无侧隙阶梯滚柱包络环面蜗杆传动.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112032258A(43)申请公布日2020.12.04(21)申请号202010723315.4(22)申请日2020.07.24(71)申请人重庆大学地址400044重庆市沙坪坝区正街174号(72)发明人陆彬彬陈永洪陈兵奎罗文军叶欣馨(74)专利代理机构成都瑞创华盛知识产权代理事务所(特殊普通合伙)51270代理人邓瑞辜强(51)Int.Cl.F16H1/12(2006.01)F16H57/12(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称无侧隙阶梯滚柱包络环面蜗杆传动(57)摘要本发明公开了无侧隙阶梯滚柱包络环面蜗杆传动，属于机械传动领域，包括阶梯滚柱、齿坯、芯轴和蜗轮体，阶梯滚柱由直径不同的上端滚子和下端滚子安装在同一芯轴上形成，阶梯滚柱共设置有多个，多个阶梯滚柱绕齿坯均匀分布形成阶梯滚柱蜗轮，多个阶梯滚柱的柱面按啮合运动关系包络形成环面蜗杆齿面，芯轴的一端与蜗轮体螺纹连接，下端滚子包括第一滚针和第一外圈，且第一外圈套设于第一滚针的外壁上，上端滚子包括第二滚针和第二外圈，且第二外圈套设与第一滚针的外壁上。该发明具有传动效率高、承载能力强、传动精度高、零回差、低噪声等优点，适用于机床分度台及自动化生产线等精密传动领域。CN112032258ACN112032258A权利要求书1/1页1.无侧隙阶梯滚柱包络环面蜗杆传动，包括阶梯滚柱、齿坯、芯轴和蜗轮体，其特征在于：所述阶梯滚柱由直径不同的上端滚子和下端滚子安装在同一芯轴上形成，所述阶梯滚柱共设置有多个，多个所述阶梯滚柱绕齿坯均匀分布形成阶梯滚柱蜗轮，多个所述阶梯滚柱的柱面按啮合运动关系包络形成环面蜗杆齿面，所述芯轴的一端与蜗轮体螺纹连接，所述下端滚子包括第一滚针和第一外圈，且第一外圈套设于第一滚针的外壁上，所述上端滚子包括第二滚针和第二外圈，且第二外圈套设与第一滚针的外壁上。2.根据权利要求1所述的无侧隙阶梯滚柱包络环面蜗杆传动，其特征在于：所述上端滚子的直径小于下端滚子的直径。3.根据权利要求1所述的无侧隙阶梯滚柱包络环面蜗杆传动，其特征在于：所述阶梯滚柱通过芯轴固定安装于蜗轮体上。4.根据权利要求1所述的无侧隙阶梯滚柱包络环面蜗杆传动，其特征在于：所述芯轴的外壁上套设有垫片，且垫片位于上端滚子和下端滚子之间。5.根据权利要求1所述的无侧隙阶梯滚柱包络环面蜗杆传动，其特征在于：所述环面蜗杆齿面两侧阶梯齿面均全齿面整体修形。6.根据权利要求1所述的无侧隙阶梯滚柱包络环面蜗杆传动，其特征在于：所述环面蜗杆齿面的上台阶面过盈修形，所述环面蜗杆齿面的相应下台阶面间隙修形，且环面蜗杆齿面的另一侧反向过盈修形。7.根据权利要求1所述的无侧隙阶梯滚柱包络环面蜗杆传动，其特征在于：所述上端滚子和下端滚子的表面与环面蜗杆齿面均采用高硬度材料热处理。2CN112032258A说明书1/3页无侧隙阶梯滚柱包络环面蜗杆传动技术领域[0001]本发明属于机械传动领域，尤其是属于无侧隙阶梯滚柱包络环面蜗杆传动。背景技术[0002]蜗杆传动属于交错轴传动，具有结构紧凑、传动平稳、反向自锁、噪音低及运动误差小等特点，而广泛应用于航空航天、船舶航海、矿山冶金、轨道交通、国防武器等领域。其中，精密蜗杆传动因其高精度、低回差及误差均化效应等优点，广泛应用于机床分度、仪器仪表及自动化生产线等领域。目前的精密蜗杆传动主要有以下六种：1)双导程圆柱蜗杆传动，其蜗杆为两侧齿面模数大小不等的圆柱蜗杆，齿厚沿其轴线逐渐变化，蜗轮由相应的复合模数滚刀加工而成。调整蜗杆的轴向位置，可调整传动副的齿侧间隙或补偿轮齿的磨损量。但该传动存在同时啮合的齿对数极小、承载能力低、易磨损、精度寿命短等不足。[0003]2)威氏蜗杆传动，其蜗杆齿面是以正平面为母面按蜗轮与蜗杆的啮合关系作展成运动形成的包络面，将平面蜗轮沿齿宽中央平面剖分，通过相对于蜗轮周向转动两半个蜗轮，便可以达到调整或补偿齿侧间隙的目的，适用于精密蜗杆传动。但该传动存在齿面易根切、蜗轮结构刚性差、承载能力低等不足。[0004]3)OTT分段式圆柱蜗杆传动及Cone分段式环面蜗杆传动，其蜗杆由半截蜗杆轴和半截空心蜗杆组成的，蜗轮齿面进行合理的修形，使其能够适应蜗杆的剖分式设计，通过旋转空心蜗杆，使得两截蜗杆的工作面与蜗轮齿发生接触，设置好齿侧间隙，用涨紧套将两截蜗杆固联。该传动存在啮合齿数少、蜗杆结构刚性差、承载能力低等不足。[0005]4)侧隙可调式变齿厚齿轮包络环面蜗杆传动，其蜗轮轮齿的两侧齿平面倾角不等，轮齿沿轴向呈楔形，蜗杆齿面为以变齿厚齿轮齿面为母面的包络面，通过轴向移位变齿厚齿轮，可以实现全部齿侧间隙的合理调整。但该传动存在无法精确进行侧隙调整和磨损补偿等不足