CN220687935U - 一种蜗轮蜗杆传动副 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种蜗轮蜗杆传动副。本实用新型的蜗轮蜗杆传动副包括蜗轮以及蜗杆，所述涡轮为渐开线齿廓蜗轮；所述渐开线齿廓蜗轮的啮合槽设计为以更大圆弧半径开设槽底的槽，使蜗轮与蜗杆的传动副既具有斜齿轮的容错性能，又具有传统蜗轮的耐疲劳性能，可容纳更多润滑脂，使齿面润滑更充分，从而提高使用寿命。本实用新型的蜗轮蜗杆传动副中，蜗轮蜗杆的啮合齿对间留有更多空隙，且蜗轮蜗杆的共轭啮合为点接触，啮合齿采用大齿形压力角，在保证具有自锁功能的同时，比传统蜗轮蜗杆具有更高的效率及承载能力，蜗轮蜗杆之间的啮合容错率提高，润滑空间增大，轮齿抗弯强度提高，蜗轮蜗杆传动副具有更高的使用寿命。

Description

一种蜗轮蜗杆传动副

原申请：2021212029928 一种渐开线齿廓蜗轮蜗轮及蜗轮蜗杆传动副申请日2021-05-31

技术领域

本实用新型涉及齿轮传动设备技术领域，具体涉及一种渐开线齿廓蜗轮及蜗轮蜗杆传动副。

背景技术

蜗轮蜗杆作为基本的机械传动组件，在机械领域具有重要和广泛的应用，尤其在动力传递装置中，如减速电机等设备，蜗轮蜗杆的设置基本是不可或缺的。

然而，请参见图1和图2所示，传统的蜗轮蜗杆副中，蜗轮1上的啮合槽122为较小圆弧半径的凹槽，使蜗杆2与蜗轮1精准啮合，蜗轮1与蜗杆2之间的啮合传动连接均为线接触201，虽然具有传动平稳、噪音低、寿命长等优点，但是存在效率低（40%以下）、润滑差、温升快、磨损严重、安装精度要求高、容错率小、价格高等缺陷。

实用新型内容

为解决传统的蜗轮蜗杆传动组件存在效率低、润滑差、温升快、磨损严重、安装精度要求高的问题，本实用新型提供了一种蜗轮，具体为一种渐开线齿廓蜗轮。

本实用新型的目的还在于提供一种蜗轮蜗杆传动副。

本实用新型的目的通过如下技术方案实现。

一种渐开线齿廓蜗轮，包括蜗轮本体以及啮合部，所述啮合部设置在所述蜗轮本体的外周；所述蜗轮本体沿轴向具有第一端面以及第二端面，所述啮合部位于所述第一端面和所述第二端面之间；

所述啮合部包括啮合齿，以及位于相邻的所述啮合齿之间的啮合槽；所述啮合槽为渐开线齿槽，所述啮合齿与所述啮合槽之间形成有渐开线齿廓。

在优选的实施例中，所述啮合槽为椭圆弧形凹槽；所述椭圆弧形凹槽的椭圆形长轴与所述蜗轮本体的轴向平行，所述椭圆弧形凹槽在轴向为左右对称结构，且沿椭圆形长轴的对称中心平面与相邻所述啮合齿的齿宽中间平面重合。

在优选的实施例中，所述啮合槽的槽底为圆弧形槽底，所述圆弧形槽底的圆心位于所述蜗轮本体的外周平面外，且与所述蜗轮本体的中心距在34.2~34.5mm之间。

在更优选的实施例中，所述圆弧形槽底的圆弧半径随蜗轮蜗杆副模数、齿数、螺旋角的变化作相应调整。一个优选的实施例中，所述圆弧形槽底的圆弧半径为17.5mm。

在优选的实施例中，所述啮合齿的中间部位具有圆弧形凹部，所述圆弧形凹部的对称中心平面与所述啮合齿的齿宽中间平面重合。

在更优选的实施例中，所述圆弧形凹部的圆弧半径随蜗轮蜗杆副模数、齿数、螺旋角的变化作相应调整。一个优选的实施例中，所述圆弧形凹部的圆弧半径为8.0mm。

在优选的实施例中，上述任一项所述的渐开线齿廓蜗轮，所述蜗轮本体上具有轴孔。

一种蜗轮蜗杆传动副，包括蜗轮以及蜗杆，所述蜗轮与所述蜗杆共轭啮合；且所述蜗轮与所述蜗杆之间的共轭啮合为点接触。

在优选的实施例中，所述蜗轮为上述任一项所述的渐开线齿廓蜗轮。

在优选的实施例中，上述任一项所述的蜗轮蜗杆传动副，所述蜗轮与所述蜗杆的啮合齿均采用25°大齿形压力角。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点和有益效果：

本实用新型的蜗轮，啮合槽设计为以更大圆弧半径开设槽底的凹槽，啮合槽的两端从蜗轮本体沿轴向的两个端面开口，使蜗轮与蜗杆的传动副既具有斜齿轮的容错性能，又具有传统蜗轮的耐疲劳性能；同时，增大的啮合槽使齿隙空间更多，可容纳更多润滑脂，使齿面润滑更充分，可有效减少蜗轮蜗杆传动副的摩擦磨损，避免快速温升，从而提高使用寿命。

本实用新型的蜗轮蜗杆传动副，蜗轮的啮合槽为采用更大圆弧半径开设槽底的凹槽，蜗轮蜗杆的啮合齿对间留有更多空隙，且蜗轮蜗杆的共轭啮合为点接触，在保证蜗轮蜗杆传动副具有自锁功能的同时，比传统蜗轮蜗杆具有更高的效率（达到62.3%）及承载能力；而且，蜗轮蜗杆的安装容错率成倍提高，润滑空间增大，使齿面摩擦磨损小，温升低，从而使蜗轮蜗杆传动副具有更高的使用寿命。

另外，该蜗轮蜗杆传动副的蜗轮蜗杆的啮合齿均采用25°大齿形压力角，有效提高轮齿抗弯强度，进一步提高蜗轮蜗杆的承载能力和使用寿命。

附图说明

图1为传统的蜗轮蜗杆传动副的传动连接剖视结构示意图；

图2为传统的蜗轮蜗杆传动副的传动连接的局部剖视结构示意图；

图3为具体实施例中本实用新型的渐开线齿廓蜗轮的立体结构示意图；

图4为具体实施例中本实用新型的渐开线齿廓蜗轮的正视结构示意图；

图5为具体实施例中本实用新型的蜗轮蜗杆传动副的传动连接立体结构示意图；

图6为具体实施例中本实用新型的蜗轮蜗杆传动副的传动连接剖视结构示意图；

图7为具体实施例中本实用新型的蜗轮蜗杆传动副的传动连接的局部剖视结构示意图；

图8为具体实施例中本实用新型的蜗轮蜗杆传动副的啮合连接部位的结构示意图；

附图标注：1-蜗轮，11-蜗轮本体，110-轴孔，111-第一端面，112-第二端面，12-啮合部，121-第一啮合齿，1210-圆弧形凹部，122-啮合槽，2-蜗杆，21-蜗杆本体，22-第二啮合齿，23-啮合间隙，201-线接触，202-点接触。

具体实施方式

以下结合具体实施例及附图对本实用新型的技术方案作进一步详细的描述，但本实用新型的保护范围及实施方式不限于此。

在具体的实施例描述中，需要说明的是，术语 “前”、“后”、“左”、“右”、“顶部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，以及术语“第一”、“第二”等，仅用于区分描述，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的结构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实用新型的限制，更不能理解为指示或暗示相对重要性。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例1

本实施例的渐开线齿廓蜗轮，请参见图3和图4所示，包括蜗轮本体11以及啮合部12。

蜗轮本体11作为主体部分，整体呈轮状结构。而且，在所述蜗轮本体11的中间部位上具有沿轴向开通的轴孔110，轴孔110可与传动轴进行装配使整体蜗轮本体11套设在传动轴上，从而由传动轴的传动可带动蜗轮本体11转动，实现初级传动。

请再参见图3和图4所示，所述蜗轮本体11沿轴向具有前后分布的两个端面，分别为第一端面111以及第二端面112。可选的，具体示出的实施例中，轴孔110的边缘沿轴向分别具有凸出于第一端面111和第二端面112外的定位装配凸部，使蜗轮的使用装配更精确。

作为与蜗杆啮合传动的部位，所述啮合部12设置在所述蜗轮本体11的外周，具***于蜗轮本体11的轮体外缘，且沿轴向夹设分布位于所述第一端面111和所述第二端面112之间。该蜗轮与蜗杆进行传动装配时，由啮合部12直接与蜗杆啮合连接，实现蜗轮蜗杆传动。

具体的，所述啮合部12包括第一啮合齿121以及啮合槽122。其中，啮合槽122为蜗轮本体11的轮体边缘上凹设的凹槽，相邻的两个啮合槽122之间则形成相对于啮合槽122为凸起、而顶部与蜗轮本体11的轮体边缘平齐的第一啮合齿121，亦即啮合槽122位于相邻的所述第一啮合齿121之间。从而，由第一啮合齿121与啮合槽122的相间组合分布，形成该蜗轮的啮合部12。

其中，所述啮合槽122为渐开线齿槽，所述啮合齿121与所述啮合槽122之间形成有渐开线齿廓。在具体的加工中，所述啮合槽122采用仅压力角和导程角与相配蜗杆相同、而其它参数与相配蜗杆不相同的滚刀；加工过程中，滚刀轴向固定，径向进给展成切出，滚刀的中心轴线在蜗轮蜗杆副的中平面上且与蜗轮轴线成正交90°，滚刀径向移动至与蜗轮本体11表面滚齿，所得到的齿廓为渐开线齿廓、啮合槽122为槽底圆弧半径比传统蜗轮大的异形蜗轮。

在优选的实施例中，所述啮合槽122的槽底为圆弧形槽底；其中，所述圆弧形槽底的径向与所述蜗轮本体11的径向平行，所述圆弧形槽底的圆心位于所述蜗轮本体11的外周平面外，具体在蜗轮与蜗杆组合成传动副时位于蜗轮蜗杆传动副的中平面上，使啮合槽122的槽底沿轴向呈现中间低而前后两端低的特点，确保蜗杆在与啮合槽122的啮合连接中的有效性更高。可选的，圆弧形槽底的圆弧半径可随蜗轮蜗杆副模数、齿数、螺旋角的变化作相应调整。

而且，所述啮合槽122为椭圆弧形凹槽；所述椭圆弧形凹槽的椭圆形长轴与所述蜗轮本体11的轴向平行，所述椭圆弧形凹槽在轴向为左右对称结构，且沿椭圆形长轴的对称中心平面与相邻所述啮合齿121的齿宽中间平面重合，使啮合槽122呈现沿轴向的类长条型且中部较宽的槽型，确保蜗杆的啮合齿在沿轴向上与啮合槽122的啮合装配稳定性。

进一步的，请再参见图3和图4所示，该啮合槽122为圆弧形槽底以较大圆弧形半径开设的凹槽，可选的，圆弧形槽底以较大圆弧形半径开设可使所述啮合槽122的沿轴向的两端分别从所述第一端面111和所述第二端面112向外开口。啮合槽122设计为以更大圆弧半径开设槽底的凹槽，增大了啮合容纳蜗杆的啮合齿的空间，使蜗轮与蜗杆的传动副既具有斜齿轮的安装容错性能，又具有传统蜗轮的耐疲劳性能，同时增大的啮合槽122使齿隙空间更多，可容纳更多润滑脂，使齿面润滑更充分，可有效避免蜗轮蜗杆传动副因摩擦磨损快速温升，从而提高使用寿命。

在优选的实施例中，圆弧形槽底的圆心与所述蜗轮本体的中心距在34.2~34.5mm（标准中心距25.5mm）之间，圆弧半径为传统型的2~3倍。基于该圆弧半径开设槽底的啮合槽122，保证蜗轮与蜗杆具有良好的装配稳定性同时，容错性能、润滑空间以及效率均达到更佳。

另外，请再参见图3所示，在所述第一啮合齿121的顶部中间部位具有圆弧形凹部1210，所述圆弧形凹部1210的径向与所述蜗轮本体11的径向平行，且所述圆弧形凹部1210的对称中心平面与所述啮合齿121的齿宽中间平面重合。当蜗轮蜗杆传动副在啮合传动过程中出现轴向偏移错位时，在第一啮合齿121的顶部中间开设的圆弧形凹部1210可有效避免第一啮合齿121对蜗杆的啮合齿的直接卡紧碰撞，从而确保蜗轮蜗杆之间的传动容错性能成倍提高。

可选的，所述圆弧形凹部1210的圆弧半径可随蜗轮蜗杆副模数、齿数、螺旋角的变化作相应调整。在优选的实施例中，所述圆弧形凹部1210的圆弧半径为传统型的2~3倍。基于该圆弧半径开设的圆弧形凹部1210，在保证蜗轮蜗杆传动副容错性能的同时，使蜗轮蜗杆的装配稳定性达到更佳。

实施例2

本实施例的蜗轮蜗杆传动副，请参见图5~图7所示，包括蜗轮1以及蜗杆2，所述蜗轮1与所述蜗杆2共轭啮合，从而组成蜗轮蜗杆传动副，且所述蜗轮1与所述蜗杆2之间的共轭啮合为点接触202。

具体的，蜗杆2包含蜗杆本体21，以及设置在蜗杆本体21上的第二啮合齿22和啮合间隙23，其中，啮合间隙23为设置位于相邻的第二啮合齿22之间的槽隙。另外，所述蜗轮1为上述实施例1所述的渐开线齿廓蜗轮，在一个具体优选的实施例中，啮合槽122的圆弧形槽底的圆弧半径具体为17.5mm，所述圆弧形凹部1210的圆弧半径具体为16.0mm。

请参见图8所示，蜗轮1与蜗杆2的传动连接中，蜗轮1的第一啮合齿121深入至蜗杆2的啮合间隙23内，蜗杆2的第二啮合齿22深入至蜗轮1的啮合槽122内，且蜗轮1的啮合槽122与蜗杆2的啮合间隙23实现点接触202。

当蜗杆2与蜗轮1在传动过程中，蜗杆2的第二啮合齿22和啮合间隙23与蜗轮1的啮合槽122和第一啮合齿121之间发生沿轴向的相对滑动时，基于啮合槽122与啮合间隙23之间的传动连接为点接触202，蜗杆2与蜗轮1之间可沿轴向具有相应的容错空间，使蜗杆2与蜗轮1之间不至于因为第二啮合齿22和啮合间隙23与啮合槽122和第一啮合齿121之间沿轴向的微小相对位移而即刻卡紧锁死，降低蜗轮1与蜗杆2之间的啮合装配精度要求。

如此，使蜗轮1与蜗杆2的啮合齿对间留有更多空隙，在保证具有自锁功能的同时，蜗轮1与蜗杆2之间的啮合容错率提高，具有更高的效率（达到62.3%）及承载能力；而且，基于啮合齿122为圆弧形槽底以较大圆弧形半径开设的凹槽，蜗轮1与蜗杆2之间的啮合润滑空间增大，使温升速率及磨损降低，从而使蜗轮蜗杆传动副具有更高的使用寿命。

在另外一个优选的实施例中，请参见图8所示，所述蜗轮1与所述蜗杆2均采用25°大齿形压力角。将蜗轮1及蜗杆2的啮合轮齿设计为大齿形压力角，可有效提高轮齿抗弯强度，并进一步提高蜗轮蜗杆的承载能力和使用寿命。

以上实施例仅为本实用新型的较优实施例，仅在于对本实用新型的技术方案作进一步详细的描述，但上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例，本实用新型的保护范围及实施方式不限于此，任何未脱离本实用新型精神实质及原理上所做的变更、组合、删除、替换或修改等均将包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (8)

1.一种蜗轮蜗杆传动副，其特征在于，包括蜗轮以及蜗杆，所述蜗轮与所述蜗杆共轭啮合，且所述蜗轮与所述蜗杆之间的共轭啮合为点接触；

所述蜗轮为渐开线齿廓蜗轮，所述渐开线齿廓蜗轮包括蜗轮本体以及啮合部，所述啮合部设置在所述蜗轮本体的外周；所述蜗轮本体沿轴向具有第一端面以及第二端面，所述啮合部位于所述第一端面和所述第二端面的中间之间；所述啮合部包括啮合齿，以及位于相邻的所述啮合齿之间的啮合槽；所述啮合槽为渐开线齿槽，所述啮合齿与所述啮合槽之间形成有渐开线齿廓。

2.根据权利要求1所述的一种蜗轮蜗杆传动副，其特征在于，所述啮合槽为椭圆弧形凹槽；所述椭圆弧形凹槽的椭圆形长轴与所述蜗轮本体的轴向平行，且沿椭圆形长轴的对称中心平面与相邻所述啮合齿的齿宽中间平面重合。

3.根据权利要求1所述的一种蜗轮蜗杆传动副，其特征在于，所述啮合槽的槽底为圆弧形槽底，所述圆弧形槽底的圆心位于所述蜗轮本体的外周平面外。

4.根据权利要求3所述的一种蜗轮蜗杆传动副，其特征在于，所述圆弧形槽底的圆心与所述蜗轮本体的中心距在34.2～34.5mm之间。

5.根据权利要求1所述的一种蜗轮蜗杆传动副，其特征在于，所述啮合齿的中间部位具有圆弧形凹部，所述圆弧形凹部的对称中心平面与所述啮合齿的齿宽中间平面重合。

6.根据权利要求5所述的一种蜗轮蜗杆传动副，其特征在于，所述圆弧形凹部的圆弧半径为8.0mm。

7.根据权利要求1所述的一种蜗轮蜗杆传动副，其特征在于，所述蜗轮本体上具有轴孔。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种蜗轮蜗杆传动副，其特征在于，所述蜗轮与所述蜗杆的啮合齿均采用25°大齿形压力角。