[发明专利]一种滚珠蜗轮蜗杆传动副

说明书

技术领域

本发明涉及一种蜗轮蜗杆传动结构，蜗轮的传动啮合面上等距分布深沟滚珠轨道，深沟滚珠轨道连接滚珠循环通道，滚珠能够在深沟滚珠轨道和滚珠循环通道中循环滚动；蜗杆外圆啮合面上有螺旋滚珠轨道；蜗轮蜗杆通过滚珠啮合传动。

背景技术

蜗杆和蜗轮的传动称为蜗杆传动，蜗杆传动是一种基本的机械结构，用于传动两个空间交错轴的运动和动力，因其减速比大、结构紧凑、工作平稳、无噪声、能缓冲震动、可90度变向等优点，在各种各样的减速设备和机械传动中得到广泛的应用。蜗杆传动是靠蜗杆和蜗轮之间的齿牙面摩擦进行传动，因此其固有的缺点是磨损大、传动效率低、精密度差，使用寿命短、能耗高。普通的圆柱蜗杆传动过程中，只有1-2个齿承载传动力，因此其承载力较弱，不宜用于大型重型设备。为了克服这种不足，出现了环面包络蜗杆技术，在传动过程中蜗杆和蜗轮啮合的齿数增多，承载力变大，但蜗轮和环面蜗杆仍然是靠蜗轮蜗杆的齿面摩擦来传动，因而普通蜗杆传动的磨损大、传动效率低等问题依然存在。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种新型的滚珠蜗轮蜗杆传动副，这种结构除具有传统蜗轮蜗杆的优点外，还具有磨损小，效率高，能耗低的优点，为了达到这种目标，本发明的技术方案是这样实现的：

一种滚珠蜗轮蜗杆传动副，由滚珠蜗轮、滚珠和滚珠蜗杆组成，滚珠蜗轮包括滚珠载体轮和两侧端盖，滚珠蜗杆可采用弧面滚珠蜗杆或者圆柱滚珠蜗杆；在滚珠载体轮的传动啮合外圆周面上，有等距离分布的深沟滚珠轨道，深沟滚珠轨道为圆底敞口沟槽，其深度大于滚珠半径，开口小于滚珠直径，滚珠能够在深沟滚珠轨道内顺畅滚动，且不会从深沟滚珠轨道开口掉出，深沟滚珠轨道的间距等于滚珠蜗杆上螺旋滚珠轨道的螺距，深沟滚珠轨道的导程角根据采用的蜗杆类型来确定；滚珠蜗轮上有滚珠循环通道，每条滚珠循环通道对应一条深沟滚珠轨道，滚珠采用单循环方式，即每行滚珠在自己的滚珠循环通道中单独循环；每条滚珠循环通道由轴向循环通道和两侧的径向循环通道连接贯通而成，轴向循环通道与滚珠载体轮轴线平行，两端分别连接两侧的径向循环通道，两侧的径向循环通道连接到深沟滚珠轨道，拐角和连接处进行圆角处理，使滚珠滚动和循环转向顺畅；在滚珠蜗轮的每条滚珠循环通道和深沟滚珠轨道中装满滚珠，滚珠能够在深沟滚珠轨道和滚珠循环通道中循环滚动；在滚珠蜗杆的外圆周面上有螺旋滚珠轨道，螺旋滚珠轨道的螺距相等；螺旋滚珠轨道为圆底开口沟槽，滚珠能够与螺旋滚珠轨道吻合并在其中轻松顺畅滚动；合理设计滚珠蜗轮中心轴与滚珠蜗杆中心轴的距离，使滚珠蜗轮上的滚珠从深沟滚珠轨道里露出的部分能够与蜗杆的螺旋滚珠轨道正好啮合；滚珠蜗杆转动时，螺旋滚珠轨道推动啮合的滚珠滚动，滚珠自身滚动的同时推动滚珠蜗轮转动。

所述的一种滚珠蜗轮蜗杆传动副，滚珠蜗轮的径向循环通道一半在滚珠载体轮的表面，一半在端盖的表面，端盖和滚珠载体轮位置对应结合在一起时，两部分径向循环通道正好合并形成一条完整的径向循环通道，滚珠能够在其中顺畅滚动。

所述的一种滚珠蜗轮蜗杆传动副，当滚珠载体轮直径较大时，相邻轴向循环通道的横截面圆心能够在以载体轮轴线为圆心的同一个圆上，或者不同的圆上；当滚珠载体轮直径较小时，相邻滚珠轴向循环通道的横截面圆心不能在以载体轮轴线为圆心的同一个圆上，以避免相邻轴向循环通道距离太近，降低滚珠载体轮的强度。

所述的一种滚珠蜗轮蜗杆传动副，滚珠蜗杆采用弧面蜗杆时，弧面滚珠蜗杆的外形为凹圆弧围绕蜗杆轴线回转形成的回转面，凹圆弧的直径等于滚珠载体轮直径；滚珠蜗轮的深沟滚珠轨道的导程角等于蜗杆以最细处计算得到的螺旋滚珠轨道导程角；弧面滚珠蜗杆上的螺旋滚珠轨道通过修形技术加工处理，能够同时啮合多行滚珠；弧面滚珠蜗杆对滚珠蜗轮形成包络。

所述的一种滚珠蜗轮蜗杆传动副，滚珠蜗杆采用圆柱蜗杆时，滚珠蜗轮的深沟轨道的导程角等于圆柱滚珠蜗杆上的螺旋滚珠轨道的导程角。

所述的一种滚珠蜗轮蜗杆传动副，滚珠蜗轮上的深沟滚珠轨道间距指两深沟滚珠轨道中心线之间滚珠蜗轮外圆周面上的弧长，圆柱滚珠蜗杆上的螺旋滚珠轨道螺距指相邻两周螺旋滚珠轨道中心线之间滚珠蜗杆轴线上的长度，弧面滚珠蜗杆上的螺旋滚珠轨道螺距指相邻两周螺旋滚珠轨道中心线之间滚珠蜗杆弧面上的弧长。

所述的一种滚珠蜗轮蜗杆传动副，当滚珠蜗杆单丝道设计时，滚珠蜗杆上螺旋滚珠轨道的螺距与滚珠蜗轮上深沟滚珠轨道的间距相等；当滚珠蜗杆多丝道设计时，滚珠蜗杆上螺旋滚珠轨道的螺距是滚珠蜗轮上深沟滚珠轨道间距的整数倍。