[其他]对称螺旋传动装置

说明书

本发明属于通用机械传动装置。

目前在高速、大功率平行轴传动中所用的渐开线齿轮和园弧齿轮传动装置都存在固有的缺点。例如，渐开线齿轮在啮合过程中是一对齿、一对齿替代接触，易产生冲击和噪音，还有滑动摩擦损失；接触强度受限于它们的综合曲率半径；提高弯曲强度则要用大模数因而成倍地增加齿轮的直径；传动比因受最少齿数的限制而不能很大。圆弧齿轮虽然提高了承载能力、啮合效率及传动平稳性，並可获得较大的传动比，但中心矩严格地不许可变化成为它的致命缺点，刀具也复杂，传动时轴向力很大因而不利于轴的支承，如用人字齿轮虽可把轴向力变为内力，但轴向尺寸大且加工困难。

本传动装置的传动件是具有对称的两段左、右螺旋的螺旋轮。其牙形对于互相啮合的一对螺旋轮可以都是直线齿廓，也可以都是曲线齿廓，也可以一个是直线齿廓而另一个是曲线齿廓。这种传动装置可以是定轴的，也可以是周转的。本传动装置可以是增速器，也可以是减速器。这种传动装置的主要参数关系是：

tgλ＝ (Z₁S)/(πd₁) ＝ (Z₂S)/(πd₂)

即： (d₁)/(d₂) ＝ (Z₁)/(Z₂) …………（1）

i＝ (n₁)/(n₂) ＝ (d₁)/(d₂) ＝ (Z₁)/(Z₂) …………（2）

a＝ 1/2 （d₁＋d₂）…………（3）

式中：d₁，d₂为两螺旋轮的中径（分圆直径）；Z₁，Z₂为两螺旋轮的螺纹头数（齿数）；n₁，n₂为两螺旋轮的转速；S为两螺旋轮的螺距；λ为升角；i为传动比（速比）；a为中心距。

本传动装置具有下列固有特点：（一）当牙形为直线齿廓时传动为沿齿高方向上线接触，中心距变动后瞬时速比恒定，接触性质不变，（二）两螺旋面是滚动接触（在节点处瞬时纯滚动），其接触线沿轴向移动，润滑条件好，磨损小，啮合效率高，（三）连续接触，运动平稳，噪声小，（四）螺旋无根切问题，主动螺旋轮直径可以做得很小，只要满足轴的强度即可，並可做成单头螺纹以获得较大传动比，（五）牙形角小时可获得很大的综合曲率半径，滑动速度很小，用软齿面也不易产生表面点蚀和胶合，且承载能力取决于螺纹牙的弯曲强度，在不增大直径和轴向尺寸的情况下采用大螺距少圈数可以增大弯曲强度，提高承载能力，（六）本传动的轴向力为内力，有利于轴的支承，（七）加工方便。总之，可以达到承载大、效率高、尺寸小、重量轻、噪声低、成本低。

一种典型的行星对称螺旋减速器，传动件的螺旋升角为8°，材料为碳素钢调质处理，行星轮轴承为一对滚针轴承。通过试验实测结果为：承载能力高于传动比、寿命、尺寸及转速等条件相同的高硬度合金钢渐开线齿轮行星减速器，且噪声很小，运转平稳。

附图为一级对称螺旋传动装置示意图。图中1为机架，2和3为一对相互啮合的对称螺旋轮。