專利名稱：行星蝸桿傳動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種行星蝸桿傳動裝置，尤其涉及一種以滾動接觸為主的行星蝸桿傳動裝置，屬于機械傳動技術(shù)領(lǐng)域。
在已有的技術(shù)中，有一種超環(huán)面?zhèn)鲃拥聡鴮＠?，被稱為是一種幾乎可以超越一切傳統(tǒng)傳動的新形式，其定子是一種分布在內(nèi)環(huán)面上的非等螺距的螺旋齒面，對加工技術(shù)要求高，對誤差敏感，而且為了易于裝配，一般需要做成對分結(jié)構(gòu)，精度不易控制，難以推廣使用。近年來，作為這種優(yōu)秀傳動形式的工藝改進(jìn)方案——滾動接觸行星蝸桿傳動裝置隨即被提了出來(中國專利ZL97213478.6)。這種新型傳動裝置的突出特點是由內(nèi)斜齒輪代替了超環(huán)面?zhèn)鲃又械亩ㄗ?，使定子與行星輪的滾動齒之間只能實現(xiàn)一種近似的嚙合傳動。從理論上說，這種新型傳動裝置的確可以大大緩解技術(shù)難度，并且由于近似嚙合對加工及裝配誤差的不敏感性，裝置中的內(nèi)斜齒輪的加工工藝甚至可以通過普通臥式銑床來完成。但實踐中同時發(fā)現(xiàn)，這種傳動裝置中由于定子與行星輪之間的近似嚙合重合度往往不是很理想，從而影響了承載能力和功率的正常發(fā)揮。
本實用新型的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，設(shè)計提供一種新型行星蝸桿傳動裝置，以有效提高傳動重合度，增加承載能力。
為實現(xiàn)這樣的目的，本實用新型的技術(shù)方案中，行星蝸桿傳動裝置主要由作為中心輪的環(huán)面蝸桿、內(nèi)齒圈、鑲嵌有若干個可自由轉(zhuǎn)動的滾動體的行星輪以及支撐行星輪的行星架組成。行星輪作為分擔(dān)載荷的元件均布于環(huán)面中心蝸桿圓周，環(huán)面中心蝸桿與行星輪上滾動體嚙合，行星輪上的滾動體同時與內(nèi)齒圈嚙合，行星輪由行星架支撐。環(huán)面蝸桿和內(nèi)齒圈與行星架同軸，行星輪的自轉(zhuǎn)軸線與公轉(zhuǎn)軸線在空間垂直交錯。運動時，行星輪在行星架和環(huán)面蝸桿的共同約束下沿環(huán)面運動，行星輪上的滾動體作環(huán)面上的螺旋運動。
環(huán)面中心蝸桿作為輸入軸，通過與行星輪上鑲嵌的若干個可自由轉(zhuǎn)動的滾動體嚙合，將運動或動力傳遞給行星輪，行星輪上的滾動體由于同時與內(nèi)齒圈嚙合，所以內(nèi)齒圈與中心蝸桿一起推動行星輪在沿自身軸線回轉(zhuǎn)的同時，又沿中心蝸桿及內(nèi)齒圈的軸線在垂直于軸線的平面內(nèi)做公轉(zhuǎn)運動。支撐行星輪的行星架構(gòu)成輸出軸。其中，內(nèi)齒圈(一般為定子)的齒面是等螺距的螺旋齒面，但其齒頂分布在一個圓環(huán)面上，即齒高是變化的。通常環(huán)面中心蝸桿與內(nèi)齒圈中之一是固定不動的，另一個作為運動和動力的輸入構(gòu)件。中心蝸桿作為輸入或輸出軸，參加嚙合的齒輪部分與輸入軸可以是一個整體，也可以是鍵連接部件。行星架作為最終的運動或動力輸出或輸入構(gòu)件。裝置中行星輪可根據(jù)需要安排若干個，行星輪上的滾動體也可以根據(jù)要求安裝若干個，滾動體的形狀可以是任意廓形或回轉(zhuǎn)曲面。內(nèi)齒圈作為定子時，與機座通過螺栓連接成一體，也可以焊接成形，機箱可以是整體結(jié)構(gòu)，也可以是剖分結(jié)構(gòu)。
本實用新型的主要特點是內(nèi)齒圈的齒面并不是行星輪上滾動體的運動軌跡包絡(luò)，而是與行星輪齒呈近似嚙合接觸的等螺距螺旋齒面，它是在傳統(tǒng)內(nèi)斜齒輪的基礎(chǔ)上，使其齒頂分布在一個圓環(huán)面上，并由該環(huán)面結(jié)構(gòu)完成增加重合度的任務(wù)。由于該環(huán)面結(jié)構(gòu)，即作為齒頂本身，并沒有增加加工難度，因此本裝置提出的將是一種更為合理的新型裝置。
以下結(jié)合附圖對本實用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步描述。


圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
如圖所示，本實用新型主要由環(huán)面中心蝸桿1、內(nèi)齒圈2、行星輪3以及支撐行星輪3的行星架4組成。行星輪3作為分擔(dān)載荷的元件均布于環(huán)面中心蝸桿1圓周方向，環(huán)面中心蝸桿1與行星輪3上滾動體嚙合，行星輪3上的滾動體同時與內(nèi)齒圈2嚙合，行星輪3由行星架4支撐。環(huán)面中心蝸桿1和內(nèi)齒圈2與行星架4同軸，行星輪3的自轉(zhuǎn)軸線與公轉(zhuǎn)軸線在空間垂直交錯。
環(huán)面中心蝸桿1作為輸入軸，通過與行星輪3上鑲嵌的若干個可自由轉(zhuǎn)動的滾動體嚙合，將運動或動力傳遞給行星輪3，行星輪3上的滾動體由于同時與內(nèi)齒圈2嚙合，如果內(nèi)齒圈2為定子的話，將提供給行星輪3一個支反力，其與中心蝸桿1一起推動行星輪3在沿自身軸線回轉(zhuǎn)的同時，又沿中心蝸桿1及內(nèi)齒圈2的軸線在垂直于軸線的平面內(nèi)做公轉(zhuǎn)運動。行星輪3的運動是一種回轉(zhuǎn)式螺旋前進(jìn)的復(fù)合運動，行星輪3上的滾動體的運動軌跡包絡(luò)出了環(huán)面中心蝸桿1的齒面，內(nèi)齒圈2的齒面與行星輪3上的滾動體之間由于呈近似的嚙合關(guān)系，因而內(nèi)齒圈2的齒面是與滾動體的運動軌跡包絡(luò)面呈近似嚙合關(guān)系的曲面。支撐行星輪3的行星架4構(gòu)成輸出軸。
圖2為本實用新型的結(jié)構(gòu)工作圖。
如圖所示，本新型裝置主要由環(huán)面中心蝸桿1、內(nèi)齒圈2、鑲嵌有若干個可自由轉(zhuǎn)動的滾動體15的行星輪3以及支撐行星輪的行星架4組成。其中，內(nèi)齒圈2的齒面是等螺距的螺旋齒面，其齒頂分布在一個圓環(huán)面上，即齒高是變化的。內(nèi)齒圈2固定不動，環(huán)面中心蝸桿1作為運動和動力的輸入構(gòu)件，行星架4是運動或動力的輸出構(gòu)件。中心蝸桿1安裝在機箱蓋13中心孔部位，通過鍵17連接將運動或動力傳遞過來，中心蝸桿1的齒輪部分位于輸入軸10的一側(cè)，中心蝸桿1與輸入軸10通過鍵5連接。中心蝸桿1依靠球軸承11和滾子軸承8在支架14的中心孔中作旋轉(zhuǎn)運動，中心蝸桿1將運動或動力通過中心蝸桿1與行星輪3之間的嚙合運動傳遞出去，而行星輪3同時還要與內(nèi)齒圈2進(jìn)行嚙合傳動，行星架4作為最終的運動或動力輸出構(gòu)件，通過在軸承7中旋轉(zhuǎn)將運動或動力以鍵9連接的形式傳遞出去。行星輪3作為分擔(dān)載荷的元件均布于中心蝸桿1圓周方向。運動時，行星輪3的運動回轉(zhuǎn)平面與中心蝸桿1的回轉(zhuǎn)軸線在空間垂直交錯，并且行星輪沿環(huán)面的運動受行星架和中心蝸桿約束。行星輪上的滾動體15可以根據(jù)要求安裝若干個，滾動體15的形狀可以是球面、柱面、錐面、環(huán)面或其他由直線、曲線為母線所生成的回轉(zhuǎn)面。內(nèi)齒圈2與機箱座12通過螺栓連接成一體，機座12是整體結(jié)構(gòu)。機箱蓋13和機箱蓋6分別穿過輸入軸10和輸出軸4，并加上軸承端蓋16完成整機裝配。
本實用新型中，為了使所有行星輪均勻承受載荷，可以采用均載機構(gòu)。均載機構(gòu)可以是安裝在行星輪內(nèi)孔與軸承相對轉(zhuǎn)動部位的彈性體(橡膠制品或復(fù)合物)，也可以是一定形式的機械式均載機構(gòu)。
行星輪上的滾動體可以是獨立的滾動體，也可以是由回轉(zhuǎn)件、滾動體和支撐件共同組成的滾動部件，其形狀可以是任意廓形或回轉(zhuǎn)曲面，即滾動齒的回轉(zhuǎn)面可以是球面、柱面、錐面、環(huán)面或其他由直線、曲線為母線所生成的回轉(zhuǎn)面。滾動齒的回轉(zhuǎn)元件與支撐元件可以通過滾珠或滾針或其組合形式構(gòu)成滾動副。
本實用新型可以作為大功率、大速比的機械傳動裝置，是蝸桿傳動與行星傳動的有機結(jié)合，它將蝸桿傳動的噪聲低、振動小和同時嚙合齒數(shù)多的特點與行星傳動結(jié)構(gòu)緊湊、功率分流、承載力大、傳動比范圍大等特點緊密地結(jié)合起來，綜合了蝸桿傳動與行星傳動的優(yōu)點，是一種具有較高功率重量比的新型傳動裝置。
權(quán)利要求1.一種行星蝸桿傳動裝置，其特征在于主要由環(huán)面中心蝸桿(1)、內(nèi)齒圈(2)、行星輪(3)以及行星架(4)組成，行星輪(3)均布于環(huán)面中心蝸桿(1)圓周方向，環(huán)面中心蝸桿(1)與行星輪(3)上滾動體嚙合，行星輪(3)上的滾動體(15)同時與內(nèi)齒圈(2)嚙合，行星輪(3)由行星架(4)支撐，環(huán)面中心蝸桿(1)和內(nèi)齒圈(2)與行星架(4)同軸，行星輪(3)的自轉(zhuǎn)軸線與其沿中心蝸桿(1)及內(nèi)齒圈(2)進(jìn)行公轉(zhuǎn)運動的公轉(zhuǎn)軸線在空間垂直交錯。
2.如權(quán)利要求1所說的行星蝸桿傳動裝置，其特征在于內(nèi)齒圈(2)的齒面是等螺距的螺旋齒面，其齒頂分布在一個圓環(huán)面上，齒高是變化的。
3.如權(quán)利要求1所說的行星蝸桿傳動裝置，其特征在于中心蝸桿(1)可以是一個整體，也可以是鍵連接部件。
4.如權(quán)利要求1所說的行星蝸桿傳動裝置，其特征在于行星輪(3)上滾動體(15)可以是獨立的滾動體，也可以是由回轉(zhuǎn)件、滾動體和支撐件共同組成的滾動部件，其形狀可以是任意廓形或回轉(zhuǎn)曲面。
專利摘要一種行星蝸桿傳動裝置,主要由環(huán)面中心蝸桿、內(nèi)齒圈、行星輪及行星架組成,行星輪均布于環(huán)面中心蝸桿圓周方向,中心蝸桿與行星輪上滾動體嚙合,行星輪上的滾動體同時與內(nèi)齒圈嚙合,行星輪由行星架支撐,環(huán)面中心蝸桿和內(nèi)齒圈與行星架同軸,行星輪的自轉(zhuǎn)軸線與公轉(zhuǎn)軸線在空間垂直交錯,內(nèi)齒圈的齒面是等螺距的螺旋齒面,其齒頂分布在一個圓環(huán)面上。本實用新型綜合了蝸桿傳動與行星傳動的優(yōu)點,可作為大功率、大速比的機械傳動裝置。
文檔編號F16H1/30GK2487918SQ01246199
公開日2002年4月24日 申請日期2001年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月28日
發(fā)明者張春麗, 王峰, 徐曉俊 申請人:上海師范大學(xué)