[发明专利]一种基于滚动摩擦的传动装置及其传动方法有效

专利信息
申请号: 201910524494.6 申请日: 2019-06-17
公开(公告)号: CN110242704B 公开(公告)日: 2021-10-22
发明(设计)人: 邓星桥 申请(专利权)人: 成都中良川工科技有限公司
主分类号: F16H1/16 分类号: F16H1/16
代理公司: 北京之于行知识产权代理有限公司 11767 代理人: 何志欣
地址: 611730 四川省成都市郫都区德源镇*** 国省代码: 四川;51
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摘要:
搜索关键词: 一种 基于 滚动 摩擦 传动 装置 及其 方法
【说明书】:

本发明涉及一种基于滚动摩擦的传动装置及其传动方法,所述传动装置至少包括沿轮体周向排布的与所述轮体可拆卸连接的若干可自转的蜗齿以及设置有与所述蜗齿接合的蜗道的蜗杆,在所述蜗杆以及所述轮体的轴线彼此异面且所述蜗杆绕自身轴线转动时,至少两个蜗齿与所述蜗道接合,并且接合于所述蜗杆轴向中间位置蜗道的蜗齿至少与所述蜗道的位于该蜗齿两侧的齿面存在接触线以使得该蜗齿一侧处于滚动摩擦,相对一侧处于滑动摩擦的方式带动所述轮体绕自身轴线转动。

技术领域

本发明涉及机械传动技术领域,涉及一种传动装置及方法,尤其涉及一种基于滚动摩擦的蜗轮蜗杆传动装置及其传动方法。

背景技术

精密齿轮传动在机械工程领域具有不可替代的重要作用。蜗杆传动作为一种重要的齿轮传动方式,在超精加工、微电子、光电子、生物医学、航空航天等先进制造领域得到了广泛的应用,直接影响着国家重大装备的性能、可靠性和安全性。

蜗杆传动用于两轴交错、传动比大、传递功率不太大或间歇工作的场合,由于具有传动平稳、噪音小、冲击载荷小,且具有自锁性等优点,作为机械传动中的一种重要传动方式在国防、冶金、造船、建筑、化工等行业得到广泛的应用。然而,普通蜗杆传动普遍具有以下显著缺点:

1、普通蜗杆传动在传动过程中容易发生磨损,其原因在于传动副在共轭齿面处相对运动速度总大于蜗杆圆周速度或蜗轮圆周速度,因此在任何位置接触点的相对速度都不会为零且始终处于滑动摩擦状态,即啮合齿轮间有较大的相对滑动速度,从而会导致齿面的磨损、发热和能量的消耗,这就使得普通蜗杆传动的摩擦损耗功率大,传动效率低,齿面磨损耗,精度寿命低;

2、为了减少齿面磨损,蜗轮蜗杆机构经常使用昂贵的材料和良好的润滑装置,显然这样大大增加了成本。

由此可见,以上的这些缺点使得普通蜗杆很难满足现代工业中高精度、高效率传动的要求,例如在工业机器人、数控机床、印刷设备、自动火炮和雷达等传动系统中,这些传动系统对蜗杆传动部分不仅要求高精度及精度寿命,还要求高效率,而普通蜗杆传动中的滑动摩擦必然会给这些系统带来冲击、振动、噪声、降低系统随动精度和稳定性等问题。

例如,公开号为CN106224447B的中国专利文献公开了一种蜗轮丝杠。其中,包括新型螺旋齿轴、新型蜗轮、套筒、端盖、蜗轮轴、轴承等,新型螺旋齿轴是有螺旋角为α的螺旋齿的长轴,有沿螺旋角90°-α且与螺旋齿旋向垂直的螺旋线切割的通槽、60°倒角的切口,新型蜗轮在蜗轮齿面中点加工有与前述切口相同截面尺寸的凸台,蜗轮齿面和螺旋齿齿面线接触,凸台与切口对齐、配合,蜗轮轴穿过套筒上的U形槽,通过滚动轴承安装在端盖上的盲孔上,在电机的驱动下,新型蜗轮在新型螺旋齿轴上沿螺旋线滚动,依靠机械咬合力实现螺旋传动。该专利公开的蜗轮丝杠,相比传统丝杠,滑动摩擦非常小且与驱动力、轴向负荷无关,运动的螺纹升角可较大幅度增大,传动效率更高,传动更加平稳、可靠。该专利提供的传动装置通过将齿轮丝杆上的原有的直齿齿轮改进为有凸台的新型蜗轮,并且把原有的螺旋齿轴改进为建工有螺旋角90°-α且与螺旋齿螺旋线旋向垂直的螺旋线方向切割的切口的新型螺旋齿轴,把齿面的接触改进为线接触,从而使传动更加可靠,传动效率更高,但是,该线接触与普通的蜗轮蜗杆的线接触相同,均是在相对滑动下的线接触,在啮合齿轮间有较大的相对滑动速度时,这种滑动的线接触会导致齿面的磨损、发热和能量的消耗,因此无法实现高精度、高效率、高寿命、高可靠性的传动。

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