[发明专利]磁悬浮式蜗杆蜗轮互包络减速器

说明书

磁悬浮式蜗杆蜗轮互包络减速器，该减速器包括箱体、蜗杆、蜗轮轴、轮毂、一组线圈、一组蜗轮齿、集电环、电刷。一组由线圈包围的强磁钢材质的蜗轮齿与轮毂构成蜗轮整体；轮毂和集电环与蜗轮轴同轴固连，蜗轮轴与箱体转动联接；集电环与线圈连接；电刷一端与箱体固连，另一端与集电环接触；蜗杆由强磁性钢材质构成，蜗杆轴与箱体转动联接；蜗杆的圆弧螺旋面与蜗轮的圆弧螺旋轮齿面相互包络啮合；线圈通过电刷和集电环得电，使蜗轮螺旋轮齿面与啮合接触的蜗杆螺旋面之间产生强磁排斥力，迫使两接触的螺旋面保持悬浮非接触啮合传动。本发明具有传动比大、高速平稳传动、结构紧凑等优势，而且传动效率高、磨损小，适用于大模数蜗轮减速传动装置。

技术领域

本发明涉及机械传动技术领域，尤其涉及一种磁悬浮式蜗杆蜗轮互包络减速器。

背景技术

蜗杆减速机是一种具有结构紧凑，传动比大，以及在一点条件下具有自锁功能的传动机械，运行平稳、噪音小、是最常用的减速机之一。但传动效率较低，磨损较严重。蜗轮蜗杆啮合传动时，啮合轮齿间的相对滑动速度大，故摩擦损耗大、效率低。另一方面，相对滑动速度大使齿面磨损严重、发热严重，为了散热和减小磨损，常采用价格较为昂贵的减摩性与抗磨性较好的材料及良好的润滑装置，因而成本较高。

目前电磁减速器基本上是通过通过发电结构带动输出轴以低于输出轴的旋转速度旋转。在这方面，专利CN105006949B公开一种电磁减速器，采用电磁结构来完成转矩的传递；专利CN1258857C公开一种磁性支承的电力传动系统，涉及一种在三个自由度内调节转子位置的无磨损的电力恒磁传动系统；专利CN104022619B公开一种输出转速可调的矿用永磁传动装置；专利CN106300887B公开一种永磁传动调速器，利用活塞式传动缸通过活塞杆直接驱动往复环运动，进而驱使往复轮带动所述永磁转子沿从动轴轴向移动，实现永磁转子与导体转子之间的耦合面积或气隙大小的调节，从而实现永磁传动调速器输出转速的调节；专利CN103414313B离心式磁传动装置，其磁力驱动机构包括磁体、螺旋线轴和磁体复位弹簧，磁体可沿该轨道绕螺旋线轴转动并沿螺旋线轴滑动，在磁体旋转和滑动过程中调整扭矩。上述技术各有优缺点。目前的悬浮技术主要包括磁悬浮、光悬浮、声悬浮、气流悬浮、电悬浮、粒子束悬浮等，其中磁悬浮技术比较成熟，磁悬浮技术实现形式比较多，主要可以分为系统自稳的被动悬浮和系统不能自稳的主动悬浮等。目前磁悬浮技术成功用于磁悬浮列车，由无接触的磁力支承、磁力导向和线性驱动系统组成的新型交通工具。利用磁悬浮技术中无接触的磁力支承大模数蜗轮减速传动装置，提高传动效率将是未来蜗杆减速机发展方向，但是目前该方面研究尚未见相关报道。。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种在保持蜗杆减速机优势的前提下，提高传动效率，减少蜗轮蜗杆在啮合传动时齿间的摩擦损耗的磁悬浮式蜗杆蜗轮互包络减速器。

本发明采用的技术方案如下：

本发明所提出的磁悬浮式蜗杆蜗轮互包络减速器，包括箱体、蜗杆、蜗轮轴、轮毂、一组蜗轮齿、一组线圈、集电环、电刷，其特征在于：所述箱体设有相互垂直的上通孔和下通孔；所述蜗杆同轴轴向依次设有输入键轴、右支撑轴、圆弧轴、左支撑轴，在圆弧轴上开有螺旋曲面槽；所述蜗轮轴同轴轴向依次设有输出键轴、前支撑轴、键槽轴、后支撑轴；所述轮毂设有轴向中心通孔和一组径向均布的开槽；所述蜗轮齿由强磁钢材质制成，一端设有圆弧螺旋齿，另一端设有圆柱；所述集电环设有同轴输入环和输出环；所述电刷设有输入电刷和输电刷；

所述箱体的下通孔与蜗杆的左、右支撑轴转动联接，所述箱体的上通孔与所述蜗轮轴的前、后支撑轴转动联接；所述蜗轮轴的键槽轴与所述轮毂的中心通孔和所述集电环固定连接；所述蜗轮齿的圆柱与所述轮毂的开槽固连，所述线圈固定装套在所述蜗轮齿的圆柱上，所述蜗轮齿的圆弧螺旋齿与所述蜗杆的螺旋曲面槽相互包络磁悬浮啮合；每个所述线圈的输入引线和输出引线分别与集电环的输入环和输出环连接；所述电刷的输入和输出电刷与所述箱体绝缘固连，位于箱体外侧的输入和输出电刷与电源连接，位于箱体内测的输入和输出电刷与分别与集电环的输入环和输出环弹性接触。