[发明专利]螺杆减速机

说明书

本发明为螺杆减速机，属机械传动领域，它由高速组、低速组和机座构成。用以改变机械力的大小，方向和速度。

本发明的外形与园柱齿轮减速机相同，结构也相似，不同之特征在于啮合副是螺杆和斜齿摆线齿轮。

公知的摆线齿轮减速机有多种，但都是正齿内啮合传动，其中应用较广的是摆线针轮减速机(JB2982-81)，优点：传动比大，体积小，效率较高，但是，另件多，结构复杂，传动链长，输出机构悬臂受力，成本也高。发明专利曲杆摆线齿轮传动系统(专利号90105784.3)，承载力强，体积小，传比大，噪音低，经过试制22KW传比16的曲杆减速机，其体积和重量，分别只有园柱齿轮减速机ZL50的1/3和1/2。实测噪音，其中一台仅30分贝。但是，由于曲杆由3-5段园柱体均布在主轴线周围，分度要求非常精确；同时，摆线齿轮也由3-5片齿轮错开一定角度组合而成，分度要求同样非常精确；否则将造成角速度不均匀，甚至噪音超标。所以，加工难度大，成品率低，成本偏高。

本发明正是总结曲杆减速机的经验和教训之后，针对性地提出一种能保留其优点，克服其缺点，使另件更少，加工容易，成本降低，高精度，高效率的螺杆减速机。

本发明的目的，可以通过以下措施来达到：将3-5段园柱体构成的曲杆，改进为有一圈螺旋的螺杆；将3-5片齿轮相错叠合的正齿摆线齿轮，改进为一个整体的斜齿摆线齿轮；构成由曲螺杆和斜齿摆线齿轮为啮合副构成的外啮合减速机——螺杆减速机。

螺杆减速机，由高速组(G)，低速组(D)和机座(J)构成。高速组(G)由螺杆(1)和轴承(2)组成。低速组(D)由斜齿轮(3)，轴承(4)，低速轴(5)，键(6)，垫圈(7)组成。机座(J)为静件，由壳体和螺栓组成。其中，关键零件是啮合副——螺杆(1)和斜齿轮(3)。

螺杆(1)的两端同心，两端的轴颈安装两个轴承(2)，成筒支受力状态。两轴颈之间，参与啮合的部位，是一个螺旋升角很大，而中径很小的螺旋体，其任何横截面，都是一个园，园半径r₂称为螺杆半径。螺旋中径园半径即是摆线齿轮的短幅半径r₂。

斜齿轮(3)用键(6)在低速轴(5)上切向定位，以传递扭矩，两端的轴颈上安装两个轴承(4)，垫圈(7)的作用是使斜齿轮轴向定位。

同一斜齿轮的任何横截面，均为同一短幅外摆线等距曲线。其参量方程式：

X＝(R+r)Cos-r₁Cos(i+1)-r₂Cos[-arctan(K)]

Y＝(R+r)Sin-r₁Sin(i+1)-r₂Sin[-arctan(K)]式中：

R——基园半径

r——滚园半径

r₁——短幅半径(即螺杆的螺旋中径园半径)

r₂——螺杆半径

——基园转角，函数自变量

i——传动比，一般i＝3，4……30(整数)。螺杆的螺旋角 α = arctan ( P 2 π r 2 ) ]]>

斜齿轮的螺旋角β＝90°-α

为使啮合副相互滚动，减少滑移，使齿轮每齿弧线长度，尽量等于或接近螺杆的周长2πr₂，为此，一般取r₂≈2r₁≈1.5r。

为使啮合度ε≥1.1，螺杆的工作长度应大于一个螺距，即b₁≥1.1P。斜齿轮的齿宽b₂与之相近，由接触强度计算决定。 

螺杆和斜齿轮可在同一专用工装或同一台专用机床上加工，因为参数相同而能消除某些误差。

螺杆减速机工作时，产生较小的轴向力，由轴承承受。单级传动比3～30为宜，双级传动比25～900，甚至更大。

图1是螺杆减速机主视图。

图2是螺杆减速机俯视图(机座J未画出)。

图3是螺杆主视图。

图4是螺杆A-A剖视图。