[其他]滚珠蜗杆付

说明书

一、滚珠蜗杆的改进

从检索看，滚珠蜗杆付在历史上早就有了。1969年9月在美国申请专利的《再循环式滚珠蜗杆装置》是一种螺旋沟槽式的球面蜗杆，它阻力大、效率低、传动精度差;1970年2月在美国申请专利的《消隙式减速装置》，它不过是上述装置的一种改进，它消除齿隙后，虽说提高了精度，却大大地降低了承载能力;1970年7月在美国申请专利的《动力传输器》采用了四头蜗杆及四个平行的直线内滚道，由于内外滚道衔接处有急弯，效率提高甚少，而速比却大大降低了！其它缺点依旧存在着。

本发明对上述缺点在结构上作了不少改进。既考虑到效率和精度，也考虑到寿命和承载能力，同时还解决了加工制造问题。改进后的滚珠蜗杆，其优点如下：

（1）内外滚道均采用螺旋式，内外滚道用腊铸镶块衔接没有急弯。内滚道中的滚珠用游筒带动，而不是一个顶着一个向前滑动，就大大降低了阻力。我们说，增高游筒是一项历史创举。

（2）工作滚珠全部装在蜗杆内，不能脱出，使滚珠与蜗杆保持为一个整体，拆卸方便。

（3）压力角减小，效率提高。

（4）大胆地采用单向传动，避免了游隙的影响：因为据统计，在整个传动机械中，单向传动的占85%以上（注意：象车床上加上换向齿轮，原动机仍旧没有转变方向，仍可视为单方传动）。

（5）Q型蜗杆付，加入速控器后，消除了因离心加速度而产生的冲击力。

二、一项发明两种类型

（1）P型滚珠蜗杆-系由普通圆柱蜗杆改造而成。主要是用来传递运动而不是传递动力的。如果用这类蜗杆代替滚珠螺旋，那么除了保持原有精密度之外，还可增大调节范围。图1是专为精密仪器设计的调节装置，其所有零件均包含于机壳中，与蜗轮1相啮合的蜗杆2，仅右端装有圆锥滚子轴承;左端则通过由调心轴承制成的滚轮4，轴定于游筒5上，并可由手柄6来带动它。当蜗杆旋转时，通过这些滚轮，就可使游筒反转。这样就形成了除蜗轮啮合齿外滚珠前进的另一推动力。如果滚轮直径D与接触处蜗杆内壁半径R的比值按下式取定（式中符号参看图1）那么内外推动滚珠前进的速度，就可协调一致。

(D)/(R) ＝ (2(r₁-2r₂)+(2+cos β))/(2(r₁-r₂)+(1+cosβ))

（2）Q型滚珠蜗杆-系由球面蜗杆改造而成，主要是传递动力的。其内部除游筒10之外，还装有速控器。

观察图2及其中的部分放大图可知：速控器是由主轮11及两个介轮12夹固在两块组合板9之间的。主轮的空心轴内，插入了托簧19，以便使主轮与过往滚珠紧贴，并用调节螺20调节其紧贴的程度。

进出口两端的镶块8，系用溶模铸造法制成，其内有予制的滚珠通道。对照图2的几个视图可知：当进口端滚珠被蜗轮啮合齿压入蜗杆内部，途经速控器近旁时，主轮11首先被带动，然后经介轮12把运动传给游筒10，再由游筒带动滚珠前进。当滚珠到达内滚道终点时，在高速旋转的条件下，离心力场中的位能就要逐渐化为动能，使滚珠速度增加，但因出口端速控器的遏制，滚珠不能加速，只好在通过出口端主轮时，把多余的能量还给游筒系统。这样一方面消除了滚珠在出口端因速度过高而产生的冲击，另一方面也减少了进口端压入滚珠所消耗的能量。

本发明的要点是：Q型滚珠蜗杆与P型不同，在外滚道上的滚珠不是一颗挨一颗的。当滚珠脱离出口端速控器之后，由于离心加速，相邻滚珠的间隔就要拉开，如果速控器的位置安排适当，那么滚珠到达外滚道起点时，就可保持在该点理论上的速度与间距，过了起点滚珠速度与间距离螺旋半径减少而减少，当到达到蜗杆喉部时有极小值，过喉部后速度与间距又随滚道螺旋半径的增大而逐渐增大。直到在最后一个蜗杆轮齿的作用下，滚珠被压入蜗杆体内为止。

本发明的润滑系统也是值得一提的：当用油枪将润滑油压入注油器盖15后，由于止回珠16的作用，润滑油保存在游筒10内腔不致溢出，工作中游筒高速旋转，因离心力作用，润滑油经小孔h抛入蜗杆7的内壁，再由滚珠带出，使蜗杆外滚道和蜗轮齿面都得到适当的润滑。

三、从样机设计看产品效果

用滚珠蜗杆付作成的减速器，具有效率高、速比大、重量轻、寿命长、零件少、承载能力大的各种优点，这可从样机设计中观察出来。如图2是我们设计的20瓩滚珠蜗杆减速器样机，总零件数为35，除了外购件，自制零件仅17件，其它数据如下表：