子可以是滚柱或滚锥或球体 或其它回转体，其结构简单，便于加工制造，成本低，经济性好。4. 无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动的润滑角大，容易形成动压油膜， 因此该传动不易发生点蚀、胶合失效，承载能力大。5 、本专利技术提出的无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动是一种综合了精密 传动和动力传动的新型蜗杆传动，能够用于精密分度、精密传动和精密动 力传动。附图说明结合附图对本专利技术做进一步说明图1为本专利技术实施例的总体结构图2为本专利技术实施例的蜗轮结构图3为本专利技术的工作原理图4为本专利技术中的环面蜗杆齿面的形成原理图。图中零、部件名称及所对应的标记蜗杆1、右半轮体2、螺栓3、 滚子4、左半轮体5、螺母6、支撑轴7、滚动体8、轴端挡圈9、蜗杆毛 i丕10、 4主面刀具11。具体实施例方式下面结合附图，详细介绍本专利技术的无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动机 构实施例的结构及其工作原理。如图1所示为无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动才几构实施例的蜗轮结 构图。本专利技术的无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动机构，它是由以滚子侧面 为工具母面经一次包络而成的蜗杆1和蜗轮构成。如图2所示，其中蜗轮 由右半轮体2和左半轮体5构成，其径向均匀布置有圓柱形滚子4，右半 轮体2可以相对于左半轮体5沿其回转中心转动，二者错位安装，由螺栓 3紧固为一体。滚子4由螺母6、支撑轴7、滚动体8和轴端挡圈9组成。 支撑轴7与右半轮体2和左半轮体5的配合面为锥面，靠螺母6拉紧后固 定在轮体上。滚动体8可以绕支撑轴7自由回转，并通过轴端挡圈9来防 止滚动体8脱离支撑轴7。本专利技术的无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动机构的工作原理如图3所 示，该传动采用双排滚子错位布置，其中右半轮体2上的滚子4与蜗杆1 的左侧齿面啮合，左半轮体5上的滚子4与蜗杆1的右侧齿面接触，通过 调节右半轮体2和左半轮体5的安装位置，来保证两半个轮体上的滚子4 与蜗杆1的左右两侧齿面良好啮合，从而实现无侧隙传动。就单排滚子齿而言，工作过程中存在侧隙，从而保证了传动的正常工作和良好的润滑， 但对整体而言，通过采用双排滚子齿错位布置，消除了传本文档来自技高网...

【技术保护点】
无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动机构，包括双滚子包络环面蜗杆、在径向均匀分布有滚子的两半个蜗轮组成的蜗轮，其特征在于：所述滚子均匀分布在每半个蜗轮的周向，蜗轮单个轮齿为两个滚子，滚子可绕自身轴线转动，蜗轮轮体的双排滚子错位布置，其中一排滚子与蜗杆左侧齿面啮合，另一排滚子与蜗杆右侧齿面啮合，蜗杆左右齿面分别由位于主平面上方和下方的滚子包络而成，采用螺栓调节两半个蜗轮轮体的安装位置，使蜗轮的双滚子齿与蜗杆左右两侧齿面始终保持接触。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王进戈，张均富，洪雷，
申请(专利权)人：西华大学，
类型：发明
国别省市：90[中国|成都]