[发明专利]非常态双蜗杆传动减速机

说明书

本发明为非常态双蜗杆传动减速机，适用于机械传动领域，作高效率传输减速器用，可分别设计成不可逆传动和可逆传动两种形式。

目前机械传动领域中广泛使用的、传输效率较高的标准渐开线圆柱齿轮无自锁性能，而具有自锁性能的蜗杆蜗轮传动效率却又很低。

本发明的目的是设计一种既具有普通标准齿轮传动的高效率，同时，又能根据需要设计成具有自锁或不自锁特性的新颖的非常态渐开线传动机构。

非常态双蜗杆传动减速机是在对现有齿轮传动及齿轮和螺纹自锁原理进行了深入的理论分析和试验研究，并对其作了突破性的发展的基础上设计而成的。所谓非常态是指蜗杆传动付的运动学和动力学特性与普通齿轮传动不同，当其处于不可逆传动时，蜗杆付减速比与其分度圆半径之比不相等，主、从动蜗杆的螺旋升角也不等。此时，主动蜗杆可以正反方向（或单方向）带动从动蜗杆自由转动，而从动蜗杆则不能带动主动蜗杆传动（正、反向），其所以有这种传动不可逆特征是因为当主动蜗杆带动从动蜗杆时。其作用合力远离从动蜗杆摩擦圆的缘故，而反之当从动蜗杆带动主动蜗杆时，其作用合力则是通过主动蜗杆摩擦圆，故处于自锁状态，在此情况下，若将主从动蜗杆的螺旋升角设计在螺纹自锁角以下，则主动蜗杆只能单方向带动从动蜗杆传动。当蜗杆传动付处于传动可逆状态时，蜗杆付减速比与其分度圆半径之比相等。主从动蜗杆螺旋升角也相等，此时，主动蜗杆既可带动从动蜗杆转动，从动蜗杆也能带动主动蜗杆转动，其所以有这种传动可逆特征，是因为为主、从动蜗杆互为作用时，其作用合力均不通过蜗杆摩擦圆的缘故。这种传动器件，在设计的额定负荷内，比普通圆柱齿轮的传动效率要高，利用本传动器件可以设计成不同级数不同传动比不同功率大小的各种类型减速机，并可与普通齿轮传动减速机构组合使用。

非常态双蜗杆传动减速机是采取以下方案实现的：主要有减速机箱体，箱体上依次安装有输入轴、中间轴、输出轴，轴两端均装有轴承，安装在箱体的轴承座上，中间轴可根据所需传动比设计成多级，输入轴上安装有两个第一级传动主动蜗杆，一个为主动左旋蜗杆，另一个为主动右旋蜗杆。中间轴上两头各安装有一个第一级传动的从动蜗杆，其中一个为从动右旋蜗杆与第一级主动左旋蜗杆相啮合，另一个为从动左旋蜗杆与第一级主动右旋蜗杆相啮合。中间轴中部安装有第二级传动的两个主动蜗杆，其中一个为左旋蜗杆，另一个为右旋蜗杆。输出轴上安装有第二级传动的从动蜗杆两个，一个为右旋从动蜗杆与中间轴上的第二级传动的主动左旋蜗杆相啮合，另一个为左旋从动蜗杆与中间轴上第二级传动的主动右旋蜗杆相啮合。中间轴及传动蜗杆可以根据要求传动比设计成多级。由于传动轴上装的蜗杆设计为左、右一对蜗杆减少了轴向推力，因而轴两端装的轴承为普通轴承，传动蜗杆根据传动比要求及传输功率设计为单头或多头蜗杆。本减速机具有如下特点：

1、本减速机设计为不可逆传动时，蜗杆传动比与其分度圆半径之比不等，即主、从动蜗杆的螺旋升角不等;

2、本减速机设计为传动不可逆时，输入轴可以正、反向或单方向带动输出轴转动，而输出轴则不能带动输入轴转动，即处于自锁状态;

3、本减速机设计为传动可逆时，蜗杆传动比等于其分度圆半径之比，即主从动蜗杆的螺旋升角相等;

4、本减速机设计为传动可逆时，输入轴既可带动输出轴转动，输出轴亦能带动输入轴转动;

5、本减速机的双蜗杆啮合过程与普通齿轮啮合过程相比较，接触齿啮合成可以设计在节点一边啮合，故能耗小，效率高;

6、本减速机采用左、右旋双蜗杆传动，故啮合齿接触线长度不受齿轮重迭系数限制。这样在实现传动系统等强度设计时，本减速机可以设计得比较小巧，从而达到传递相同功率的情况下，其重量比普通减速机要轻，体积要小。

7、本减速机采用的双蜗杆传动，不存在根切现象，且蜗杆的最小头数可为1，而普通齿轮减速机的最小齿数受根切现象的限制，最少齿数为17，因而在实现同一传动比的情况下，本减速机与普通减速机相比结构轻巧;

8、本减速机蜗杆啮合齿数远大于一般齿轮，故传动平稳，无冲击，噪音小;

9、本减速机所用蜗杆其加工方法与普通齿轮完全不同，普通齿轮要用造价较高的齿轮机床进行加工，而本减速机的蜗杆只要用普通车床或铣床即可加工，生产效率高，加工方便，利于保证精度;

10、本减速机蜗杆传动设计成双旋向，改善了传动系统的力学性能，使轴向力相互抵消，简化了轴承结构;