CN110259915A - 一种可消除传动间隙的变速装置及其间隙消除方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可消除传动间隙的变速装置及其间隙消除方法，所述变速装置至少包括箱体内设置的彼此轴线异面的蜗杆和蜗轮，所述蜗轮沿其周向间隔的排设有可拆卸的且能够与所述蜗杆的蜗道相互接合的蜗齿，所述蜗轮包括至少两个彼此在轴向上贴合的圆盘，至少两个圆盘的径向外侧各自设置有沿周向间隔排布的滚动体，在所述蜗杆和/或蜗轮绕其轴线转动的情况下，任一瞬间的所述蜗道与由至少两个圆盘的轴向上彼此相邻的且具有夹角的滚动体限定的所述蜗齿接合，所述蜗齿位于所述蜗杆轴线两侧的所述滚动体以可调节所述夹角的方式始终与所述蜗道的两侧齿面线接触且所述滚动体两两间的轴心连线非垂直地与所述蜗杆的轴线相交的方式分别自转。

Description

一种可消除传动间隙的变速装置及其间隙消除方法

技术领域

本发明涉及机械传动技术领域，涉及一种变速装置，尤其涉及一种可消除传动间隙的变速装置及其间隙消除方法。

背景技术

蜗杆传动用于两轴交错、传动比大、传递功率不太大或间歇工作的场合，由于具有传动平稳、噪音小、冲击载荷小，且具有自锁性等优点，作为机械传动中的一种重要传动方式常应用于变速装置中。然而，普通蜗杆传动为了在啮合齿廓之间形成润滑油膜，避免因轮齿摩檫发热膨胀而卡死，其共轭齿的两个非工作齿廓之间必须留有间隙，此间隙称为齿侧间隙，简称侧隙。为保证蜗杆副正常的啮合和传动此侧隙通常用以储藏润滑油并用来补偿传动所产生的热变性、弹性变形、制造和安装误差等。但是，在需要正反转的传动中，齿侧间隙的存在会产生齿间冲击，同时影响齿轮传动的平稳性。

而且，普通蜗杆传动在传动过程中容易发生磨损，其原因在于传动副在共轭齿面处相对运动速度总大于蜗杆圆周速度或蜗轮圆周速度，因此在任何位置接触点的相对速度都不会为零且始终处于滑动摩擦状态，即啮合齿轮间有较大的相对滑动速度，从而会导致齿面的磨损、发热和能量的消耗，这就使得普通蜗杆传动的摩擦损耗功率大，传动效率低，齿面磨损快，精度寿命低。而且磨损后，导致蜗轮蜗杆的齿面间存在间隙或间隙增大，影响传动精度和传动稳定性，严重时会引起传动失效。

由此可见，上述缺点使得普通蜗杆很难满足现代工业中高精度、高效率传动的要求。普通蜗杆传动中的啮合侧隙必然会带来冲击、振动、噪声、降低***随动精度和稳定性问题，尤其是在需要频繁正反转的蜗杆传动变速装置中，啮合间隙的存在将会引起较大的累计误差，严重影响整个装置的传动精度、位置精度和动态响应特性。

因此，现有技术对蜗杆传动中的间隙以及滑动摩擦问题提出了大量的改进方法和结构，例如，公开号为CN109764113A的中国专利文献公开了一种可调隙的回转减速器。传统回转减速器存在制造装配过程中的误差，磨损后蜗轮蜗杆齿间存在间隙。本发明包括基座、角接触轴承、蜗杆轴、渐变位斜齿蜗轮、钢球、钢球堵头、堵头柱销、钢球内轴、蜗杆轴调节螺钉和轴承金属套；渐变位斜齿蜗轮的变位系数沿轴向逐渐变化；蜗杆轴可以通过蜗杆轴调节螺钉调节实现沿蜗杆轴径向调整。本发明不仅降低了蜗轮蜗杆回转减速器的安装难度，还可通过调节达到理想的啮合间隙，提高装配质量；并且能在回转减速器磨损后通过调整啮合间隙的方式保持较高精度正常运行，极大地延长了回转减速器的保精度寿命，能大大推进回转减速器推广使用。该专利公开的可调间隙的回转减速器，是通过调整蜗杆的轴向位置来调整传动的齿侧间隙以补偿轮齿磨损的减薄量，但是，加工蜗轮时需要模数滚刀铲磨以及精密制造困难，而且在蜗轮与蜗杆啮合传动时，同时接触的齿数少，承载能力低，易磨损，精度寿命短，精密制造成本高，难以满足高速精密传动或重载精密传动的要求。

例如，公开号为CN208665301U的中国专利文献公开了一种新型电动转向***间隙补偿机构，电动转向***包括壳体及相互啮合的蜗轮和蜗杆，蜗杆的上端由电机带动转动，间隙补偿机构包括固套在蜗杆上端端部的调心轴承，设置在蜗杆下端端部的间隙补偿组件；间隙补偿组件包括偏心体和轴承，轴承固套在蜗轮上，偏心体固套在轴承上，在偏心体外圆周上开设有凹槽，通过凹槽在偏心体上套有O型圈，间隙补偿组件位于壳体上设置的容置槽内，O型圈与容置槽的内壁贴合，偏心体内圆周的圆心比偏心体外圆周的圆心靠近蜗轮。偏心体给蜗杆下端一个偏向蜗轮啮合位置的径向力，此径向力可将蜗杆推向啮合点位置，进而消除蜗轮蜗杆间隙；O型圈与壳体柔性连接，将完全消除此处碰撞产生的异响。但是，该专利提供的间隙补偿装置同样是通过调整蜗杆的轴向位置来补偿传动的齿侧间隙的径向力要求高，当径向力较小时无法将蜗杆推向啮合点位置，当径向力较大时，会增加蜗杆的蜗道与蜗轮的蜗齿的齿间磨损，而且在多个蜗轮的蜗齿与蜗杆的蜗道啮合时，每个蜗齿的齿间间隙可能是不同的，调整蜗杆的轴向位置可能会导致其他的蜗齿与蜗道间存在间隙，难以满足精密传动的要求。

例如，公开号为CN208634321U的中国专利文献公开了一种精密蜗轮蜗杆副消隙装置，包括两个半蜗轮通过楔块上的螺纹孔和内六角螺钉轴向连接，顶块上安装有压簧与楔块孔定位。安装时调整螺钉进给使得楔块沿着蜗轮上的楔口轴向位移，同时会使压簧受到挤压产生沿着弹簧轴向的弹性力，带动蜗轮转动一定角度，使两片蜗轮的齿面分别与蜗杆受力接触，从而消除精密蜗轮蜗杆副中的传动间隙。该实用新型采用的结构空间利用率极高、结构简单、成本低，容易实现。但是，该专利提供的消隙装置由于采用错位消隙的缘故，两个半蜗轮上的蜗齿分别与蜗杆左右两齿面同时接触，由于蜗杆传动齿面间的相对滑动速度较大，故导致齿面间容易损耗，传动效率较低。

例如，公开号为CN108799477A的中国专利文献公开了一种蜗轮蜗杆啮合间隙的调整机构、减速机构及汽车，其中，蜗轮蜗杆啮合间隙的调整机构包括：外圈；开环的内圈，与所述内圈在径向上存在间隙，所述内圈的外表面与所述外圈的内表面固定连接，所述内圈和外圈之间设有能够产生径向压紧力的弹性元件；弹性材质的第一凸起，设于所述外圈的内表面，所述第一凸起靠近所述内圈的开口处；弹性材质的第二凸起，设于所述内圈的外表面，与所述第一凸起相对且在径向上存在间隙。但是，该专利提供的蜗轮蜗杆啮合间隙调整机构，没有考虑到齿间磨损之后，蜗轮的蜗齿与蜗杆左右两侧齿面间存在的间隙无法通过改变蜗杆与蜗轮之间的相对距离来消除，从而该专利提供的装置无法消除蜗轮蜗杆在正反转的传动中，蜗齿与两侧齿面之间的冲击，影响传动中的平稳性。

例如，公开号为CN208602557U的中国专利文献公开了一种间隙可调的转向***助力装置，包括壳体、电机以及相互啮合的蜗轮和蜗杆；所述蜗杆的一端与电机的输出轴相连，另一端通过第一轴承安装在壳体内；在壳体上开有安装孔，所述第一轴承位于该安装孔内；在壳体上与蜗轮相对的一侧设有调节机构，该调节机构包括压缩弹簧和调节螺栓；所述压缩弹簧的一端抵接在第一轴承的外圈上，另一端与调节螺栓相抵接；在调节螺栓和压缩弹簧的作用下，蜗杆与蜗轮紧贴在一起。本实用新型能够通过调节轴承的位置消除蜗轮蜗杆之间的间隙，避免更换零件带来的麻烦，降低汽车的维修成本，并且消除了因蜗轮和蜗杆之间的间隙而产生的噪声，提升了使用者的驾乘舒适感。该实用新型提供的间隙可调的转向***助理装置，由于采用调整蜗杆与蜗轮的相对距离来消除蜗杆与蜗轮之间的间隙，但却没有考虑到蜗轮与蜗杆啮合时，蜗齿与蜗杆两齿面之间的间隙。

例如，公开号为CN109322979A的中国专利文献公开了一种用于消除蜗轮蜗杆传动间隙的装置。其中，该装置包括：壳体、前端盖、浮动蜗杆组件、小锥齿轮、蜗轮、调整垫圈、弹簧、小盖，其中：小锥齿轮用于将电动机的动力传递给浮动蜗杆组件中的锥齿轮；锥齿轮通过平键与蜗杆相连，并通过蜗杆将动力传递给蜗轮；蜗轮通过轴承安装在处于同一轴向线上的壳体轴承室和前端盖的轴承室内，且壳体下部有一个圆形孔与空腔相通；弹簧装在小盖的圆孔中，通过圆形孔顶在浮动蜗杆组件上，并通过调整垫圈的数量来保证弹簧有一定的预紧力，使得浮动蜗杆组件中的蜗杆与蜗轮的齿形面紧紧贴合。本发明实施例可以减少并消除蜗轮蜗杆传动的回程误差，提高蜗轮输出精度，满足航空旋转作动器的精密输出要求。但是，该专利提供的装置通过采用浮动的蜗杆，即同样采用调整蜗杆的轴向位置来实现间隙的消除，采用该种方法消除间隙承载能力弱，齿面间容易发生相对滑动摩擦而磨损，精度寿命短，并且精密制造困难。

例如，公开号为CN109163084A的中国专利文献公开了一种自动消隙蜗轮蜗杆结构及其加工方法与消隙方法，包括蜗轮和蜗杆，所述蜗轮与蜗杆相互配合；所述蜗杆包括蜗杆轴、蜗杆套、弹簧、压紧螺母和锁紧螺母；所述蜗杆轴与蜗杆套通过花键联接，所述蜗杆轴与蜗杆套的一端通过所述压紧螺母和锁紧螺母固定。但是，该专利提供的自动消隙蜗轮蜗杆结构以及消隙方法，其本质是利用弹簧改变蜗杆的轴向位置，基于弹簧的弹力使得蜗轮的蜗齿与两侧齿面始终保持接触，增加了蜗齿与蜗杆两侧齿面间的压力，从而增大了蜗齿与两侧齿面间的相对滑动摩擦，进而造成齿面的磨损增加，减少了装置的精度寿命。

例如，公开号为CN101598212B的中国专利文献公开了一种自动消除齿侧间隙机构，包括滑块、摆块、弹簧、弹簧座及分别设置在同轴线错位安装的固定齿轮和活动齿轮轮辐上的承载面上I和承载面II；滑块底面与设置在固定齿轮轮辐上的承载面I形成移动副；摆块的基座地面与滑块顶面(斜面)形成移动副；摆块的摆头部分位于活动齿轮轮辐上的圆弧形凹槽中，与承载面II形成转动副；弹簧座安装在固定齿轮的轮辐上，其中心线平行于设置在固定齿轮轮辐上承载面I，弹簧的一端安装在弹簧座上，其另一端与滑块的侧面接触。此种自动先出齿侧间隙机构不仅承载能力大、可靠性高，而且结构简单、便于加工制造。但是，该专利提供的自动消除齿侧间隙机构，没有采用滚动的蜗齿与蜗杆两侧的齿面接触，从而该蜗齿与蜗杆两侧齿面为相对滑动摩擦，齿面损耗大，精度寿命低；而且由于传动元件多、体积大、结构复杂导致很难适用于要求传动精度高、承载能力大、机构紧凑的伺服驱动***的传动装置，而有的传动因啮合效率低，齿面磨损所产生的侧隙不能自动消除，无法真正实现零间隙传动。

综上，针对现有技术不足，需要一种传动间隙为零，齿面磨损缓慢，最好是一种能自动消除由齿面磨损产生的齿侧间隙的新型蜗杆传动变速装置。

此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于发明人做出本发明时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本发明不具备这些现有技术的特征，相反本发明已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。

发明内容

针对现有消除齿侧间隙结构由于传动元件多、体积大、结构复杂导致很难适用于要求传动精度高、承载能力大、机构紧凑的伺服驱动***的传动装置的不足，本发明提供了一种可消除传动间隙的变速装置，在变速装置传动的过程中，通过至少由两个滚动体限定的蜗齿分别与蜗道的两侧齿面始终至少在局部齿面保持线接触，从而通过两个滚动体与蜗道两侧齿面的抵靠来避免出现齿侧间隙，从而可以消除传动过程中的回程误差，避免产生齿间冲击，提高传动的平稳性，并且通过滚动体的自转将滑动摩擦转变为相对滚动摩擦，减少齿面的磨损，提高精度寿命。

一种可消除传动间隙的变速装置，至少包括箱体内设置的彼此轴线异面的蜗杆和蜗轮。所述蜗轮沿其周向间隔的排设有可拆卸的且能够与所述蜗杆的蜗道相互接合的蜗齿。所述蜗轮包括至少两个彼此在轴向上贴合的圆盘，至少两个圆盘的径向外侧各自设置有沿周向间隔排布的滚动体，在所述蜗杆和/或蜗轮绕其轴线转动的情况下，任一瞬间的所述蜗道与由至少两个圆盘的轴向上彼此相邻的且具有夹角的滚动体限定的所述蜗齿接合。所述蜗齿位于所述蜗杆轴线两侧的所述滚动体以可调节所述夹角的方式始终与所述蜗道的两侧齿面线接触且所述滚动体两两间的轴心连线非垂直地与所述蜗杆的轴线相交的方式分别自转。所述夹角形成在不同圆盘上的两个周向相邻滚动体的轴线之间。

根据一个优选实施方式，所述蜗齿至少包括沿所述蜗轮轴向间隔排列的第一滚动体以及第二滚动体。在所述蜗轮绕其轴线沿第一方向或第二方向转动的情况下，至少一个蜗齿与所述蜗道接合使得所述第一滚动体以及所述第二滚动体分别与所述蜗道的两侧齿面线接触且所述第一滚动体与所述第二滚动体的轴心连线保持长度不变以使得所述蜗齿与所述蜗道形成相对滚动摩擦的方式实现蜗轮与所述蜗杆的无间隙传动。

根据一个优选实施方式，在所述蜗杆绕自身轴线转动且至少两个所述蜗齿与所述蜗道接合的情况下，通过限定所述蜗齿的第一滚动体与所述蜗道的第一齿面接触而向所述第一滚动体施加第一切向力和第一径向力。通过限定所述蜗齿的第二滚动体与所述蜗道的第二齿面接触而向所述第二滚动体施加与所述第一切向力方向相同的第二切向力和与所述第一径向力相反的第二径向力。所述第一切向力通过所述第一滚动体与所述第一齿面之间的滚动摩擦而带动所述第一滚动体绕其轴线转动。所述第二切向力通过所述第二滚动体与所述第二齿面之间的滚动摩擦而带动所述第二滚动体绕其轴线转动。所述蜗轮通过所述第一滚动体传递的所述第一径向力以及通过所述第二滚动体传递的第二径向力而绕其轴线转动。

根据一个优选实施方式，在所述蜗杆绕自身轴线转动且所述第一径向力大于所述第二径向力的情况下，所述蜗齿通过方向相反的所述第一径向力和所述第二径向力驱动所述蜗轮沿所述第一径向力的方向绕所述蜗轮的轴线转动。所述第一滚动体通过大于所述第二切向力的第一切向力以大于所述所述第二滚动自转的角速度的方式绕其轴线转动。

根据一个优选实施方式，在所述蜗杆绕自身轴线转动且所述第一径向力小于所述第二径向力的情况下，所述蜗齿通过方向相反的所述第一径向力和所述第二径向力驱动所述蜗轮沿所述第二径向力的方向绕所述蜗轮的轴线转动。所述第一滚动体通过小于所述第二切向力的第一切向力以小于所述第二滚动自转的角速度的方式绕其轴线转动。

一种变速装置，至少包括箱体内设置的彼此轴线异面的蜗杆和蜗轮。所述蜗轮沿其周向间隔的排设有可拆卸的且能够与所述蜗杆的蜗道相互接合的蜗齿。在所述蜗杆和/或蜗轮绕其轴线转动的情况下，任一瞬间的所述蜗道与由至少两个滚动体限定的所述蜗齿接合。所述蜗齿分别与所述蜗道两侧齿面彼此至少保持局部线接触的所述滚动体以始终彼此转动方向相反的方式绕各自轴线转动。

根据一个优选实施方式，所述蜗齿至少包括沿所述蜗轮轴向间隔排列的第一滚动体以及第二滚动体。在所述蜗轮绕其轴线沿第一方向或第二方向转动的情况下，至少一个蜗齿与所述蜗道接合使得所述第一滚动体以及所述第二滚动体分别与所述蜗道的两侧齿面线接触且所述第一滚动体与所述第二滚动体的轴心连线保持长度不变以使得所述蜗齿与所述蜗道形成相对滚动摩擦的方式实现蜗轮与所述蜗杆的无间隙传动。

根据一个优选实施方式，在所述蜗杆绕自身轴线转动且至少两个所述蜗齿与所述蜗道接合的情况下，通过限定所述蜗齿的第一滚动体与所述蜗道的第一齿面接触而向所述第一滚动体施加第一切向力和第一径向力。通过限定所述蜗齿的第二滚动体与所述蜗道的第二齿面接触而向所述第二滚动体施加与所述第一切向力方向相同的第二切向力和与所述第一径向力相反的第二径向力。所述第一切向力通过所述第一滚动体与所述第一齿面之间的滚动摩擦而带动所述第一滚动体绕其轴线转动。所述第二切向力通过所述第二滚动体与所述第二齿面之间的滚动摩擦而带动所述第二滚动体绕其轴线转动。所述蜗轮通过所述第一滚动体传递的所述第一径向力以及通过所述第二滚动体传递的第二径向力而绕其轴线转动。

根据一个优选实施方式，在所述蜗杆绕自身轴线转动且所述第一径向力大于所述第二径向力的情况下，所述蜗齿通过方向相反的所述第一径向力和所述第二径向力驱动所述蜗轮沿所述第一径向力的方向绕所述蜗轮的轴线转动。所述第一滚动体通过大于所述第二切向力的第一切向力以大于所述所述第二滚动自转的角速度的方式绕其轴线转动。

一种间隙消除方法，所述方法包括上述优选实施方式之一所述的变速装置消除蜗齿与蜗道之间的间隙。

本发明的有益技术效果包括以下一项或多项：

1、相比现有技术的无间隙传动结构，本发明通过在蜗轮的轴线和周线彼此错开的至少两个滚动体限定的蜗齿，在传动的过程中，蜗道的两侧齿面均至少有一个滚动体抵靠，从而能够无齿侧间隙传动，消除回程误差，并且能够在蜗轮转动方向切换的瞬间避免齿侧间隙带来的冲击，减小齿间的磨损；

2、本发明提供的变速装置通过两个轴向上贴合且彼此相对可转动的圆盘，利用弹性体的弹力，迫使蜗齿的至少两个滚动体始终与蜗道两侧的齿面贴合，即在由磨损或者其他冲击使得蜗齿与蜗道存在齿侧间隙的情况下，也能够由弹性体改变蜗齿的两个滚动体间的夹角，从而使得蜗齿与蜗道在传动的过程中始终处于双向零间隙的状态，从而始终保证变速装置为无间隙传动；

3、在变速装置传动的过程中，可能会出现瞬间的刚性冲击，导致齿间间隙出现，或者对蜗齿产生冲击，导致蜗齿磨损，而本发明的蜗齿是由两个可改变夹角的滚动体构成，在冲击的瞬间，滚动体承受的冲击由弹性体吸收，并缓慢释放，减少了冲击对滚动体带来的损伤，提高了精度寿命。

4、本发明提供的变速装置能够在保持无间隙传动的同时，通过利用两个半蜗轮在轴向上通过若干个椭圆形的螺孔，利用螺栓联接两个半蜗轮，从而通过螺栓之间的摩擦来调整蜗齿的两个滚动体之间的位置来达到自动消除间隙的功能，从而在无间隙传动的同时，实现自动消除齿侧间隙的功能；

5、本发明提供的变速装置，通过螺栓之间的摩擦调整蜗齿中两个滚动体与蜗道齿面之间的间隙，结构简单、紧凑，并且两个半蜗轮之间的运动副为低副，因此加工制造方便、成本低；

6、本发明提供的变速装置在传动的过程中，由于两个滚动体与蜗道两侧齿面始终保持线接触，从而将齿面间的相对滑动摩擦转换为相对滚动摩擦，不仅能够进一步地减少齿间磨损，而且能减少因齿面磨损带来的齿侧间隙问题，提高传动的平稳性和传动效率，并增加精度寿命。

7、本发明提供的变速装置，由于无间隙传动和相对滚动摩擦，因此能够大幅度的减少冲击和磨损，因此本发明的滚动体不必采用有色金属制造，降低制作成本，而且采用滚动体采用较软的材料制作，能够有效避免对蜗杆蜗道带来的磨损，增加蜗杆的使用寿命。

附图说明

图1是本发明的一个优选实施方式的结构示意图；

图2是本发明的一个优选实施方式中的蜗轮的结构示意图；

图3是本发明的一个优选实施方式中蜗齿与蜗道啮合的结构示意；

图4是本发明的一个优选滚动体的接触线示意图；

图5是本发明的另一个优选滚动体的接触线示意图；和

图6是本发明的另一个优选滚定体的接触线示意图。

附图标记列表

1：箱体 2：蜗杆

3：蜗轮 4：蜗道

5：蜗齿 6：滚动体

7：螺孔 61：第一滚动体

62：第二滚动体 2a：蜗杆轴线

F1：第一切向力 F2：第二切向力

F3：第一径向力 F4:第二径向力

4a：第一齿面 4b：第二齿面

8：接触线 9：滚动体轴心连线

3a：蜗轮轴线 3b：蜗轮周线

α：夹角

具体实施方式

下面结合附图进行详细说明。

实施例1

本实施例公开了一种变速装置，也可以是一种可消除传动间隙的变速装置，该装置可以由本发明的装置和/或其他可替代的零部件实现。比如，通过使用本发明的装置中的各个零部件实现本发明的装置。在不造成冲突或者矛盾的情况下，其他实施例的优选实施方式的整体和/或部分内容可以作为本实施例的补充。

根据一种优选实施方式，一种可消除传动间隙的变速装置，至少包括箱体1内设置的彼此轴线异面的蜗杆2和蜗轮3。优选地，如图1所示，箱体1至少设置有两个开口，一个开口位于蜗杆1轴向的一端，用于伺服驱动等装置与蜗杆1连接。蜗轮2在其轴向的一端同样设置有开口，该开口用于与联轴器连接。优选地，轴线异面是指蜗轮轴线3a与蜗杆轴线2a彼此为异面直线，蜗杆轴线2a以及蜗轮轴线3a不在同一面上，两者即不相交又不平行。优选地，蜗杆轴线2a以及蜗轮轴线3a彼此正交。通过该设置方式，能够减少蜗齿5与蜗道4之间的摩擦，并具有较大的传动比。

优选地，蜗杆2设置有多个蜗道4。多个蜗道4呈变径的螺旋状，如图1和图3所示。在蜗杆2轴向中间位置的蜗道4的半径最小。通过该设置方式，优化蜗齿5的尺寸，能够增加蜗齿5与蜗道4接合的个数，增加蜗轮蜗杆传动副的承载能力，即使承受重载或冲击载荷，也能够正常运行。优选地，蜗道4两端的截面面积相同。优选地，蜗杆2一般采用合金材料制作，例如40Cr合金钢。

优选地，蜗轮2可以是圆柱体。蜗轮2的可拆卸地连接有蜗齿5。蜗齿5可以通过与蜗轮2一体成型的齿心轴连接。例如，蜗齿5可以套设在齿心轴上。蜗齿5与齿心轴之间可以设置滚柱轴承或者滚针轴承，减少蜗齿5自转时的摩擦。优选地，蜗齿5可以与齿心轴一体成型，并以螺纹连接的方式安装在蜗轮2上。优选地，蜗轮2沿其周向间隔的排设有若干蜗齿5，如图1和图2所示。优选地，蜗齿5至少包括两个滚动体6。滚动体6沿蜗轮2的轴向和周向彼此错开，如图1和图2所示。优选地，每个蜗齿5的滚动体6彼此中心对称。优选地，构成每个蜗齿5的滚动体6可以是两个、三个或者更多个，并且分布在蜗轮轴线3b的两侧。优选地，滚动体6可以绕自身轴线转动。滚动体6自转的轴线沿蜗轮2的径向，并且其延伸线与蜗轮轴线3a垂直相交。优选地，在蜗轮3绕蜗轮轴线3a转动的情况下，蜗轮3的边缘能够形成以蜗轮3的轴心为圆心的虚拟圆形运动轨迹。蜗齿5能够沿以蜗轮3的轴心为圆心的虚拟圆轨迹运动。优选地，蜗轮3可以采用GCr15的合金钢，其弹性模量E＝206000MPa，泊松比μ＝0.3。优选地，滚动体6可以是圆柱形、锥形或者圆形，分别如图4、5和6所示。滚动体6可以铜合金制作。

优选地，在蜗杆2和/或蜗轮3绕其轴线转动的情况下，任一瞬间的蜗道4与由至少两个滚动体6限定的蜗齿5接合，如图1和图3所示。蜗齿5位于蜗杆2轴线两侧的滚动体6以始终与蜗道4的两侧齿面线接触。优选地，线接触是指：在滚动体6与蜗道4的两侧齿面彼此接触的瞬间，滚动体6与蜗道4的接触关系的至少一部分是由若干彼此邻接的连续接触点构成的空间曲线。优选地，接触关系的至少一部分是指接触关系中的60％-100％。优选地，若干彼此邻接的连续接触点构成的空间曲线是指滚动体6的滚动面与蜗道4的齿面交线，即接触线8。如图4所示，当滚动体6为圆柱形时，其与蜗道4的齿面接触线8是平行于滚动体6轴线的位于滚动体6的滚动面的直线。如图5所示，当蜗齿3为锥形时，其与蜗道4的齿面的接触线8是位于滚动体6的滚动面上的直线。优选地，如图6所示，当滚动体6为圆形时，其接触线8是一条从圆顶点到圆形边缘的空间曲线。通过该设置方式，在传动的过程中，蜗道4的两侧齿面均至少有一个滚动体6抵靠，从而能够无齿侧间隙传动，消除回程误差，并且能够在蜗轮2转动方向切换的瞬间避免齿侧间隙带来的冲击，减小齿间的磨损。由于两个滚动体6与蜗道4两侧齿面始终保持线接触，从而将齿面间的相对滑动摩擦转换为相对滚动摩擦，不仅能够进一步地减少齿间磨损，而且能减少因齿面磨损带来的齿侧间隙问题，提高传动的平稳性和传动效率，并增加精度寿命。

优选地，滚动体6两两间的轴心连线非垂直地与蜗杆2的轴线相交的方式分别自转。优选地，多个滚动体6分布在蜗杆轴线2a的两侧，并且多个滚动体6还分别与蜗道4的左右齿面接触。优选地，滚动体6两两间的轴心连线如图3所示，滚动体轴线连线9非垂直地与蜗杆轴线2a相交，通过该设置方式，能够保证在蜗齿5与蜗道4接合的任意时刻，均保持与蜗道4两侧齿面接触，避免出现齿间间隙。

优选地，蜗轮3由上圆盘和下圆盘在蜗轮3轴向上可拆卸地连接。优选地，上圆盘和下圆盘的周向均间隔排布的设置有若干个滚动体6。优选地，上圆盘和下圆盘彼此错位的连接，使得蜗轮3轴向相邻的两个滚动6彼此错位。分别在不同圆盘上的两个滚动体6构成所述蜗齿5与所述蜗道4两侧齿面线接触，而这两个滚动体6的轴线彼此间存在一夹角α，形成如图1和图2所示的蜗轮3。优选地，上圆盘和下圆盘设置有多个椭圆形的螺孔7。通过椭圆形的螺孔7便于滚动体6的错位安装。优选地，通过螺栓***螺孔7中安装上圆盘和下圆盘。通过该设置方式，可以利用螺栓之间的摩擦来调整蜗齿5的两个滚动体6之间的夹角α来达到自动消除间隙的功能，从而在无间隙传动的同时，实现自动消除齿侧间隙的功能。而且，通过螺栓之间的摩擦调整蜗齿5中两个滚动体6与蜗道4齿面之间的间隙，结构简单、紧凑，并且两个圆盘之间的运动副为低副，因此加工制造方便、成本低。

优选地，还可以在上圆盘和下圆盘之间设置弹性体，例如在两个圆盘的轴心连接处设置回转弹簧，利用弹簧的弹性作用迫使夹角α变大，从而使得蜗齿5的至少两个滚动体6始终与蜗道4两侧齿面贴合，实现双向的零间隙传动，从而始终保证变速装置为无间隙传动。而且在变速装置传动的过程中，可能会出现瞬间的刚性冲击，导致齿间间隙出现，或者对蜗齿5产生冲击，导致蜗齿5磨损，而本发明的采用弹性体迫使两个滚动体6的夹角α变大，在冲击的瞬间，滚动体6承受的冲击由弹性体吸收，并缓慢释放，减少了冲击对滚动体带来的损伤，提高了精度寿命。

通过以上设置方式，本发明提供的变速装置，由于无间隙传动和相对滚动摩擦，因此能够大幅度的减少冲击和磨损，因此本发明的滚动体6不必采用有色金属制造，降低制作成本，而且采用滚动体采用较软的材料制作，能够有效避免对蜗杆2的蜗道4带来的磨损，增加蜗杆2的使用寿命。

根据一个优选实施方式，蜗齿5至少包括沿蜗轮3轴向间隔排列的第一滚动体61以及第二滚动体62，如图3所示。在蜗轮3绕其轴线沿第一方向或第二方向转动的情况下，至少一个蜗齿5与蜗道4接合使得第一滚动体61以及第二滚动体62分别与蜗道4的两侧齿面线接触。优选地，第一方向可以是顺时针方向，第二方向可以是逆时针方向。优选地，第一滚动体61与第一齿面4a接触，第二滚动体62与第二齿面4b接触。优选地，在蜗道4齿间未出现损耗且精度保持不变的情况下，第一滚动体61与第二滚动体2的轴心连线保持长度不变。通过该设置方式，在变速装置频繁正反传动中，第一滚动体61始终与第一齿面4a保持接触，并且第二滚动62始终与第二齿面4b保持接触。而且，第一滚动体61以及第二滚动体62可以形成相对滚动摩擦的方式实现蜗轮3与蜗杆2的无间隙传动。

根据一个优选实施方式，在蜗杆2绕自身轴线转动且至少两个蜗齿5与蜗道4接合的情况下，通过限定蜗齿5的第一滚动体61与蜗道4的第一齿面4a接触而向第一滚动体61施加第一切向力F1和第一径向力F3，如图3所示。优选地，通过限定蜗齿5的第二滚动体62与蜗道4的第二齿面4b接触而向第二滚动体62施加与第一切向力F1方向相同的第二切向力F2和与第一径向力F3相反的第二径向力F4，如图3所示。第一切向力F1通过第一滚动体61与第一齿面4a之间的滚动摩擦而带动第一滚动体61绕其轴线转动。第二切向力F2通过第二滚动体62与第二齿面4b之间的滚动摩擦而带动第二滚动体62绕其轴线转动。蜗轮3通过第一滚动体61传递的第一径向力F3以及通过第二滚动体62传递的第二径向力F4而绕其轴线转动。优选地，在蜗杆2绕自身轴线转动且第一径向力F3大于第二径向力F4的情况下，蜗齿5通过方向相反的第一径向力F3和第二径向力F4驱动蜗轮3沿第一径向力F3的方向绕蜗轮3的轴线转动。第一滚动体61通过大于第二切向力F2的第一切向力F1以大于第二滚动62自转的角速度的方式绕其轴线转动。优选地，在蜗杆2绕自身轴线转动且第一径向力F3小于第二径向力F4的情况下，蜗齿5通过方向相反的第一径向力F3和第二径向力F4驱动蜗轮3沿第二径向力F4的方向绕蜗轮3的轴线转动。第一滚动体61通过小于第二切向力F2的第一切向力F1以小于第二滚动62自转的角速度的方式绕其轴线转动。优选地，通过位于蜗道4重载一侧齿面的滚动体6以较大的角速度转动，能够部分消除传动过程中的变速的冲击载荷，提高传动过程中的平稳性。

实施例2

本实施例公开了一种变速装置，该装置可以由本发明的装置和/或其他可替代的零部件实现。比如，通过使用本发明的装置中的各个零部件实现本发明的装置。在不造成冲突或者矛盾的情况下，其他实施例的优选实施方式的整体和/或部分内容可以作为本实施例的补充。

一种变速装置，优选地，如图1所示，箱体1至少设置有两个开口，一个开口位于蜗杆1轴向的一端，用于伺服驱动等装置与蜗杆1连接。蜗轮2在其轴向的一端同样设置有开口，该开口用于与联轴器连接。优选地，轴线异面是指蜗轮轴线3a与蜗杆轴线2a彼此为异面直线，蜗杆轴线2a以及蜗轮轴线3a不在同一面上，两者即不相交又不平行。优选地，蜗杆轴线2a以及蜗轮轴线3a彼此正交。通过该设置方式，能够减少蜗齿5与蜗道4之间的摩擦，并具有较大的传动比。

优选地，蜗杆2设置有多个蜗道4。多个蜗道4呈变径的螺旋状，如图1和图3所示。在蜗杆2轴向中间位置的蜗道4的半径最小。通过该设置方式，优化蜗齿5的尺寸，能够增加蜗齿5与蜗道4接合的个数，增加蜗轮蜗杆传动副的承载能力，即使承受重载或冲击载荷，也能够正常运行。优选地，蜗道4两端的截面面积相同。优选地，蜗杆2一般采用合金材料制作，例如40Cr合金钢。

优选地，蜗轮2可以是圆柱体。蜗轮2的可拆卸地连接有蜗齿5。蜗齿5可以通过与蜗轮2一体成型的齿心轴连接。例如，蜗齿5可以套设在齿心轴上。蜗齿5与齿心轴之间可以设置滚柱轴承或者滚针轴承，减少蜗齿5自转时的摩擦。优选地，蜗齿5可以与齿心轴一体成型，并以螺纹连接的方式安装在蜗轮2上。优选地，蜗轮2沿其周向间隔的排设有若干蜗齿5，如图1和图2所示。优选地，蜗齿5至少包括两个滚动体6。滚动体6沿蜗轮2的轴向和周向彼此错开，如图1和图2所示。优选地，每个蜗齿5的滚动体6彼此中心对称。优选地，构成每个蜗齿5的滚动体6可以是两个、三个或者更多个，并且分布在蜗轮轴线3b的两侧。优选地，滚动体6可以绕自身轴线转动。滚动体6自转的轴线沿蜗轮2的径向，并且其延伸线与蜗轮轴线3a垂直相交。优选地，在蜗轮3绕蜗轮轴线3a转动的情况下，蜗轮3的边缘能够形成以蜗轮3的轴心为圆心的虚拟圆形运动轨迹。蜗齿5能够沿以蜗轮3的轴心为圆心的虚拟圆轨迹运动。优选地，蜗轮3可以采用GCr15的合金钢，其弹性模量E＝206000MPa，泊松比μ＝0.3。优选地，滚动体6可以是圆柱形、锥形或者圆形，分别如图4、5和6所示。滚动体6可以铜合金制作。

优选地，在蜗杆2和/或蜗轮3绕其轴线转动的情况下，任一瞬间的蜗道4与由至少两个滚动体6限定的蜗齿5接合。如图1和图3所示。优选地，蜗齿5分别与蜗道4两侧齿面彼此至少保持局部线接触的滚动体6以始终彼此转动方向相反的方式绕各自轴线转动。优选地，局部线接触是指：在滚动体6与蜗道4的两侧齿面彼此接触的瞬间，滚动体6与蜗道4的接触关系的至少一部分是由若干彼此邻接的连续接触点构成的空间曲线。优选地，接触关系的至少一部分是指接触关系中的60％-100％。优选地，若干彼此邻接的连续接触点构成的空间曲线是指滚动体6的滚动面与蜗道4的齿面交线，即接触线8。如图4所示，当滚动体6为圆柱形时，其与蜗道4的齿面接触线8是平行于滚动体6轴线的位于滚动体6的滚动面的直线。如图5所示，当蜗齿3为锥形时，其与蜗道4的齿面的接触线8是位于滚动体6的滚动面上的直线。如图6所示，当滚动体6为圆形时，其接触线8是一条从圆顶点到圆形边缘的空间曲线。优选地，蜗齿5分别与蜗道4两侧齿面线接触的滚动体6以始终彼此转动方向相反的方式绕各自轴线转动。即，保证任意时刻，两侧齿分别对滚动体6产生相同方向的切向力，并且滚动体6至少保持相对滚动的状态与蜗道4两侧的齿面接触。通过该设置方式，在传动的过程中，蜗道4的两侧齿面均至少有一个滚动体6抵靠，从而能够无齿侧间隙传动，消除回程误差，并且能够在蜗轮2转动方向切换的瞬间避免齿侧间隙带来的冲击，减小齿间的磨损。由于两个滚动体6与蜗道4两侧齿面始终保持线接触，从而将齿面间的相对滑动摩擦转换为相对滚动摩擦，不仅能够进一步地减少齿间磨损，而且能减少因齿面磨损带来的齿侧间隙问题，提高传动的平稳性和传动效率，并增加精度寿命。

优选地，滚动体6两两间的轴心连线非垂直地与蜗杆2的轴线相交的方式分别自转。优选地，多个滚动体6分布在蜗杆轴线2a的两侧，并且多个滚动体6还分别与蜗道4的左右齿面接触。优选地，滚动体6两两间的轴心连线如图3所示，滚动体轴线连线9非垂直地与蜗杆轴线2a相交，通过该设置方式，能够保证在蜗齿5与蜗道4接合的任意时刻，均保持与蜗道4两侧齿面接触，避免出现齿间间隙。

优选地，蜗轮3由上圆盘和下圆盘在蜗轮3轴向上可拆卸地连接。优选地，上圆盘和下圆盘的周向均间隔排布的设置有若干个滚动体6。优选地，上圆盘和下圆盘彼此错位的连接，使得蜗轮3轴向相邻的两个滚动6彼此错位并形成夹角α，形成如图1和图2所示的蜗轮3。优选地，上圆盘和下圆盘设置有多个椭圆形的螺孔7。通过椭圆形的螺孔7便于滚动体6的错位安装。优选地，通过螺栓***螺孔7中安装上圆盘和下圆盘。通过该设置方式，可以利用螺栓之间的摩擦来调整蜗齿5的两个滚动体6之间的夹角α来达到自动消除间隙的功能，从而在无间隙传动的同时，实现自动消除齿侧间隙的功能。而且，通过螺栓之间的摩擦调整蜗齿5中两个滚动体6与蜗道4齿面之间的间隙，结构简单、紧凑，并且两个圆盘之间的运动副为低副，因此加工制造方便、成本低。

优选地，还可以在上圆盘和下圆盘之间设置弹性体，例如在两个圆盘的轴心连接处设置回转弹簧，利用弹簧的弹性作用迫使夹角α变大，从而使得蜗齿5的至少两个滚动体6始终与蜗道4两侧齿面贴合，实现双向的零间隙传动，从而始终保证变速装置为无间隙传动。而且在变速装置传动的过程中，可能会出现瞬间的刚性冲击，导致齿间间隙出现，或者对蜗齿5产生冲击，导致蜗齿5磨损，而本发明的采用弹性体迫使两个滚动体6的夹角α变大，在冲击的瞬间，滚动体6承受的冲击由弹性体吸收，并缓慢释放，减少了冲击对滚动体带来的损伤，提高了精度寿命。

通过以上设置方式，本发明提供的变速装置，由于无间隙传动和相对滚动摩擦，因此能够大幅度的减少冲击和磨损，因此本发明的滚动体6不必采用有色金属制造，降低制作成本，而且采用滚动体采用较软的材料制作，能够有效避免对蜗杆2的蜗道4带来的磨损，增加蜗杆2的使用寿命。

根据一个优选实施方式，蜗齿5至少包括沿蜗轮3轴向间隔排列的第一滚动体61以及第二滚动体62，如图3所示。在蜗轮3绕其轴线沿第一方向或第二方向转动的情况下，至少一个蜗齿5与蜗道4接合使得第一滚动体61以及第二滚动体62分别与蜗道4的两侧齿面线接触。优选地，第一方向可以是顺时针方向，第二方向可以是逆时针方向。优选地，第一滚动体61与第一齿面4a接触，第二滚动体62与第二齿面4b接触。优选地，在蜗道4齿间未出现损耗且精度保持不变的情况下，第一滚动体61与第二滚动体2的轴心连线保持长度不变。通过该设置方式，在变速装置频繁正反传动中，第一滚动体61始终与第一齿面4a保持接触，并且第二滚动62始终与第二齿面4b保持接触。而且，第一滚动体61以及第二滚动体62可以形成相对滚动摩擦的方式实现蜗轮3与蜗杆2的无间隙传动。

根据一个优选实施方式，在蜗杆2绕自身轴线转动且至少两个蜗齿5与蜗道4接合的情况下，通过限定蜗齿5的第一滚动体61与蜗道4的第一齿面4a接触而向第一滚动体61施加第一切向力F1和第一径向力F3，如图3所示。优选地，通过限定蜗齿5的第二滚动体62与蜗道4的第二齿面4b接触而向第二滚动体62施加与第一切向力F1方向相同的第二切向力F2和与第一径向力F3相反的第二径向力F4，如图3所示。第一切向力F1通过第一滚动体61与第一齿面4a之间的滚动摩擦而带动第一滚动体61绕其轴线转动。第二切向力F2通过第二滚动体62与第二齿面4b之间的滚动摩擦而带动第二滚动体62绕其轴线转动。蜗轮3通过第一滚动体61传递的第一径向力F3以及通过第二滚动体62传递的第二径向力F4而绕其轴线转动。优选地，在蜗杆2绕自身轴线转动且第一径向力F3大于第二径向力F4的情况下，蜗齿5通过方向相反的第一径向力F3和第二径向力F4驱动蜗轮3沿第一径向力F3的方向绕蜗轮3的轴线转动。第一滚动体61通过大于第二切向力F2的第一切向力F1以大于第二滚动62自转的角速度的方式绕其轴线转动。优选地，在蜗杆2绕自身轴线转动且第一径向力F3小于第二径向力F4的情况下，蜗齿5通过方向相反的第一径向力F3和第二径向力F4驱动蜗轮3沿第二径向力F4的方向绕蜗轮3的轴线转动。第一滚动体61通过小于第二切向力F2的第一切向力F1以小于第二滚动62自转的角速度的方式绕其轴线转动。优选地，通过位于蜗道4重载一侧齿面的滚动体6以较大的角速度转动，能够部分消除传动过程中的变速的冲击载荷，提高传动过程中的平稳性。

实施例3

本实施例是与实施例1、2和3对应的间隙消除方法，重复的内容不再赘述。

一种间隙消除方法，方法包括上述优选实施方式之一的变速装置消除蜗齿5与蜗道4之间的间隙。优选地，变速装置至少包括箱体1内设置的彼此轴线异面的蜗杆2和蜗轮3。优选地，如图1所示，箱体1至少设置有两个开口，一个开口位于蜗杆1轴向的一端，用于伺服驱动等装置与蜗杆1连接。蜗轮2在其轴向的一端同样设置有开口，该开口用于与联轴器连接。优选地，轴线异面是指蜗轮轴线3a与蜗杆轴线2a彼此为异面直线，蜗杆轴线2a以及蜗轮轴线3a不在同一面上，两者即不相交又不平行。优选地，蜗杆轴线2a以及蜗轮轴线3a彼此正交。通过该设置方式，能够减少蜗齿5与蜗道4之间的摩擦，并具有较大的传动比。

优选地，蜗杆2设置有多个蜗道4。多个蜗道4呈变径的螺旋状，如图1和图3所示。在蜗杆2轴向中间位置的蜗道4的半径最小。通过该设置方式，优化蜗齿5的尺寸，能够增加蜗齿5与蜗道4接合的个数，增加蜗轮蜗杆传动副的承载能力，即使承受重载或冲击载荷，也能够正常运行。优选地，蜗道4两端的截面面积相同。优选地，蜗杆2一般采用合金材料制作，例如40Cr合金钢。

优选地，蜗轮2可以是圆柱体。蜗轮2的可拆卸地连接有蜗齿5。蜗齿5可以通过与蜗轮2一体成型的齿心轴连接。例如，蜗齿5可以套设在齿心轴上。蜗齿5与齿心轴之间可以设置滚柱轴承或者滚针轴承，减少蜗齿5自转时的摩擦。优选地，蜗齿5可以与齿心轴一体成型，并以螺纹连接的方式安装在蜗轮2上。优选地，蜗轮2沿其周向间隔的排设有若干蜗齿5，如图1和图2所示。优选地，蜗齿5至少包括两个滚动体6。滚动体6沿蜗轮2的轴向和周向彼此错开，如图1和图2所示。优选地，每个蜗齿5的滚动体6彼此中心对称。优选地，构成每个蜗齿5的滚动体6可以是两个、三个或者更多个，并且分布在蜗轮轴线3b的两侧。优选地，滚动体6可以绕自身轴线转动。滚动体6自转的轴线沿蜗轮2的径向，并且其延伸线与蜗轮轴线3a垂直相交。优选地，在蜗轮3绕蜗轮轴线3a转动的情况下，蜗轮3的边缘能够形成以蜗轮3的轴心为圆心的虚拟圆形运动轨迹。蜗齿5能够沿以蜗轮3的轴心为圆心的虚拟圆轨迹运动。优选地，蜗轮3可以采用GCr15的合金钢，其弹性模量E＝206000MPa，泊松比μ＝0.3。优选地，滚动体6可以是圆柱形、锥形或者圆形，分别如图4、5和6所示。滚动体6可以铜合金制作。

优选地，在蜗杆2和/或蜗轮3绕其轴线转动的情况下，任一瞬间的蜗道4与由至少两个滚动体6限定的蜗齿5接合，如图1和图3所示。蜗齿5位于蜗杆2轴线两侧的滚动体6以始终与蜗道4的两侧齿面线接触。优选地，线接触是指：在滚动体6与蜗道4的两侧齿面彼此接触的瞬间，滚动体6与蜗道4的接触关系的至少一部分是由若干彼此邻接的连续接触点构成的空间曲线。优选地，接触关系的至少一部分是指接触关系中的60％-100％。优选地，若干彼此邻接的连续接触点构成的空间曲线是指滚动体6的滚动面与蜗道4的齿面交线，即接触线8。如图4所示，当滚动体6为圆柱形时，其与蜗道4的齿面接触线8是平行于滚动体6轴线的位于滚动体6的滚动面的直线。如图5所示，当蜗齿3为锥形时，其与蜗道4的齿面的接触线8是位于滚动体6的滚动面上的直线。优选地，如图6所示，当滚动体6为圆形时，其接触线8是一条从圆顶点到圆形边缘的空间曲线。通过该设置方式，在传动的过程中，蜗道4的两侧齿面均至少有一个滚动体6抵靠，从而能够无齿侧间隙传动，消除回程误差，并且能够在蜗轮2转动方向切换的瞬间避免齿侧间隙带来的冲击，减小齿间的磨损。由于两个滚动体6与蜗道4两侧齿面始终保持线接触，从而将齿面间的相对滑动摩擦转换为相对滚动摩擦，不仅能够进一步地减少齿间磨损，而且能减少因齿面磨损带来的齿侧间隙问题，提高传动的平稳性和传动效率，并增加精度寿命。

优选地，滚动体6两两间的轴心连线非垂直地与蜗杆2的轴线相交的方式分别自转。优选地，多个滚动体6分布在蜗杆轴线2a的两侧，并且多个滚动体6还分别与蜗道4的左右齿面接触。优选地，滚动体6两两间的轴心连线如图3所示，滚动体轴线连线9非垂直地与蜗杆轴线2a相交，通过该设置方式，能够保证在蜗齿5与蜗道4接合的任意时刻，均保持与蜗道4两侧齿面接触，避免出现齿间间隙。

优选地，蜗轮3由左半蜗轮和右半蜗轮在蜗轮3轴向上可拆卸地连接。优选地，左半蜗轮和右半蜗轮的周向均间隔排布的设置有若干个滚动体6。优选地，左半蜗轮和右半蜗轮彼此错位的连接，使得蜗轮3轴向相邻的两个滚动6彼此错位，形成如图1和图2所示的蜗轮3。优选地，左半蜗轮和右半蜗轮设置有多个椭圆形的螺孔7。通过椭圆形的螺孔7便于滚动体6的错位安装。优选地，通过螺栓***螺孔7中安装左半蜗轮和右半蜗轮。通过该设置方式，可以利用螺栓之间的摩擦来调整蜗齿5的两个滚动体6之间的位置来达到自动消除间隙的功能，从而在无间隙传动的同时，实现自动消除齿侧间隙的功能。而且，通过螺栓之间的摩擦调整蜗齿5中两个滚动体6与蜗道4齿面之间的间隙，结构简单、紧凑，并且两个半蜗轮之间的运动副为低副，因此加工制造方便、成本低。

通过以上设置方式，本发明提供的变速装置，由于无间隙传动和相对滚动摩擦，因此能够大幅度的减少冲击和磨损，因此本发明的滚动体6不必采用有色金属制造，降低制作成本，而且采用滚动体采用较软的材料制作，能够有效避免对蜗杆2的蜗道4带来的磨损，增加蜗杆2的使用寿命。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种可消除传动间隙的变速装置，至少包括箱体(1)内设置的彼此轴线异面的蜗杆(2)和蜗轮(3)，所述蜗轮(2)沿其周向间隔的排设有可拆卸的且能够与所述蜗杆(2)的蜗道(4)相互接合的蜗齿(5)，

其特征在于，所述蜗轮(3)包括至少两个彼此在轴向上贴合的圆盘，至少两个圆盘的径向外侧各自设置有沿周向间隔排布的滚动体(6)，

在所述蜗杆(2)和/或蜗轮(3)绕其轴线转动的情况下，任一瞬间的所述蜗道(4)与由至少两个圆盘的轴向上彼此相邻的且具有夹角(α)的滚动体(6)限定的所述蜗齿(5)接合，所述蜗齿(5)位于所述蜗杆(2)轴线两侧的所述滚动体(6)以可调节所述夹角(α)的方式始终与所述蜗道(4)的两侧齿面线接触且所述滚动体(6)两两间的轴心连线非垂直地与所述蜗杆(2)的轴线相交的方式分别自转，其中，

所述夹角(α)形成在不同圆盘上的两个周向相邻滚动体(6)的轴线之间。

2.根据权利要求1所述的变速装置，其特征在于，所述蜗齿(5)至少包括沿所述蜗轮(3)轴向间隔排列的第一滚动体(61)以及第二滚动体(62)，

在所述蜗轮(3)绕其轴线沿第一方向或第二方向转动的情况下，至少一个蜗齿(5)与所述蜗道(4)接合使得所述第一滚动体(61)以及所述第二滚动体(62)分别与所述蜗道(4)的两侧齿面线接触且所述第一滚动体(61)与所述第二滚动体(62)的轴心连线保持长度不变以使得所述蜗齿(5)与所述蜗道(4)形成相对滚动摩擦的方式实现蜗轮(3)与所述蜗杆(2)的无间隙传动。

3.根据前述权利要求之一所述的变速装置，其特征在于，在所述蜗杆(2)绕自身轴线转动且至少两个所述蜗齿(5)与所述蜗道(4)接合的情况下，通过限定所述蜗齿(5)的第一滚动体(61)与所述蜗道(4)的第一齿面接触而向所述第一滚动体(61)施加第一切向力和第一径向力，通过限定所述蜗齿(5)的第二滚动体(6)与所述蜗道(4)的第二齿面接触而向所述第二滚动体(6)施加与所述第一切向力方向相同的第二切向力和与所述第一径向力相反的第二径向力，其中，

所述第一切向力通过所述第一滚动体(61)与所述第一齿面之间的滚动摩擦而带动所述第一滚动体(61)绕其轴线转动；

所述第二切向力通过所述第二滚动体(62)与所述第二齿面之间的滚动摩擦而带动所述第二滚动体(62)绕其轴线转动；

所述蜗轮(3)通过所述第一滚动体(61)传递的所述第一径向力以及通过所述第二滚动体(62)传递的第二径向力而绕其轴线转动。

4.根据前述权利要求之一所述的变速装置，其特征在于，在所述蜗杆(2)绕自身轴线转动且所述第一径向力大于所述第二径向力的情况下，所述蜗齿(5)通过方向相反的所述第一径向力和所述第二径向力驱动所述蜗轮(3)沿所述第一径向力的方向绕所述蜗轮(3)的轴线转动，并且

所述第一滚动体(61)通过大于所述第二切向力的第一切向力以大于所述所述第二滚动体(62)自转的角速度的方式绕其轴线转动。

5.根据前述权利要求之一所述的变速装置，其特征在于，在所述蜗杆(2)绕自身轴线转动且所述第一径向力小于所述第二径向力的情况下，所述蜗齿(5)通过方向相反的所述第一径向力和所述第二径向力驱动所述蜗轮(3)沿所述第二径向力的方向绕所述蜗轮(3)的轴线转动，并且

所述第一滚动体(61)通过小于所述第二切向力的第一切向力以小于所述第二滚动体(62)自转的角速度的方式绕其轴线转动。

6.一种变速装置，至少包括箱体(1)内设置的彼此轴线异面的蜗杆(2)和蜗轮(3)，所述蜗轮(2)沿其周向间隔的排设有可拆卸的且能够与所述蜗杆(2)的蜗道(4)相互接合的蜗齿(5)，其特征在于，

在所述蜗杆(2)和/或蜗轮(3)绕其轴线转动的情况下，任一瞬间的所述蜗道(4)与由至少两个滚动体(6)限定的所述蜗齿(5)接合，所述蜗齿(5)分别与所述蜗道(4)两侧齿面彼此至少保持局部线接触的所述滚动体(6)以始终彼此转动方向相反的方式绕各自轴线转动。

7.根据前述权利要求之一所述的传动装置，其特征在于，所述蜗齿(5)至少包括沿所述蜗轮(3)轴向间隔排列的第一滚动体(61)以及第二滚动体(62)，

在所述蜗轮(3)绕其轴线沿第一方向或第二方向转动的情况下，至少一个蜗齿(5)与所述蜗道(4)接合使得所述第一滚动体(61)以及所述第二滚动体(62)分别与所述蜗道(4)的两侧齿面线接触且所述第一滚动体(61)与所述第二滚动体(2)的轴心连线保持长度不变以使得所述蜗齿(5)与所述蜗道(4)形成相对滚动摩擦的方式实现蜗轮(3)与所述蜗杆(2)的无间隙传动。

8.根据前述权利要求之一所述的传动装置，其特征在于，在所述蜗杆(2)绕自身轴线转动且至少两个所述蜗齿(5)与所述蜗道(4)接合的情况下，通过限定所述蜗齿(5)的第一滚动体(61)与所述蜗道(4)的第一齿面接触而向所述第一滚动体(61)施加第一切向力和第一径向力，通过限定所述蜗齿(5)的第二滚动体(6)与所述蜗道(4)的第二齿面接触而向所述第二滚动体(6)施加与所述第一切向力方向相同的第二切向力和与所述第一径向力相反的第二径向力，其中，

所述第一切向力通过所述第一滚动体(61)与所述第一齿面之间的滚动摩擦而带动所述第一滚动体(61)绕其轴线转动；

所述第二切向力通过所述第二滚动体(62)与所述第二齿面之间的滚动摩擦而带动所述第二滚动体(62)绕其轴线转动；

所述蜗轮(3)通过所述第一滚动体(61)传递的所述第一径向力以及通过所述第二滚动体(62)传递的第二径向力而绕其轴线转动。

9.根据前述权利要求之一所述的传动装置，其特征在于，在所述蜗杆(2)绕自身轴线转动且所述第一径向力大于所述第二径向力的情况下，所述蜗齿(5)通过方向相反的所述第一径向力和所述第二径向力驱动所述蜗轮(3)沿所述第一径向力的方向绕所述蜗轮(3)的轴线转动，并且

所述第一滚动体(61)通过大于所述第二切向力的第一切向力以大于所述所述第二滚动(62)自转的角速度的方式绕其轴线转动。

10.一种间隙消除方法，其特征在于，所述方法包括使用权利要求1至9之一所述的变速装置消除蜗齿(5)与蜗道(4)之间的间隙。