蜗轮蜗杆传动装置制造方法
【专利摘要】一种蜗轮蜗杆传动装置，包括壳体，壳体内的容置空腔(120)中安装有相互啮合的蜗杆(300)和蜗轮(700)，所述蜗杆的传动轴的一端连接有第一驱动装置，所述蜗轮与输出装置相连，所述容置空腔(120)内还设有叶轮(900)，所述叶轮与第二驱动装置相连，并在所述第二驱动装置的驱动下旋转，所述壳体上开设有进气口(111)和出气口(101)，在叶轮的旋转作用下，气流从进气口(111)进入壳体并从出气口(101)排出。本实用新型结构简单、成本低廉，在传动装置的底壳内部形成空气循环系统，有效将蜗轮、蜗杆啮合运动产生的热量排除，散热效果好，工作效率高。
【专利说明】蜗轮蜗杆传动装置
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种蜗轮蜗杆传动装置，属于机械制造【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 图1为现有蜗轮蜗杆传动装置的爆炸图；图2为现有蜗轮蜗杆传动装置的剖视图； 图3为图2的俯视图。如图1至图3所示，现有蜗轮蜗杆传动装置包括底壳100和上盖110， 传动轴200通过设置在两端的滚珠轴承500可旋转固设在底壳100上，一端固定在底壳100 内，另一端凸伸到底壳100外与皮带轮600固定。蜗杆300通过弹性销400固定在传动轴 200上，底壳100内设有容置空腔120,与蜗杆300相互啮合的蜗轮700通过齿轮轴710固 设在所述容置空腔120内。容置空腔120内还设有输出齿轮800,蜗轮700上一体设置传动 齿720,所述输出齿轮800与传动齿720相互啮合。
[0003] 结合图1至图3所示，在该蜗轮蜗杆传动装置中，蜗轮700和蜗杆300在啮合运动 的过程中会产生大量热量，主要是蜗杆和蜗轮之间的滑动摩擦产生大量热量。如果采用塑 胶材质，由于塑胶的物理性能会随着温度的升高而降低，最终导致蜗轮蜗杆发生热磨损，使 用寿命缩短，直至会导致运动副的快速失效。
[0004] 为了解决上述问题，在蜗轮700和蜗杆300外部围设的底壳100通常为铝制底壳， 这样可以将蜗轮蜗杆在运动过程中产生的热量快速扩散出去，实现降温效果。但是，由于铝 制底壳的成本大大高于塑胶底壳，无法满足降低成本的需求，因此亟待开发出一种成本低 廉，效果优异的降温方案。 实用新型内容
[0005] 本实用新型所要解决的技术问题在于针对现有技术的不足，提供一种蜗轮蜗杆传 动装置，实现散热的部分元件结构非常简单，配合开设在底壳上的进气口和出气口，在传动 装置的底壳内部形成空气循环系统，有效将蜗轮、蜗杆啮合运动产生的热量排除，用较低的 成本改善了传动装置底壳内温度过高的问题，散热效果好，工作效率高。
[0006] 本实用新型的所要解决的技术问题是通过如下技术方案实现的：
[0007] -种蜗轮蜗杆传动装置，包括壳体，壳体内的容置空腔中安装有相互啮合的蜗杆 和蜗轮，所述蜗杆的传动轴的一端连接有第一驱动装置，所述蜗轮与输出装置相连，所述容 置空腔内还设有叶轮，所述叶轮与第二驱动装置相连，并在所述第二驱动装置的驱动下旋 转，所述壳体上开设有进气口和出气口，在叶轮的旋转作用下，气流从进气口进入壳体并从 出气口排出。
[0008] 叶轮在壳体内的具体设置位置可以根据实际结构设置上的需要进行调整，比如， 所述叶轮可以设置在所述蜗杆的传动轴上；或者，所述叶轮也可以设置在所述蜗轮的传动 轴上；
[0009] 为了节约能源，所述第一驱动装置和第二驱动装置可以为同一驱动装置。
[0010] 所述进气口和出气口分别位于蜗杆与蜗轮啮合位置的两侧； toon] 或者，所述进气口位于蜗杆与蜗轮啮合位置的上方、所述出气口位于蜗杆与蜗轮 啮合位置的一侧。
[0012] 进一步地，为了排气方便，所述出气口的开设位置与所述叶轮的固定位置相对应。
[0013] 同时，根据排气量大小的需要，对进气口和出气口的尺寸也需要有一定的要求，所 述出气口沿传动轴方向的长度大于叶轮的轴向长度；所述进气口的面积大于或等于单片叶 轮叶片的面积。
[0014] 另外，所述输出装置包括输出齿轮和一体设置在所述蜗轮上的传动齿，所述输出 齿轮与所述传动齿相互啮合。
[0015] 所述驱动装置包括外部动力源和与其相连的皮带轮，所述皮带轮固设在所述传动 轴上。
[0016] 为了提高工作效率，所述进气口处还与外部鼓风机组相连。
[0017] 综上所述，本实用新型结构简单、成本低廉，在传动装置的底壳内部形成空气循环 系统，有效将蜗轮、蜗杆啮合运动产生的热量排除，散热效果好，工作效率高。
[0018] 下面结合附图和具体实施例，对本实用新型的技术方案进行详细地说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0019] 图1为现有蜗轮蜗杆传动装置的爆炸图；
[0020] 图2为现有蜗轮蜗杆传动装置的剖视图；
[0021] 图3为图2的俯视图；
[0022] 图4为本实用新型的爆炸图；
[0023] 图5为本实用新型的剖视图；
[0024] 图6为图5的俯视图；
[0025] 图7为图6的左视图；
[0026] 图8为本实用新型的局部剖视图；
[0027] 图9为图8的A-A剖视图。
【具体实施方式】
[0028] 图4为本实用新型的爆炸图；图5为本实用新型的剖视图；图6为图5的俯视图， 图6省略图4中的输出齿轮800 ;图7为图6的左视图。结合图4至图7所示，本实用新型提 供一种带有散热单元的蜗轮蜗杆传动装置，整体上说，包括壳体，壳体内的容置空腔120中 安装有相互啮合的蜗杆300和蜗轮700,所述蜗杆的传动轴的一端连接有第一驱动装置，所 述蜗轮与输出装置相连。所述容置空腔120内还设有叶轮900,所述叶轮与第二驱动装置相 连，并在所述第二驱动装置的驱动下旋转，所述壳体上开设有进气口 111和出气口 101，在 叶轮的旋转作用下，气流从进气口进入壳体并从出气口排出。具体来说，所述的壳体包括底 壳100和上盖110,传动轴200通过设置在两端的滚珠轴承500可旋转固设在底壳100上， 一端固定在底壳100内，另一端凸伸到底壳100外与皮带轮600固定。蜗杆300通过弹性 销400固定在传动轴200上，与蜗杆300相互啮合的蜗轮700通过齿轮轴710固设在所述 容置空腔120内。容置空腔120内还设有输出齿轮800,蜗轮700上一体设置传动齿720， 所述输出齿轮800与传动齿720相互啮合。同时，在蜗杆300固定在底壳100的一端与底 壳100之间的容置空间内，与蜗杆300同轴设置有叶轮900。上盖110上开设有进气口 111， 底壳100上开设有出气口 101。
[0029] 为了节约能源，所述第一驱动装置和第二驱动装置可以为同一驱动装置。也就是 说，叶轮既可以由用于驱动蜗轮蜗杆的驱动装置驱动，也可以设置独立的驱动装置。
[0030] 为了更好的散热，所述进气口 111和出气口 101分别位于蜗杆与蜗轮啮合位置的 两侧，即使得进气口 111和出气口 101之间形成的散热气流流经蜗杆与蜗轮啮合处。或者， 也可以将所述进气口设置在蜗杆与蜗轮啮合位置的上方、所述出气口位于蜗杆与蜗轮啮合 位置的一侧。本领域技术人员可以根据实际需要对进气口 111和出气口 101的设置位置进 行选择。进一步地，为了排气方便，所述出气口 101的开设位置与所述叶轮的固定位置相对 应。本实施例中，出气口 101开设在叶轮900的径向的一侧的底壳100上。
[0031] 同时，根据排气量大小的需要，对进气口和出气口的尺寸也需要有一定的要求，所 述出气口沿传动轴方向的长度大于叶轮的轴向长度；所述进气口的面积大于或等于单片叶 轮叶片的面积。更具体地，如图9所示，图中的a、b分别代表出气口的长度和宽度，其他 字母及其代表的含义包括：C为叶轮顶部到侧壁最大距离、d为叶轮宽度、e为叶轮叶片高 度、以及f为叶轮顶部到侧壁最小距离。上述各个参数之间的关系包括：出气口的面积= a*b > a* (c+e)，其中，a>d, c>f，b > (c+e)。
[0032] 另外，所述输出装置包括输出齿轮和一体设置在所述蜗轮上的传动齿，所述输出 齿轮与所述传动齿相互啮合。所述驱动装置包括外部动力源和与其相连的皮带轮，所述皮 带轮固设在所述传动轴上。
[0033] 叶轮在壳体内的具体设置位置可以根据实际结构设置上的需要进行调整，比如， 所述叶轮可以设置在所述蜗杆的传动轴上；或者，所述叶轮也可以设置在所述蜗轮的传动 轴上。具体来说，叶轮设于蜗杆的传动轴上为较佳的传动方式，由蜗杆带动叶轮旋转，转速 高，叶轮尺寸可以设计得较小；叶轮也可以与蜗轮同轴，由蜗轮带动叶轮旋转，叶轮可以做 大，转速相对较小；另外，叶轮也可以由额外的小电机带动，此时，叶轮和蜗杆蜗轮的驱动装 置不同。
[0034] 如图4至图7所示，本实用新型所提供的带有散热单元的蜗轮蜗杆传动装置的工 作过程是这样的：外部动力源（图中未示出）与皮带轮600相连，皮带轮600带动传动轴 200转动，固定在传动轴200上的蜗杆300和叶轮900同步转动。蜗杆300与蜗轮700相 互啮合，蜗轮700又通过一体设置的传动齿720与输出齿轮800相互啮合将动力传送出去。 根据传动装置的输出要求，输出齿轮800也可以不需要，如图6与图4相比，省掉输出齿轮 800,直接由蜗轮700输出。
[0035] 图8为本实用新型的局部剖视图；图9为图8的A-A剖视图。如图8并结合图9 所示，本实用新型能够有效辅助降温的原理在于：本实用新型在蜗杆300的传动轴200上固 定连接叶轮900,蜗轮700、蜗杆300运动产生的动力，带动与蜗杆300同轴的叶轮900 -起 运动，随着叶轮900做高速旋转，叶轮900的叶片与底壳100间的密封室之间的负压逐渐增 大，形成局部真空，大量空气由设置在底壳100上的进气口 111被吸入，而被吸入的空气在 叶轮900离心力与局部真空的作用下快速由出气口 101吐出底壳100,于是空气不断地从进 气口 111吸入，从出气口 101吐出，形成一个空气循环系统。蜗轮700和蜗杆300啮合产生 的热量，同时随着空气的流动，经过出气口 101排出底壳100,从而达到给传动装置内部降 温的效果。图8和图9中的B代表气流在壳体内的流动方向。
[0036] 为了提高工作效率，还可以将所述进气口与外部鼓风机组相连。除了可以采用上 述实施例中的进气口负压吸入空气之外，还可以用鼓风机吹入空气。本实用新型的进气口 和出气口可以设置在多种位置，除了本实施例的设置方式之外，设置在别的地方也是可以 的，以进气口和出气口之间的气流流经蜗轮蜗杆啮合处为佳。根据叶轮的不同，如使用离心 风扇、轴流风扇、混流风扇等，其出气口的设置位置也随之对应调整。
[0037] 综上所述，本实用新型结构简单、成本低廉，在传动装置的底壳内部形成空气循环 系统，有效将蜗轮、蜗杆啮合运动产生的热量排除，散热效果好，工作效率高。
【权利要求】
1. 一种蜗轮蜗杆传动装置，包括壳体，壳体内的容置空腔（120)中安装有相互啮合的 蜗杆（300)和蜗轮（700)，所述蜗杆的传动轴的一端连接有第一驱动装置，所述蜗轮与输出 装置相连，其特征在于，所述容置空腔（120)内还设有叶轮（900)，所述叶轮与第二驱动装 置相连，并在所述第二驱动装置的驱动下旋转，所述壳体上开设有进气口（111)和出气口 (101)，在叶轮的旋转作用下，气流从进气口（111)进入壳体并从出气口（101)排出。
2. 如权利要求1所述蜗轮蜗杆传动装置，其特征在于，所述叶轮（900)设置在所述蜗杆 的传动轴上。
3. 如权利要求1所述的蜗轮蜗杆传动装置，其特征在于，所述叶轮（900)设置在所述蜗 轮的传动轴上。
4. 如权利要求1所述的蜗轮蜗杆传动装置，其特征在于，所述第一驱动装置和第二驱 动装置为同一驱动装置。
5. 如权利要求2、3或4任一项所述的蜗轮蜗杆传动装置，其特征在于，所述进气口 (111)和出气口（101)分别位于蜗杆与蜗轮啮合位置的两侧。
6. 如权利要求2、3或4任一项所述的蜗轮蜗杆传动装置，其特征在于，所述进气口 (111)位于蜗杆与蜗轮啮合位置的上方、所述出气口（101)位于蜗杆与蜗轮啮合位置的一 侧。
7. 如权利要求5或6所述的蜗轮蜗杆传动装置，其特征在于，所述出气口（101)的开设 位置与所述叶轮（900)的固定位置相对应。
8. 如权利要求7所述的蜗轮蜗杆传动装置，其特征在于，所述出气口（111)沿传动轴方 向的长度大于叶轮的轴向长度。
9. 如权利要求7所述的蜗轮蜗杆传动装置，其特征在于，所述进气口（111)的面积大于 或等于单片叶轮叶片的面积。
10. 如权利要求1所述的蜗轮蜗杆传动装置，其特征在于，所述输出装置包括输出齿轮 (800)和一体设置在所述蜗轮（700)上的传动齿（720)，所述输出齿轮与所述传动齿相互啮 合。
11. 如权利要求1所述的蜗轮蜗杆传动装置，其特征在于，所述驱动装置包括外部动力 源和与其相连的皮带轮￠00)，所述皮带轮固设在所述传动轴（200)上。
12. 如权利要求1所述的蜗轮蜗杆传动装置，其特征在于，所述进气口（111)处还与外 部鼓风机组相连。
【文档编号】F16H57/039GK203892533SQ201420243740
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年5月13日 优先权日:2014年5月13日
【发明者】王宣建 申请人:科沃斯机器人有限公司