专利名称：圆柱蜗杆双节点侧置双蜗轮传动系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种由圆柱蜗杆和蜗轮组成的正交交错轴传动系统，特别是一个圆柱蜗杆同时和两个蜗轮啮合而组成的多齿啮合传动系统。
现有的圆柱蜗杆蜗轮传动系统通常是由一个蜗杆和一个蜗轮组成，这种传动系统结构简单，制造也方便。但其最大的弱点是在啮合时同时接触的齿数较少，一般≤2，其润滑角也小，在传动中很难形成润滑油膜，容易造成胶合失效。因而其承载能力不高和传动效率较低，一个线的蜗杆传动效率一般≤50％。
另一种传统的环面蜗杆传动，由于其同时接触齿数多，润滑角较大，传动效率高于圆柱蜗杆，承载能力也有很大提高。但在制造上要有专用的设备和工装，因而制造周期长，成本较高。
本发明的目的是要提供一种由一个圆柱蜗杆同时和两个蜗轮啮合而组成的多齿啮合传动系统。该传动系统能够克服一个蜗杆和一个蜗轮组成的传动系统在啮合时接触齿数少且润滑角小的缺点，同时，具有一个蜗杆和一个蜗轮组成的传动系统在结构和制造上简单方便的优点。
本发明的目的是以如下方式完成的蜗杆传动属于正交交错轴传动，在蜗杆与蜗轮啮合时，在蜗杆蜗轮迴转轴线的中垂线上存在着一个啮合节点P，在蜗轮上P点的圆周速度V正好等于蜗杆轴向分速度。P点的数学特征如下设m＝模数z1＝蜗杆线数 z2＝蜗轮齿数d1、d2＝蜗杆、蜗轮的计算圆直径ω1、ω2＝蜗杆、蜗轮的迴转角速度则蜗杆的螺旋参数P＝mz1/2蜗杆的轴向分速度V1＝mz1πω1蜗轮的圆周速度V2＝πd2ω2＝πmz2ω2式中ω2＝ω1.z1/z2则V2＝mz1πω1＝V1在中垂线上，V2与V1同向，P点 V2＝V1＝V由上述表达式可知蜗杆的轴向分速度只与蜗杆螺旋参数有关，而与蜗杆的直径无关。蜗轮的圆周速度则决定于蜗轮直径，即直径不同，圆周速度也不同。因此，啮合节点P可以在其中垂线上移动而形成传统的变位蜗杆蜗轮传动。本发明的啮合节点P也可在蜗杆的圆周方向移动，在蜗杆直径d1上，P点顺时针方向转θ角，得到一点P1，把该点作为啮合节点时，只需要与之啮合的蜗轮在该点的圆周速度V等于蜗杆的轴向分速度v1(即d2＝mz)。显然，啮合节点P在蜗杆的同一圆周上逆时针方向转θ角也满足啮合节点的条件(因为蜗轮的直径相等)。在一根蜗杆上对称的两个侧面的两个节点处设置对称的两个蜗轮，形成圆柱蜗杆双节点侧置双蜗轮传动系统。蜗轮[1]上的节点为P1，蜗轮[2]上的节点为P2，θ角称为节点位置角，逆时针方向为正，顺时针方向为负，θ角在理论上可在0°到±180°范围内变化，有实用价值的范围是在±45°到±120°之间。这样，就实现了本发明的目的。这种圆柱蜗杆双节点侧置双蜗轮传动系统在啮合时同时可接触的齿数为蜗轮齿数的1/10--1/12，啮合齿数增多，润滑角增大，其承载能力不低于平面二次包络环面蜗杆传动系统。其次，当位置角θ＝±90°为最佳位置角，渐开线圆柱蜗杆和球面砂轮磨削成形的圆柱蜗杆在啮合节点P1、P2处的润滑角也正好等于90°。在蜗杆和两个蜗轮的中垂线上，对称设置有一润滑系统，向蜗杆喷射润滑油。润滑效果提高，传动系统的效率也相应提高。在制造工艺上与传统的圆柱蜗杆一样，简单方便，容易形成规模生产。
以下将结合视图和渐开线蜗杆计算数据表作进一步的详细说明。
表1为本发明的渐开线蜗杆计算数据表；
图1和图2为传统的圆柱蜗杆传动系统的侧视图和正视图；图3和图4为本发明的圆柱蜗杆双节点侧置双蜗轮传动系统的侧视图和正视图；图5和图6为本发明的蜗杆齿面接触线实例图；图7为本发明的蜗轮齿面接触线实例图；图8为本发明的润滑系统图。
参照图1和图2，蜗杆和蜗轮啮合时，在蜗杆蜗轮迴转轴线的中垂线存在着一个啮合节点P，在蜗轮上该点的圆周速度V正好等于蜗杆的轴向分速度，即V2＝V1＝V。
参照图3和图4，在一个蜗杆上对称的两个侧面的两个节点处放置对称的两个蜗轮，蜗轮[1]上的节点为P1，蜗轮[2]上的节点为P2。节点P1转一正θ角，节点P2转一负θ角。节点可在±45°到±120°之间变化。在节点P1和P2处与之啮合的蜗轮[1]和蜗轮[2]在该点的圆周速度V都等于蜗杆的轴向分速度。
参照图5、图6和图7，该蜗杆计算数据表1中的数据是一个双节点渐开线蜗杆传动的实例。蜗杆传动的参数为中心距a＝125，模数m＝50，蜗杆线数z1＝3，位置角θ＝±90°，蜗轮齿数z2＝50，蜗杆线数z1＝3，表1中的N表示同时接触线数1-5，n表示接触线上点的坐标。r1是蜗杆接触线从齿根到齿顶的半径值，r2是蜗轮齿面接触线从齿顶到齿根的半径值。图5、图6和图7是蜗杆和蜗轮齿面的接触线1-5，图5、图6和图7与表1中的数据一一对应。表1中用黑粗实线框起的两行数据为双节点传动在θ＝±90°时啮合节点的数据特征，其润滑角为Φ＝90°。
参照图8，在蜗杆和两个蜗轮的中垂线上，对称设置有一润滑系统，向蜗杆表面喷射润滑油。由于其最佳的润滑角，容易形成油膜，提高了传动效率和承载能力。
*****--渐开线蜗杆计算数据--*****蜗杆齿面上的接触线蜗轮齿面上的接触线 润滑角
表权利要求
1.一种由圆柱蜗杆和蜗轮组成的正交交错轴传动系统，其特征在于一个圆柱蜗杆同时和两个蜗轮组成的多齿啮合传动系统，蜗杆和两个蜗轮的啮合节点分别置于蜗杆和蜗轮的中垂线两侧，其位置角θ在±45°到±120°之间变化。
2.根据权利要求1所述的传动系统，当位置角θ＝±90°时为最佳位置角，此时，渐开线圆柱蜗杆和球面砂轮磨削成形的圆柱蜗杆在啮合节点处的润滑角也等于90°。
3.根据权利要求1和2所述的传动系统，在蜗杆和两个蜗轮的中垂线上，对称设置有润滑系统，向蜗杆喷射润滑油。
全文摘要
本发明公开了一种一个圆柱蜗杆同时和两个蜗轮啮合而组成的多齿啮合传动系统。本发明根据啮合节点可在蜗杆的圆周方向移动而形成变位蜗杆蜗轮传动的原理,在一根蜗杆上对称的两个侧面的两个节点处设置对称的两个蜗轮,形成圆柱蜗杆双节点侧置双蜗轮传动系统;并在蜗杆和蜗轮的中垂线上设置有对称的 润滑系统,向蜗杆喷射润滑油。该传动系统具有在啮合时接触齿数多,润滑角大,并具有承载能力和传动效率高,结构简单,制造方便等优点。
文档编号F16H1/16GK1196453SQ9811285
公开日1998年10月21日 申请日期1998年4月21日 优先权日1998年4月21日
发明者殷李森 申请人:殷李森