專利名稱：一種采用環(huán)面蝸桿的蝸輪蝸桿副消隙裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機械傳動裝置，特別涉及一種采用環(huán)面蝸桿的蝸輪蝸桿副消隙裝置，
適用于機械傳動領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
蝸輪蝸桿傳動具有結(jié)構(gòu)緊湊、傳動比大、工作平穩(wěn)、沖擊振動小以及反行程自鎖等 優(yōu)點，常用于傳遞交錯軸之間的回轉(zhuǎn)運動。蝸輪蝸桿傳動中，適當(dāng)?shù)凝X側(cè)間隙可以避免輪齒 受力變形和摩擦發(fā)熱而膨脹所引起的擠壓或卡死現(xiàn)象；可以提供容納潤滑油的空間，便于 齒面潤滑等。但是，由于齒側(cè)間隙的存在，必然給蝸輪蝸桿傳動帶來沖擊、振動、噪聲、降低 系統(tǒng)隨動精度和穩(wěn)定性等。由于制造和安裝誤差造成蝸輪與蝸桿之間的配合間隙是導(dǎo)致整 體機構(gòu)穩(wěn)定性下降的主要原因之一，在以傳動運動為主的精密傳動中，會大大降低整個機 器的精度。為了提高傳動副的傳動精度，同時滿足便于制造和安裝以及提高傳動副的承載 能力的要求，研究開發(fā)出一種結(jié)構(gòu)緊湊、成本低廉、調(diào)節(jié)方便并可有效消除齒側(cè)間隙及反向 間隙的蝸輪蝸桿消隙裝置具有重要的工程意義。 目前，為了提高蝸輪蝸桿傳動精度，通常的 做法是提高蝸輪蝸桿的加工精度和安
裝精度，這種做法對精度的提高是有限度的，且使得制造成本大大提高。但就消除或調(diào)節(jié)齒
側(cè)間隙的蝸輪蝸桿傳動一般有三種型式"雙蝸桿傳動"(曹西京，張淳，劉昌祺，李寧.雙
蝸桿傳動在精密數(shù)控分度中的應(yīng)用[J].陜西科技大學(xué)學(xué)報，2003，21 (7) :70-72.)(邱新
橋.可減小傳動間隙的雙蝸桿傳動機構(gòu).機械制造，2003，41(7) :51-51)，美國格里森浦發(fā)
特數(shù)控滾齒機床工作臺驅(qū)動裝置采用雙蝸輪、雙蝸桿上下平行裝配并通過軸向調(diào)整其中作
為阻力的蝸桿的方法進行消隙；類似的結(jié)構(gòu)有采用雙蝸桿平行或垂直安裝于單個蝸輪的兩
側(cè)，通過其中一個蝸桿的軸向調(diào)節(jié)達到消隙的效果，該類結(jié)構(gòu)通常需要在兩個蝸桿之間增
加齒輪傳動來實現(xiàn)兩個蝸桿的同步運動，安裝時還需增加蝸桿托架來實現(xiàn)兩個蝸桿之間相
對位置的匹配，因此會造成傳動裝置結(jié)構(gòu)臃腫、傳動鏈加長、制造成本高等問題。"雙導(dǎo)程圓柱蝸桿傳動"(錢光瑾.新技術(shù)新工藝.1983年第5期)，雙導(dǎo)程圓柱蝸
桿傳動是通過調(diào)整蝸桿的軸向位置來調(diào)整傳動的齒側(cè)間隙以補償輪齒磨損的減薄量，該傳
動已被國內(nèi)外應(yīng)用于滾齒機等的精密分度機構(gòu)中，其主要不足在于蝸輪加工難度大，蝸輪
與蝸桿嚙合傳動同時接觸的齒數(shù)少，承載能力低，易磨損，壽命短等，難以滿足重載精密傳
動的要求。 側(cè)隙可調(diào)的環(huán)面蝸桿傳動是一種新開發(fā)的蝸桿傳動形式，該類方式一般有通過調(diào) 整變齒厚蝸輪的軸向位置來調(diào)節(jié)蝸輪與蝸桿之間的齒側(cè)間隙，該種方式嚙合齒數(shù)多、承載 能力大，但是齒面摩擦大、磨損嚴(yán)重、效率偏低，其實現(xiàn)的僅是傳動副磨損后的側(cè)隙調(diào)整。專 利申請?zhí)枮?00810044205. 4的"無側(cè)隙雙滾子包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動機構(gòu)"公開了一種無側(cè)隙 雙滾子包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動機構(gòu)，其蝸輪由兩半個蝸輪組成，滾子均勻分布在每半個蝸輪的 周向，雙排滾子錯位布置，通過調(diào)節(jié)兩半個蝸輪輪體的安裝位置使?jié)L子與蝸桿齒面始終保 持接觸，從而實現(xiàn)無側(cè)隙傳動。但是，該裝置不適合大型工作臺用蝸輪蝸桿傳動，其蝸輪構(gòu)造復(fù)雜，不利于制造和安裝。 此外，國內(nèi)外科技工作者針對工程領(lǐng)域中的消隙要求開展了一些相關(guān)研究并公開 了一些無側(cè)隙和齒側(cè)間隙可調(diào)蝸輪蝸桿傳動機構(gòu)的專利。如專利申請?zhí)?00610102244. 6 的"精密蝸輪蝸桿傳動消隙裝置"、專利申請?zhí)枮?00510050421. 6的"一種蝸輪蝸桿傳動裝 置"等，這些傳動裝置雖然能夠消除齒側(cè)間隙，但一般都存在傳動元件多、體積大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜 或承載力不夠大等方面的不足。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提出一種結(jié)構(gòu)緊 湊、成本低廉、調(diào)節(jié)方便并可有效消除齒側(cè)間隙及反向間隙的蝸輪蝸桿消隙裝置。 本發(fā)明的技術(shù)方案是采用環(huán)面蝸桿的蝸輪蝸桿副消隙裝置，包括蝸輪以及與其 嚙合的分度蝸桿和阻力蝸桿，分度蝸桿與阻力蝸桿通過花鍵進行同軸安裝并通過兩端的軸 承及軸承座連接到箱體上，在阻力蝸桿一側(cè)安裝彈性預(yù)緊及調(diào)節(jié)裝置對阻力蝸桿施加預(yù)緊 力并在軸向進行位置調(diào)節(jié)。所述分度蝸桿的輪齒左側(cè)齒面與蝸輪的輪齒右側(cè)齒面嚙合，阻 力蝸桿在彈性預(yù)緊裝置的軸向預(yù)緊力的作用下使其輪齒右側(cè)齒面與蝸輪的輪齒左側(cè)齒面 嚙合，使蝸輪輪齒的左右兩側(cè)同時都有蝸桿的輪齒齒面與其嚙合，從而實現(xiàn)消除蝸輪蝸桿 傳動中齒側(cè)間隙和反向間隙的目的。 所述的分度蝸桿和阻力蝸桿可以是兩個環(huán)面蝸桿或一個環(huán)面蝸桿與一個圓柱蝸 桿中的一種。 所述的彈性預(yù)緊裝置是可以在軸向?qū)ψ枇ξ仐U進行調(diào)節(jié)和施加預(yù)緊力的彈簧裝 置、液壓裝置或氣壓裝置中的一種。 本發(fā)明所提供的采用環(huán)面蝸桿的蝸輪蝸桿副消隙裝置與現(xiàn)有蝸輪蝸桿消隙技術(shù) 相比具有以下優(yōu)點 1.本發(fā)明提出的蝸輪蝸桿副消隙裝置具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、傳動鏈短且制造成 本低的特點。相比于雙蝸輪、雙蝸桿結(jié)構(gòu)，采用環(huán)面蝸桿與圓柱蝸桿共用一軸的結(jié)構(gòu)，可以 有效節(jié)省空間并實現(xiàn)主力分度蝸桿與阻力蝸桿的零傳動，只需加工單個蝸輪從而降低制造 成本并減小整個機構(gòu)的體積。 2.本發(fā)明提出的蝸輪蝸桿副消隙裝置所采用的環(huán)面蝸桿與蝸輪可以實現(xiàn)多齒接 觸和雙線接觸，其承載能力和效率較高且易于形成潤滑油膜，從而降低蝸輪蝸桿的磨損，可 以防止因蝸輪齒距誤差造成的蝸桿竄動現(xiàn)象，提供更平穩(wěn)的傳動。 3.本發(fā)明提出的蝸輪蝸桿副消隙裝置采用環(huán)面蝸輪與圓柱蝸桿或兩個環(huán)面蝸桿 同軸安裝，可以提供比兩個圓柱蝸桿更多的嚙合區(qū)域，從而提高蝸輪蝸桿傳動的平穩(wěn)性并 減小傳動噪音。 4.本發(fā)明提出的蝸輪蝸桿副消隙裝置采用預(yù)緊彈簧和螺母或液壓、氣壓裝置中的 一種彈性預(yù)緊裝置對阻力蝸桿進行軸向調(diào)節(jié)和預(yù)緊，可以實現(xiàn)蝸輪蝸桿傳動過程中的動態(tài) 消隙，且因采用彈性預(yù)緊可以有效防止蝸輪與蝸桿的剛性接觸，從而減小蝸輪與蝸桿齒面 的磨損。 5.本發(fā)明提出的蝸輪蝸桿副消隙裝置采用阻力蝸桿與分度蝸桿同軸安裝結(jié)構(gòu)，可 以通過兩端的軸承將蝸桿直接安裝在箱體上而不需要蝸桿托架，從而簡化傳動裝置結(jié)構(gòu)并
4降低安裝難度。
圖1為本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)圖。 圖中1.蝸輪2.分度蝸桿3.阻力蝸桿4.花鍵5.右套筒6.預(yù)緊彈簧7.左套筒 8.調(diào)節(jié)螺母9.左軸承IO.右軸承。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明進一步說明。 如圖1所示為采用環(huán)面蝸桿的蝸輪蝸桿副消隙裝置的結(jié)構(gòu)圖，本發(fā)明提出的蝸輪 蝸桿副消隙裝置的主要結(jié)構(gòu)有蝸輪l，提供分度功能的圓柱蝸桿2，通過花鍵4裝配在分度 蝸桿2軸上的起阻力作用的環(huán)面蝸桿3，右套筒5、預(yù)緊彈簧6和左套筒7組成提供預(yù)緊力 的預(yù)緊裝置，對環(huán)面蝸桿3進行軸向預(yù)緊力調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)螺母8以及軸端左軸承9和右軸承 10。環(huán)面蝸桿3通過花鍵4裝配在彈性預(yù)緊裝置和分度蝸桿2之間。 裝配過程中，首先在沒有預(yù)緊的情況下將環(huán)面蝸桿3與圓柱蝸桿2的位置調(diào)整好，
調(diào)整環(huán)面蝸桿3與蝸輪1的嚙合角度，然后通過調(diào)節(jié)螺母8給環(huán)面蝸桿3施加適當(dāng)?shù)念A(yù)緊
力，最后將左軸承9和右軸承10安裝好并通過軸承底座固定在箱體上。 本發(fā)明提出的蝸輪蝸桿副消隙裝置的工作原理如圖1所示，分度蝸桿2的輪齒左
側(cè)齒面與蝸輪1的輪齒右側(cè)齒面嚙合并提供驅(qū)動力，在調(diào)節(jié)螺母8、左套筒7、預(yù)緊彈簧6和
右套筒5組成的彈性預(yù)緊裝置施加預(yù)緊力的作用下，使得阻力蝸桿3的輪齒右側(cè)齒面與蝸
輪1的輪齒左側(cè)齒面始終保持嚙合，因蝸桿具有反向自鎖功能，且對阻力蝸桿3采用的是彈
性預(yù)緊，從而可以實現(xiàn)有效消除蝸輪蝸桿傳動中的齒側(cè)間隙和反向間隙的目的。 由于本發(fā)明提供的蝸輪蝸桿副消隙裝置采用環(huán)面蝸桿與圓柱蝸桿的組合式結(jié)構(gòu)，
可以提供更加平穩(wěn)、高效、低噪音的傳動，同時具有結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、成本低廉等優(yōu)點。該
種蝸輪蝸桿副消隙裝置應(yīng)用于機床回轉(zhuǎn)工作臺傳動機構(gòu)，可以提供比單蝸輪、單蝸桿機構(gòu)
或雙蝸輪蝸桿機構(gòu)更佳的消隙效果。對于大型機床用回轉(zhuǎn)臺，因蝸輪直徑較大，故環(huán)面蝸桿
的粗端直徑更接近于圓柱蝸桿的直徑，從而降低安裝難度并提供更佳的消隙功能?？傊?br>
發(fā)明所述的采用環(huán)面蝸桿的蝸輪蝸桿副消隙裝置具有普通單蝸輪蝸桿或雙蝸輪蝸桿消隙
裝置所不具備的優(yōu)點，因而它將在消除傳動間隙、提高傳動精度的系列領(lǐng)域得以廣泛應(yīng)用。
權(quán)利要求
一種采用環(huán)面蝸桿的蝸輪蝸桿副消隙裝置，主要由提供主力的分度圓柱蝸桿2、起阻力作用的環(huán)面蝸桿3、彈性預(yù)緊裝置、蝸輪1以及左軸承9、右軸承10組成；其中彈性預(yù)緊裝置主要由調(diào)節(jié)螺母8、左套筒7、預(yù)緊彈簧6、右套筒5組成，其特征在于起阻力作用的環(huán)面蝸桿3通過花鍵4裝配在起分度作用的圓柱蝸桿2的軸上，實現(xiàn)圓柱蝸桿與環(huán)面蝸桿的同軸裝配，通過由調(diào)節(jié)螺母8、預(yù)緊彈簧6以及安裝于彈簧兩端的左套筒7和右套筒5組成的彈性預(yù)緊裝置對環(huán)面蝸桿3進行軸向調(diào)節(jié)和施加預(yù)緊力，從而實現(xiàn)消除蝸輪蝸桿副傳動中齒側(cè)間隙及反向間隙的作用。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用環(huán)面蝸桿的蝸輪蝸桿副消隙裝置，其特征在于分度 蝸桿和阻力蝸桿的結(jié)構(gòu)為兩個環(huán)面蝸桿同軸安裝，其中一個作為主力分度蝸桿另一個作為 阻力蝸桿，作為阻力蝸桿的環(huán)面蝸桿可以在軸向調(diào)節(jié)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用環(huán)面蝸桿的蝸輪蝸桿副消隙裝置，其特征在于分度 蝸桿和阻力蝸桿的結(jié)構(gòu)為一個環(huán)面蝸桿與一個圓柱蝸桿同軸安裝，兩個蝸桿其中一個起主 力分度作用另一個起阻力作用，其中起阻力作用的蝸桿可以是環(huán)面蝸桿也可以是圓柱蝸桿 且在軸向可以調(diào)節(jié)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用環(huán)面蝸桿的蝸輪蝸桿副消隙裝置，其特征在于彈性 預(yù)緊裝置是能夠在軸向?qū)ψ枇ξ仐U施加預(yù)緊力和軸向調(diào)節(jié)的彈簧裝置、液壓裝置或氣壓裝 置中的一種。
全文摘要
一種采用環(huán)面蝸桿的蝸輪蝸桿副消隙裝置，主要由蝸輪、圓柱蝸桿、環(huán)面蝸桿、彈性預(yù)緊裝置、軸承構(gòu)成。圓柱蝸桿和環(huán)面蝸桿分別起主力分度作用和阻力作用，兩個蝸桿同軸安裝并通過彈性預(yù)緊裝置對阻力蝸桿在軸向進行調(diào)節(jié)和施加預(yù)緊力。彈性預(yù)緊裝置由調(diào)節(jié)螺母、兩個彈簧定位套筒以及預(yù)緊彈簧組成，通過調(diào)節(jié)螺母在軸向?qū)ψ枇ξ仐U進行調(diào)節(jié)和預(yù)緊。彈性預(yù)緊裝置可以是彈簧裝置、液壓裝置或氣壓裝置的一種。本發(fā)明中，采用阻力環(huán)面蝸桿與主力蝸桿同軸安裝，并通過彈性預(yù)緊裝置對阻力蝸桿進行軸向調(diào)節(jié)和預(yù)緊，從而可以提供更加平穩(wěn)、高效、低噪音的傳動，同時具有結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、成本低廉等優(yōu)點。該種蝸輪蝸桿副消隙裝置應(yīng)用于機床回轉(zhuǎn)工作臺傳動機構(gòu)，可以提供比單蝸輪、單蝸桿機構(gòu)或雙蝸輪蝸桿機構(gòu)更佳的消隙效果。
文檔編號F16H55/24GK101705987SQ20091019147
公開日2010年5月12日 申請日期2009年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月16日
發(fā)明者周杰, 康玲, 廖承渝, 李先廣, 李川, 李強, 楊帥, 王時龍, 陳時權(quán), 黃亮 申請人:重慶大學(xué)