CN111442078B - 一种低噪音蜗轮蜗杆减速机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及减速机技术领域，尤其涉及一种低噪音蜗轮蜗杆减速机，包括蜗轮和蜗杆；蜗轮轴包括外杆体、内杆芯以及弹性垫片，内杆芯两端延伸至外杆体外部；外杆体内部均匀分布若干第一齿形结构，内杆芯外部具有第二齿形结构，弹性垫片自中部向两侧延伸有两侧沿，侧沿边缘与第一齿形结构间获得第一间隙，两侧沿根部与第二齿形结构之间获得第二间隙，第一间隙和第二间隙通过外杆体和内杆芯之间的相对运动而调节，内杆芯一端作为输出轴与外部连接。在本发明中，将蜗轮轴进行分体设计，旨在对蜗轮和蜗杆的齿片之间的冲击进行弹性缓冲，从而使得震动在两处齿片间传递的过程中可通过缓冲而降低噪音的程度，从而获得一种低噪音蜗轮蜗杆减速机。

Description

一种低噪音蜗轮蜗杆减速机

技术领域

本发明涉及减速机技术领域，特别涉及一种低噪音蜗轮蜗杆减速机。

背景技术

蜗轮蜗杆减速机配合电机应用在多种场合，其中，蜗杆受辅助电机驱动，并且在蜗轮上啮合，蜗轮耦合到模块的输出轴上。为了弥补齿轮间隙，并且限制寄生噪音，现有的做法是在减速箱壳体与支承蜗杆的轴承支座之一之间***弹簧，该弹簧设计用于径向地按压蜗杆使其抵靠在蜗轮齿上。

然而，在工作过程中，由于输出轴的震动，可能使得弹簧沿蜗杆轴线移动，此种移动在极大的程度上会使得蜗轮和蜗杆的齿片之间出现冲击，使得寄生噪音在一定情况下被加强。

鉴于上述情况，本发明人以期创设一种低噪音蜗轮蜗杆减速机，使其更具有实用性。

发明内容

本发明提供了一种低噪音蜗轮蜗杆减速机，从而有效解决背景技术中的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种低噪音蜗轮蜗杆减速机，包括相互啮合的蜗轮和蜗杆，所述蜗轮固定于蜗轮轴***；

所述蜗轮轴包括外杆体、内杆芯以及设置于二者之间的若干弹性垫片,所述内杆芯套设于所述外杆体内，且两端延伸至所述外杆体外部，从而分别与壳体上的孔位通过轴承转动连接，所述蜗轮安装于所述外杆体上；

所述外杆体内部具有成环状均匀分布的若干第一齿形结构，所述内杆芯外部具有与相邻两所述第一齿形结构之间的齿槽一一对应匹配的第二齿形结构，所述弹性垫片自中部向两侧延伸有两侧沿，且侧沿在延伸方向的边缘与所述第二齿形结构贴合而获得与所述第一齿形结构侧壁间弹性变化的第一间隙，侧沿根部与所述第二齿形结构侧壁间获得弹性变化的第二间隙,所述第一间隙和第二间隙通过所述外杆体和内杆芯之间的相对运动而调节，所述侧沿的端部与所述第二齿形结构的侧壁贴合，所述内杆芯一端作为输出轴与外部连接。

进一步地，所述弹性垫片分别与所述第一齿形结构的齿顶和所述齿槽的底部贴合。

进一步地，所述弹性垫片与所述第一齿形结构齿顶的贴合为面贴合，且贴合面的边缘因转折而形成的转折线与所述第一齿形结构的边缘贴合。

进一步地，所述贴合面为平面，且所述齿槽的底部为弧面结构。

进一步地，所述第一齿形结构的两侧壁对称且平行设置。

进一步地，所述齿槽的侧壁自根部延伸过程中与和其相对设置的所述第一齿形结构侧壁之间的距离逐渐增大。进一步地，所述侧沿的端部与所述第二齿形结构贴合的部分为圆角结构。

进一步地，所述齿槽底部覆盖有聚四氟乙烯层结构。

进一步地，所述相邻两所述第一齿形结构之间的凹槽底部与所述第二齿形结构的齿顶间隙设置。

进一步地，所述弹性垫片的转折线位置处设置有槽体，所述槽体内设置有聚四氟乙烯填充条。

通过上述技术方案，本发明的有益效果是：

在本发明中，将蜗轮轴进行分体设计，旨在对蜗轮和蜗杆的齿片之间的冲击进行弹性缓冲，从而使得震动在两处齿片间传递的过程中可通过缓冲而降低噪音的程度，从而获得一种低噪音蜗轮蜗杆减速机。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为低噪音蜗轮蜗杆减速机在第一角度下的分体示意图；

图2为低噪音蜗轮蜗杆减速机在第二角度下的分体示意图；

图3为外杆体和内杆芯相对于组合后的蜗轮轴的分体示意图；

图4为蜗轮轴的一剖面展示图；

图5为图4中A处的局部放大图；

图6为外杆体的端部放大图；

图7为弹性垫片的结构示意图；

图8为弹性垫片的剖面示意图；

图9为蜗轮和蜗杆啮合过程中缓冲区域和啮合区域的示意图；

图10为一个第一齿形结构与第二齿形结构的齿槽对应的示意图，其中弹性垫片处于第一工作状态；

图11为一个第一齿形结构与第二齿形结构的齿槽对应的示意图，其中弹性垫片处于第二工作状态；

图12为弹性垫片局部放大的示意图；

附图标记：蜗轮1、蜗杆2、蜗轮轴3、外杆体31、内杆芯32、弹性垫片33、侧沿33a、第一间隙33b、第二间隙33c、聚四氟乙烯填充条33d、圆角结构33e、第一齿形结构34、第二齿形结构35、壳体4、轴承5、电机6、齿轮组7。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要说明的是，属于“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本实施例采用递进的方式撰写。

如图1~12所示，一种低噪音蜗轮蜗杆减速机，包括相互啮合的蜗轮1和蜗杆2，蜗轮1固定于蜗轮轴3***；蜗轮轴3包括外杆体31、内杆芯32以及设置于二者之间的若干弹性垫片33，内杆芯32套设于外杆体31内，且两端延伸至外杆体31外部，从而分别与壳体4上的孔位通过轴承5转动连接，蜗轮1安装于外杆体31上；外杆体31内部具有成环状均匀分布的若干第一齿形结构34，内杆芯32外部具有与相邻两第一齿形结构34之间的齿槽一一对应匹配的第二齿形结构35，弹性垫片33自中部向两侧延伸有两侧沿33a，且侧沿33a在延伸方向的边缘与第二齿形结构35贴合而获得与第一齿形结构34侧壁间弹性变化的第一间隙33b，侧沿33a根部与第二齿形结构35侧壁间获得弹性变化的第二间隙33c，第一间隙33b和第二间隙33c通过外杆体31和内杆芯32之间的相对运动而调节，侧沿33a的端部与第二齿形结构35的侧壁贴合，内杆芯32一端作为输出轴与外部连接。

在本发明中，将蜗轮轴3进行分体设计，旨在对蜗轮1和蜗杆2的齿片之间的冲击进行弹性缓冲，通过弹性垫片33的设置使得外杆体31和内杆芯32之间获得可相对运动的缓冲空间和弹性结构，在内杆芯32作为输出轴与外部连接的过程中，会因为工况的不同而产生不同程度的震动，此种震动形式在目前的使用过程中通过蜗轮1的齿片直接作用于蜗杆2的齿片上而形成较大的寄生噪音，本发明中，通过上述缓冲空间的设置，使得震动在两处齿片间传递的过程中可通过缓冲而降低噪音的程度，从而获得一种低噪音蜗轮蜗杆减速机。

具体的，如图9所示，其中的区域B为啮合区域，区域C为缓冲区域，来自输出轴的震动在区域C中通过弹性垫片33的设置而在一定程度上被消耗，从而可有效的使得啮合区域内的相对冲击得到缓解，从而实现降低噪音的目的。

在工作过程中，来自电机6的动力可通过连轴结构和齿轮组7而传递至蜗轮1，蜗轮1的两端同样通过轴承5而与壳体4转动连接，蜗轮1与蜗杆2啮合将调整完成的动力输出。

如图10和11所示，弹性垫片33分别与第一齿形结构34的齿顶和齿槽的底部贴合，此种贴合的方式保证径向的稳定性，使得外杆体31和内杆芯32之间的动力传输是相对稳定的，避免因径向毫无约束的位置关系而发生相对位置的突变，使得弹性垫片33的弹性形变获得一个稳定的基准而实现更为可控且稳定的缓冲。

作为上述实施例的优选，弹性垫片33与第一齿形结构34齿顶的贴合为面贴合，且贴合面的边缘因转折而形成的转折线与第一齿形结构34的边缘贴合。

通过面贴合的方式以及边缘转折线的限制，使得弹性垫片33与第一齿形结构34之间获得稳定的位置关系，避免弹性垫片33在外杆体31和内杆芯32之间发生窜动，从而避免因震动而造成的动力传输障碍。

其中，贴合面为平面，且齿槽的底部为弧面结构，通过上述设置可使得弹性垫片33与两第一齿形结构34之间齿槽的底部通过线贴合，在外杆体31和内杆芯32之间发生相对位置移动的过程中，可使得弹性垫片33的外表面与弧面结构始终相切，而获得更为稳定的贴合。

作为上述实施例的优选，第一齿形结构34的两侧壁对称且平行设置，通过上述设置在保证第一齿形结构34便于加工的同时，可使得第一间隙33b尽可能的被放大，从而获得更加有效的缓冲空间。齿槽的侧壁自根部延伸过程中与和其相对设置的第一齿形结构34侧壁之间的距离逐渐增大，如图10和11所示的变化过程，图10中第一齿形结构34的一片齿位于齿槽的中心位置处，当出现震动时，会向其中的一侧偏移，如图11所示，向图中的右侧偏移，此时，第一齿形结构34的底部对弹性垫片33进行挤压，使得图中右侧的侧沿33a的根部向右侧第二齿形结构35靠近，右侧的第一间隙33b和第二间隙33c均缩小，直至右侧侧沿33a的根部与第二齿形结构35的侧壁贴合，在缩小的过程中实现缓冲的目的，左侧的第一间隙33b和第二间隙33c均扩大；但此过程中，侧沿33a的端部始终贴合在第二齿形结构35的侧壁上，而不存在径向的移动，保证动力传输的可靠性。在上述过程中，侧沿33a的端部会相对于第二齿形结构35的侧壁移动，因此，作为上述实施例的优选，侧沿33a的端部与第二齿形结构35贴合的部分为圆角结构33e，如图7和图8所示，此处所指的圆角结构33e可通过对侧沿33a与第二齿形结构35贴合的棱边进行倒圆角操作而获得，从而降低在相对运动过程中的摩擦损耗。

为了进一步的降低噪音的产生，保证震动过程中的零部件结构完整性，齿槽底部覆盖有聚四氟乙烯层结构。本优选方案中，聚四氟乙烯层结构的设置目的在于实现自润滑，此种自润滑通过材料自身的特性实现，配合箱体4内润滑油的使用可有效降低此位置在频繁的震动下的结构损伤机率。

作为上述实施例的优选，相邻两第一齿形结构34之间的凹槽底部与第二齿形结构35的齿顶间隙设置，在保证径向结构稳定性的同时，此处设置的间隙可降低摩擦而产生的噪音。

如图12所示，弹性垫片33的转折线位置处设置有槽体，槽体内设置有聚四氟乙烯填充条33d，在震动过程中，由于弹性垫片33与第一齿形结构34齿顶的贴合面边缘会与第一齿形结构34发生较为频繁的撞击，为了降低此处的噪音和使用寿命，在此位置处开设的槽体内设置聚四氟乙烯填充条33d，从而同样在提供润滑的同时，实现此位置处撞击的缓和，此位置处的聚四氟乙烯填充条33d即便在发生破坏时，仍能够保证减速机的正常工作。

需要说明的是，弹性垫片33的弹性需要通过自身的材料特性实现，完整的结构形式可较容易实现此目的，弹性垫片33在安装于外杆体31和内杆芯32之间时，优选具有一定的压缩量，即便在不具有压缩量的同时，优选与相邻两第二齿形结构35紧密贴合，从而避免因间隙而产生的噪音。

本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种低噪音蜗轮蜗杆减速机，其特征在于，包括相互啮合的蜗轮（1）和蜗杆（2），所述蜗轮（1）固定于蜗轮轴（3）***；

所述蜗轮轴（3）包括外杆体（31）、内杆芯（32）以及设置于二者之间的若干弹性垫片（33），所述内杆芯（32）套设于所述外杆体（31）内，且两端延伸至所述外杆体（31）外部，从而分别与壳体（4）上的孔位通过轴承（5）转动连接，所述蜗轮（1）安装于所述外杆体（31）上；

所述外杆体（31）内部具有成环状均匀分布的若干第一齿形结构（34），所述内杆芯（32）外部具有与相邻两所述第一齿形结构（34）之间的齿槽一一对应匹配的第二齿形结构（35），所述弹性垫片（33）自中部向两侧延伸有两侧沿（33a），且侧沿（33a）在延伸方向的边缘与第二齿形结构（35）贴合而获得与所述第一齿形结构（34）侧壁间弹性变化的第一间隙（33b），侧沿（33a）根部与所述第二齿形结构（35）之间获得弹性变化的第二间隙（33c）,所述第一间隙（33b）和第二间隙（33c）通过所述外杆体（31）和内杆芯（32）之间的相对运动而调节，所述侧沿（33a)的端部与所述第二齿形结构（35）的侧壁贴合，所述内杆芯（32）一端作为输出轴与外部连接。

2.根据权利要求1所述的低噪音蜗轮蜗杆减速机，其特征在于，所述弹性垫片（33）分别与所述第一齿形结构（34）的齿顶和所述第二齿型结构（35）的齿槽的底部贴合。

3.根据权利要求2所述的低噪音蜗轮蜗杆减速机，其特征在于，所述弹性垫片（33）与所述第一齿形结构（34）齿顶的贴合为面贴合，且贴合面的边缘因转折而形成的转折线与所述第一齿形结构（34）的边缘贴合。

4.根据权利要求3所述的低噪音蜗轮蜗杆减速机，其特征在于，所述贴合面为平面，且所述第二齿型结构（35）的齿槽的底部为弧面结构。

5.根据权利要求1所述的低噪音蜗轮蜗杆减速机，其特征在于，所述第一齿形结构（34）的两侧壁对称且平行设置。

6.根据权利要求5所述的低噪音蜗轮蜗杆减速机，其特征在于，所述第二齿型结构（35）的齿槽的侧壁自根部延伸过程中与和其相对设置的所述第一齿形结构（34）的侧壁之间的距离逐渐增大。

7.根据权利要求1所述的低噪音蜗轮蜗杆减速机，其特征在于，所述侧沿（33a）的端部与所述第二齿形结构（35）贴合的部分为圆角结构（33e）。

8.根据权利要求2所述的低噪音蜗轮蜗杆减速机，其特征在于，所述第二齿型结构（35）的齿槽底部覆盖有聚四氟乙烯层结构。

9.根据权利要求2或8所述的低噪音蜗轮蜗杆减速机，其特征在于，相邻两所述第一齿形结构（34）之间的凹槽底部与所述第二齿形结构（35）的齿顶间隙设置。

10.根据权利要求3所述的低噪音蜗轮蜗杆减速机，其特征在于，所述弹性垫片（33）的转折线位置处设置有槽体，所述槽体内设置有聚四氟乙烯填充条（33d）。

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