[其他]笼式蜗杆滚珠传动装置

说明书

本发明是属于机械工程

据清华大学机械设计教研组和中央电视大学机械组合编的《机械原理》一书所述，现有技术中，蜗杆是与蜗轮直接啮合实现机械传动的。在蜗杆蜗轮传动装置中，蜗杆是直径小、轴向长，齿数少、螺旋升角小的螺旋齿轮。蜗轮是直径大、轴向短，齿数多、螺旋升角大的螺旋齿轮。现有技术中，蜗杆是用钢材制成，蜗轮是用青铜制成。

蜗杆蜗轮传动装置的缺点是传动效率低，不能用于大功率、高速和增速的领域。

本发明的目的是提高蜗杆传动装置的效率，扩大蜗杆传动装置的使用领域。

笼式蜗杆滚珠传动装置是由笼式蜗杆、蜗杆、滚珠、滚珠导轨和滚珠回路所组成。

笼式蜗杆滚珠传动装置中的笼式蜗杆是由刚性的笼式结构的蜗杆所组成。所述的笼式蜗杆的螺旋齿是由蜗杆的刚性笼条所组成。

笼式蜗杆滚珠传动装置中，蜗杆装配在笼式蜗杆的笼内，两蜗杆的轴心线相重合，轴心距为零，两蜗杆的齿不直接啮合，而是通过与滚珠的啮合实现机械传动的，所以，笼式蜗杆和蜗杆的齿槽是与滚珠相啮合的园弧形。

笼式蜗杆滚珠传动装置中的笼式蜗杆和蜗杆都是用钢材制成，经调质处理以提高蜗杆的机械性能。

在笼式蜗杆滚珠传动装置中，蜗杆园周上的齿槽中同时有多颗滚珠与笼式蜗杆及导轨相啮合，从而使笼式蜗杆滚珠传动装置具有很大的负载能力。

笼式蜗杆滚珠传动装置中的滚珠是园形的刚性球体，抛光的钢球特别适合于笼式蜗杆滚珠传动装置中。滚珠在笼式蜗杆滚珠传动装置中，直接与笼式蜗杆和蜗杆以及导轨三者啮合，它既是两蜗杆机械力传递的桥梁，也是装置赖以运转的枢纽。

笼式蜗杆滚珠传动装置中的滚珠导轨是由刚性的轨道所组成。滚珠导轨刚性轨道的轨面是与滚珠相啮合的园弧形。滚珠导轨在装置中的作用是保持滚珠与两蜗杆的正常啮合和引导滚珠的正常运行，滚珠导轨一般是与壳体一道铸造而成，然后在轨面上镀上减摩擦耐磨材料，或是用减摩擦耐磨材料制成的导轨固定在壳体上。

笼式蜗杆滚珠传动装置中的滚珠回路是与滚珠导轨两端相含接的供滚珠循环运动的孔道所组成。滚珠回路的孔道必须光滑，使滚珠在孔道中顺利地循环运动。滚珠回路的数量必须与滚珠导轨的数量相等。滚珠回路一般和壳体一起铸造出来或用管道制成的滚珠回路固定在壳体上。

在图1的笼式蜗杆滚珠传动装置中，蜗杆1旋转运动时，蜗杆上螺旋齿产生的轴向力推动与之齿合的滚珠3沿着导轨4作直线运动，滚珠3的直线运动作用于与之啮合的笼式蜗杆2的蜗旋齿上，螺旋齿产生的旋转力推动笼式蜗杆2作旋转运动。蜗杆1的不断旋转运动，推动滚珠3继续往前运动，当滚珠3运动到螺杆的尽头时，被蜗杆1末端逐渐变浅变小的齿槽推出，使滚珠3与蜗杆1脱离啮合，笼式蜗杆2末端逐渐变浅的螺旋齿槽接着将滚珠3推出导轨4，使之进入滚珠回路5。此时滚珠回路5中已储满了滚珠，进入滚珠回路这一滚珠，将滚珠回路另一端的一颗滚珠推进导轨4使之与蜗杆1和笼式蜗杆2进行啮合。这是笼式蜗杆的换珠过程。在传动装置的换珠过程中，最少要有一颗滚珠与两蜗杆保持啮合以维持传动装置的正常运转。在有限转传动的笼式蜗杆传动装置中，不必要换珠，也不需要滚珠回路。在笼式蜗杆滚珠传动装置中，蜗杆1的不断旋转运动，推动滚珠3的循环运转，滚珠3的循环运转，推动笼式蜗杆2的不断旋转运动。

在笼式蜗杆滚珠传动装置中，蜗杆的旋转方向是由两蜗杆的螺旋线的方向决定的，两蜗杆的螺旋线方向相同，则两蜗杆的旋转方向相同，两蜗杆的蜗旋线方向相反，则两蜗杆的旋转方向相反。

在图2<1>中，当蜗杆的左螺旋线1沿箭头方向往右旋转时，推动滚珠3往箭头方向沿导轨4作直线运动，滚珠3的直线运动推动笼式蜗杆的左螺旋线2沿箭头方向往右旋转。这是两蜗杆螺旋线方向相同，转向也相同的运转。

在图2<2>中，当蜗杆的左螺旋线1沿箭头方向右旋转时，推动滚珠3往箭头方向沿着导轨4作直线运动，滚珠3的直线运动推动笼式蜗杆的右螺旋线2沿箭头方向往左旋转。这是两蜗杆螺旋线方向相反，旋转方向也相反的传动。

在笼式蜗杆滚珠传动装置中，导轨是螺旋线结构时，两蜗杆的旋转方向与三者的螺旋线方向及导轨与从动蜗杆的螺旋线升角有关。

当从动蜗杆与导轨的螺旋线方向相反时，或从动蜗杆与导轨的螺旋线方向相同，但从动蜗杆的螺旋升角大于导轨的螺旋线升角时，两蜗杆的旋转方向是由主动蜗杆与导轨的螺旋线方向决定的，两螺旋方向相同，则两蜗杆的旋转方向相反;两螺旋线方向相反，则两蜗杆的旋转方向相同。