专利名称：机械双螺杆传动副的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种机械双螺杆传动付。
背景技术：
目前广泛使用的标准渐开线圆柱齿轮传动机构，尽管它的传输效率较高，但是无自锁功能。而具有自锁功能的蜗轮蜗杆传动机构的传输效率不高，其使用受到一定的限制。以上两种装置加工工艺复杂，成本较高。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种传输效率高的、加工方便、成本较低的机械双螺杆传动付。
本发明的技术方案为它主要由箱体、输入轴、输出轴、主传动螺杆、从传动螺杆和轴承组成，螺杆传动付设在箱体中，输入轴上设有两个主传动螺杆；输出轴上设有两个从传动螺杆；相啮合的主传动螺杆和从传动螺杆旋转方向呈相反的方向状态。
本发明的传动比为螺杆付头数之比。当传动为可逆状态时，双螺杆的传动比等于主从动螺杆中径比；当传动为不可逆状态时，双螺杆的传动比不等于主从动螺杆中径比。传动螺杆的齿形为梯形、矩形或者三角形，传动螺杆为单头或者多头。两组啮合的主传动螺杆和从传动螺杆为双旋转方向。它为单级机械双螺杆传动结构或者多级机械双螺杆传动结构由于它的动力学和运动学特性与普通齿轮传动付不同，因此它可以用于机械功率放大。
机械双螺杆传动付与普通齿轮传动付不同，当其处于不可逆传动时，螺杆付传动比与其中径之比不相等，主从动螺杆的导程角也不等，此时，主动螺杆可以正反方向(或单方向)带动从动螺杆转动，而从动螺杆则不能带动主动螺杆传动(正、反方向)。其所以有这种传动不可逆特征是因为主动螺杆带动从动螺杆时，符合能量守恒定律；反之，若从动螺杆能带动主动螺杆，则违背能量守恒定律，故处于自锁状态。在此情况下，若将主从动螺杆的螺纹升角设计在螺纹自锁角以下，则主动螺杆只能单方向带动从动螺杆传动。当螺杆传动付处于传动可逆状态时，螺杆付传动比与其中径之比相等，主从动螺杆导程角亦相等。此时，主动螺杆可带动从动螺杆转动，从动螺杆也能带动主动螺杆转动，其所以有这种传动可逆特征，是因为此时符合普通齿轮传动的一般规律，同时又不违反能量守恒定律。这种传动器件，在设计的额定负荷内，传动可逆时比普通圆柱齿轮的传动效率要高；传动不可逆时比蜗轮蜗杆的传动效率高出许多，接近普通齿轮的传动效率。利用本传动器件，可以设计成不同级数不同传动比不同功率大小的五花八门的传动机构，并可与普通齿轮传动机构组合使用。
由于传动轴上装的螺杆设计成左、右一对双旋向螺杆减少了轴向推力，因而轴两端的轴承为普通轴承，传动螺杆根据传动比要求及传输功率大小设计为单头或多头螺杆，也可以设计成单级传动或多级传动。此外，箱体上还设有连接固定用脚。由于本传动付不仅具有传动效率高的特性，还具有体积小、重量轻、噪音小、传动平稳的优点，因此，可取代普通齿轮传动，用于传动系统。机械双螺杆不可逆传动付，用于起吊设备时，可省去制动器，提高可靠性。
其用在起吊设备上，上升起吊重物传动效率接近普通齿轮，而下降移运重物时，原动机几乎运行在空载状态，此时输入轴只要很小力矩就可带动输出轴负载运转，在输出轴端就可获得较大力矩(取决于负载重量及输出轴半径)，即具有机械功率放大效应。特别是将其用于航天飞行器上，可达到减轻重量、减小体积、提高飞行器运输能力的目的。本传动付具有如下特点1、本传动付设计为不可逆传动时，螺杆传动付的传动比与其中径之比不等，即主、从动螺杆的导程角不等；此时，输入轴可以正、反或单方向带动输出轴转动，而输出轴则不能带动输入轴转动，即处于自锁状态；2、本传动付设计为传动可逆时，螺杆付传动比等于其中径之比，即主、从动螺杆的导程角相等；此时，输入轴既可带动输出轴转动，输出轴亦能带动输入轴转动。
3、本传动付可以根据需要设计成减速、升速和等速传动三种类型；4、本传动付可以根据需要设计成单级或多级传动；5、本传动付的双螺杆啮合过程与普通齿轮啮合过程相比较，接触齿啮合点可以设计在节点一边啮合，故能耗小，效率高；6、本传动付采用左、右旋双螺杆传动，故啮合齿接触长度不受齿轮重迭系数限制。这样在实现传动系统等强度设计时，本传动付可以设计得比较小巧，从而达到在传递相同功率的情况下，其重量比普通齿轮要轻，体积要小；7、本传动付采用的双螺杆传动，不存在根切现象，且螺杆的最少头数可为1，而普通齿轮受根切现象的限制，最少齿数为17，因而实现同一传动比的情况下，本传动付与普通齿轮相比结构轻巧；
8、本传动付所用螺杆其加工方法与普通齿轮完全不同，普通齿轮要用造价较高的齿轮机床加工，而本传动付的螺杆只要用普通机床即可加工，生产效率高，加工方便，利于保证精度；9、本传动付螺杆传动设计成双旋向，改善了传动系统的力学性能，使轴向力相互抵消，简化了轴承结构；10、本传动付是由非常态的机械功率放大器件设计而成，其运动学和动力学特性与普通齿轮传动有别，因此普通齿轮的设计原则在此是不适用的；11、本传动付所用材料及冷热加工工艺均无特殊要求，因而加工方便，造价低廉。
图1为本发明机械双螺杆传动付啮合时结构示意图。
图2为本发明机械双螺杆传动付啮合时的侧视图。
具体实施例方式
根据图1所示，机械双螺杆传动付主要结构有箱体，箱体上依次安装有输入轴、输出轴，轴两端依次设有轴承并安装在箱体的轴承座上。输入轴1上设有两个同轴芯的第一级主动螺杆3、4，3为右旋螺杆，4为左旋螺杆，输出轴2上装有从动螺杆5、6，呈左旋的从动螺杆6与呈右旋的主动螺杆3相啮合，呈右旋的从动螺杆5与呈左旋的主动螺杆4相啮合。主从动螺杆的传动比可以设计成减速、等速或升速，同一根传动轴上装配的传动螺杆设计为成对出现的左右旋螺杆，传动螺杆根据传动比要求及传输功率也可设计为单头螺杆或多头螺杆。传动为可逆状态时，双螺杆的传动比等于主从动螺杆中径比；当传动为不可逆状态时，双螺杆的传动比不等于主从动螺杆中径比。当传动为不可逆传动时，主从动螺杆螺纹升角在螺纹自锁角以下，则输入轴只能单向带动输出轴转动，而输出轴不能带动输入轴转动。传动螺杆的齿形为渐开线梯形、三角形或者矩形。
本发明机械双螺杆传动付设计为传动不可逆状态时，若在输出轴一端储存足够的能量(力矩)，此时输入轴只要很小力矩就可带动输出轴运转，从而在输出轴的另一端就可获得较大的能量(力矩)，从而实现以小能量控制大能量，达到机械功率放大器的效果。
权利要求
1.一种机械双螺杆传动付，主要由箱体、输入轴(1)、输出轴(2)、主传动螺杆、从传动螺杆和轴承组成，螺杆传动付设在箱体中，其特征是输入轴上设有两个主传动螺杆(3)和(4)；输出轴上设有两个从传动螺杆(5)和(6)；相啮合的主传动螺杆和从传动螺杆旋转方向相反。
2.根据权利要求1所述的机械双螺杆传动付，其特征是传动比为螺杆付头数之比。
3.根据权利要求1所述的机械双螺杆传动付，其特征是当传动为可逆状态时，双螺杆的传动比等于主从动螺杆中径比；当传动为不可逆状态时，双螺杆的传动比不等于主从动螺杆中径比。
4.根据权利要求1所述的机械双螺杆传动付，其特征是传动螺杆的齿形为梯形、矩形或者三角形。
5.根据权利要求1所述的机械双螺杆传动付，其特征是传动螺杆为单头或者多头。
6.根据权利要求1所述的机械双螺杆传动付，其特征是啮合的主传动螺杆(3)和从传动螺杆(6)与啮合的主传动螺杆(4)和从传动螺杆(5)为双旋转方向。
7.根据权利要求1所述的机械双螺杆传动付，其特征是它为单级机械双螺杆传动结构或者多级机械双螺杆传动结构。
8.根据权利要求1所述的机械双螺杆传动付，其特征是它机械功率放大方面的应用。
全文摘要
本发明公开了一种机械双螺杆传动副，它主要由箱体、输入轴(1)、输出轴(2)、主传动螺杆、从传动螺杆和轴承组成，螺杆传动付设在箱体中，输入轴上设有两个主传动螺杆(3)和(4)；输出轴上设有两个从传动螺杆(5)和(6)；相啮合的主传动螺杆和从传动螺杆旋转方向相反。它既有较高传输效率，又能根据需要设计成具有自锁或不自锁功能。与同功率普通渐开线齿轮传动副相比，不仅具有传动效率高的特性，还具有体积小、重量轻、噪音小、传动平稳的优点，还具有机械功率放大效应。因此，可取代普通齿轮传动，用于传动系统。
文档编号F16H25/20GK1544830SQ200310106310
公开日2004年11月10日 申请日期2003年11月18日 优先权日2003年11月18日
发明者杨新功, 杨元珺, 孙利 申请人:杨新功