[实用新型]重载型余弦齿轮包络环面蜗杆传动

说明书

本实用新型涉及一种重载型余弦齿轮包络环面蜗杆传动，属于机械传动的应用领域，由余弦斜齿轮和环面蜗杆组成，余弦斜齿轮的端面齿廓为余弦齿廓，齿面为余弦螺旋面，采用硬齿面耐磨材料加工而成；环面蜗杆的两侧面分别以齿轮的相应两侧余弦螺旋面为原始母面，按照余弦斜齿轮与环面蜗杆之间的空间啮合关系包络而成。该实用新型传动比大，承载能力高，易实现高精度加工，传动可靠，使用于航空航天、海洋装备工程、高档数控机床、工业机器人等领域重载设备中。

技术领域

本实用新型属于机械传动的应用领域，尤其涉及蜗杆传动中的重载蜗杆传动。

背景技术

在机械传动过程中，蜗杆传动主要用于传递交错轴之间的运动和动力，其具有较大的单级传动比、机构紧凑、传动平稳、噪音低、冲击振动小等优点。蜗杆轴线与蜗轮轴线在空间交错使得主要运动特性为相对滑动较大，共轭齿面接触点的相对速度总大于蜗杆或蜗轮的圆周速度，齿面易产生胶合和磨粒磨损。

蜗杆传动可以分为圆柱蜗杆传动、环面蜗杆传动和锥蜗杆传动三大类。圆柱蜗杆传动同时啮合齿对少，承载能力不足，效率低；环面蜗杆传动是一种体积小、啮合性能好、多齿啮合、承载能力高的优良传动装置，但是存在加工精度低等不足。锥蜗杆传动具备承载能力高、润滑良好、结构紧凑、制造工艺简单等优点。现有的蜗杆传动为蜗杆包络蜗轮，故蜗轮齿面为复杂曲面，无法精确磨削，齿面精度低，蜗轮齿面一般需要贵重的减摩材料制作，这样需要铜蜗轮与刚蜗杆配对啮合，来提高抗胶合能力。

随着科技的发展，在航空航天、海洋装备工程、高档数控机床、工业机器人等领域急需要一种承载能力大、精度高的重载型蜗杆传动。因此能够提出一种重载蜗杆传动将大大提高蜗杆承载能力和传动强度。

发明内容

1、本实用新型解决的技术问题是：克服现有蜗杆传动承载能力低的缺点，提出一种具有承载能力高、精度高等优点的重载型余弦齿轮包络环面蜗杆传动，能够满足高速、重载、大功率及高效率的传动要求。

2、本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：本实用新型提出的重载型余弦齿轮包络环面蜗杆传动，其传动副由余弦斜齿轮和环面蜗杆组成，余弦斜齿轮的齿面为余弦螺旋面，采用硬齿面耐磨材料加工而成；环面蜗杆的两侧面分别以齿轮的相应两侧余弦螺旋面为原始母面，按照余弦斜齿轮与环面蜗杆之间的空间啮合关系包络而成。

3、进一步，所述余弦斜齿轮，其端面齿廓为余弦齿廓。

、进一步，所述余弦斜齿轮的余弦螺旋面以分度圆为界，上半部分为凸曲面，下半部为凹曲面。

、进一步，所述环面蜗杆的齿面以分度圆为界，上半部分为凹曲面，下半部为凸曲面。

6、进一步，所述余弦斜齿轮材料为高碳铬钢，环面蜗杆材料为中碳合金钢。

7、本实用新型的显著效果是：重载型余弦齿轮包络环面蜗杆传动保留了环面蜗杆传动的多齿啮合的优点。本实用新型采用余弦齿廓斜齿轮，相对于同参数的渐开线齿廓，分度圆齿厚相同，而齿顶圆齿厚减小，齿根圆齿厚增大，并且余弦曲线具有对称性，曲线的上半部为凸曲线，下半部为凹曲线，余弦齿廓中间部分曲率半径很大；根据空间啮合原理包络形成的环面蜗杆的齿廓齿顶圆齿厚减小，齿根圆齿厚增大，并且具有与余弦斜齿轮对应的凸凹曲面，这样有利于提高接触强度，增大传动副的承载能力；并且凸凹曲面共轭传动，减小了滑动率。重载型余弦齿轮包络环面蜗杆传动可利用高精度磨齿加工机床磨削加工，传动副加工精度高，成本低。

附图说明

图1是本实用新型一种重载型余弦齿轮包络环面蜗杆传动啮合示意图；

图2是本实用新型一种重载型余弦斜齿轮包络环面蜗杆传动的余弦斜齿轮；

图3是本实用新型一种重载型余弦斜齿轮包络环面蜗杆传动的环面蜗杆；

图4是同参数下余弦齿廓与渐开线齿廓相比较。