[发明专利]不自锁蜗轮蜗杆减速机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种传动结构，尤其是一种不自锁蜗轮蜗杆减速机构。

背景技术

常见的蜗轮蜗杆减速机构基本为自锁机构，其自锁角γ处于3°～5°，力矩的传输方向只能是从蜗杆端传入至蜗轮端输出，若出现动力源消失，如停电等特殊情况，此时又需要对被传动物体从输出端逆向驱动，通常的做法是对传动链中的某个环节加装离合解脱装置，实施离合解脱方可实现，给生产带来了不便，人们也一直渴望这种常规的蜗轮蜗杆能实现不自锁。根据蜗轮蜗杆的传动特性的研究表明，当传输以蜗轮为主动时，其效率公式为η＝tan(γ-ρ)/tanγ，当满足摩擦角ρ＜γ时，即可实现不自锁。而摩擦角ρ＝arctanμ(μ为啮合摩擦系数)，由于μ的影响因素较多，如蜗轮蜗杆传动类型、相对滑动速度、材料性质、齿面加工情况、润滑情况，都将会影响啮合摩擦系数μ，为了满足摩擦角ρ＜γ的情况，必须通过大量试验，采用结合不同的蜗轮蜗杆传动类型、材料性质、齿面加工情况等，工作量大，试验成本很高，故现有的自锁角γ处于3°～5°的蜗轮蜗杆减速机构很难满足摩擦角ρ＜γ的情况，尤其在滑动速度较小的情况下(如小于0.05m/s)，即人工逆向驱动可以达到的速度情况，要使摩擦角ρ降低到比γ更小的情况，通常条件下是很难实现的。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术的不足而提供的一种摩擦角ρ小于3°的不自锁蜗轮蜗杆减速机构。

为了达到上述目的，本发明所设计的不自锁蜗轮蜗杆减速机构，它包括阿基米德蜗杆以及与其传动配合的蜗轮，所述的蜗轮的齿面为外渐开线螺旋齿面，该蜗轮由尼龙1010制成，所述阿基米德蜗杆的齿面表面粗糙度小于Ra0.1um。

该结构中，从蜗杆轴剖面可见啮合的实质为齿轮齿条传动，啮合方式由蜗轮内齿面啮合改为外齿面啮合，由面接触变为点接触，啮合副形式的改变使啮合摩擦系数μ减小，继而导致摩擦角ρ减小，改变自锁条件。另外，阿基米德蜗杆的齿面表面粗糙度是获得较为轻松的非自锁效果的关键因素，因此本公司作了大量的实验得出结论，当齿面表面粗糙度小于Ra0.1um时可使得啮合摩擦系数μ降至更低，结合尼龙1010摩擦系数小的特点，最终摩擦角ρ减小至小于3°的情况，满足摩擦角ρ＜γ的情况，从而实现不自锁。

为了使阿基米德蜗杆的齿面表面粗糙度小于Ra0.1um，蜗杆齿面工艺可采用挤压镜面处理。

本发明得到的不自锁蜗轮蜗杆减速机构，摩擦角ρ小于3°，在不改变蜗轮蜗杆原有的机械传动特性的情况下，可实现不自锁，可取代现有的各种蜗轮，在不改变减速箱体的输出方式及速比参数的同时可实现不自锁，当生产时出现动力源消失，如停电等特殊情况，可逆向传动，无需加装离合等解脱装置，给生产带来了便利；同时能降低噪音，节约成本。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的局部剖视图。

具体实施方式

下面通过实施例结合附图对本发明作进一步的描述。

实施例1

如图1所示，本实施例所描述的不自锁蜗轮蜗杆减速机构，它包括阿基米德蜗杆1以及与其传动配合的蜗轮2，所述的蜗轮2的齿面为外渐开线螺旋齿面，该蜗轮2由尼龙1010制成，蜗杆由钢制成，蜗杆齿面工艺采用挤压镜面处理，其齿面表面粗糙度小于Ra0.1um。

如图2所示，该结构中，从蜗杆轴剖面可见啮合的实质为齿轮齿条传动，啮合方式由蜗轮2内齿面啮合改为外齿面啮合，由面接触变为点接触，啮合副形式的改变使啮合摩擦系数μ减小，继而导致摩擦角ρ减小，改变自锁条件。

尼龙作为一种常用的工业材料，广泛的用于各种机械部件的的制造，如尼龙制造的活塞环、密封圈、滑块、叶轮、凸轮、螺母等，但尼龙作为机械材料的应用，主要是取其机械强度高，韧性好，抗冲击，抗疲劳、耐磨性好，化学稳定性好的特点，但蜗轮2由于其传动特性与其他等机械件不同，传统的思维是尼龙强度不如钢、铜等机械部件，容易发生损伤、形变从而达不到使用效果，尤其是在自锁时受力较大更易如此，因而现有技术通常不采用尼龙制作蜗轮2；而本公司经过大量实验得出结论，对各种尼龙进行尝试，发现钢与尼龙1010的摩擦系数为0.02，尼龙1010更适用于本发明的不自锁结构；另外本公司通过对阿基米德蜗杆1的齿面表面粗糙度的研究，认为齿面表面粗糙度是获得较为轻松的非自锁效果的关键因素，因此本公司作了大量的实验得出结论，当齿面表面粗糙度小于Ra0.1um时，结合上述的传动方式，以尼龙1010制作蜗轮2，可使得啮合摩擦系数μ降至更低，最终摩擦角ρ减小至小于3°的情况，满足摩擦角ρ＜γ的情况，从而实现不自锁而且无需改变蜗轮2蜗杆的其它输出传动参数。