带针齿壳结构的高适应性的蜗轮蜗杆减速机及铸造方法与流程

本发明涉及蜗轮蜗杆减速机技术领域，具体为带针齿壳结构的高适应性的蜗轮蜗杆减速机及铸造方法。

背景技术：

蜗轮蜗杆减速机是一种动力传达机构，利用齿轮的速度转换器，将电机（马达）的回转数减速到所要的回转数，并得到较大转矩的机构。在用于传递动力与运动的机构中，减速机的应用范围相当广泛。在各式机械的传动系统中都可以见到它的踪迹，从交通工具的船舶、汽车、机车，建筑用的重型机具，机械工业所用的加工机具及自动化生产设备，到日常生活中常见的家电，钟表等等。其应用从大动力的传输工作，到小负荷，精确的角度传输都可以见到减速机的应用，且在工业应用上，减速机具有减速及增加转矩功能。因此广泛应用在速度与扭矩的转换设备。减速机的作用主要有：降速同时提高输出扭矩，扭矩输出比例按电机输出乘减速比，但要注意不能超出减速机额定扭矩；减速同时降低了负载的惯量，惯量的减少为减速比的平方。大家可以看一下一般电机都有一个惯量数值。

现有的蜗轮蜗杆减速机一般只是内部一套蜗轮蜗杆进行传动，传动比固定，进而只能达到指定的减速效果，通用性不强，且对于一些安装空间有限或主动轴从动轴位置与常规蜗轮蜗杆减速机不匹配的安装环境，常规的蜗轮蜗杆减速机不能直接安装，还需要其他传动结构配合，使用不便。

技术实现要素：

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了带针齿壳结构的高适应性的蜗轮蜗杆减速机及铸造方法，解决了现有的蜗轮蜗杆减速机一般只是内部一套蜗轮蜗杆进行传动，传动比固定，进而只能达到指定的减速效果，通用性不强，且对于一些安装空间有限或主动轴从动轴位置与常规蜗轮蜗杆减速机不匹配的安装环境，常规的蜗轮蜗杆减速机不能直接安装的问题。

（二）技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：带针齿壳结构的高适应性的蜗轮蜗杆减速机，包括壳体，所述壳体内部的中间设置有蜗轮，所述壳体内表面的顶部转动连接有蜗杆，且蜗杆的表面与蜗轮相互啮合，所述壳体的左右两侧均固定连接有散热鳍片，所述蜗轮正面的圆心处固定连接有转轴，且转轴的前端固定连接有中心齿轮，所述壳体内部的前侧转动连接有针齿壳，且针齿壳套设在中心齿轮的外部，所述中心齿轮的表面啮合有行星齿轮，且针齿壳的内表面开设有与行星齿轮相啮合的齿槽，所述蜗杆的左右两端均固定连接有第一固定套，且第一固定套的内部通过螺栓固定连接有第一传动轴，所述壳体的前后两侧均通过轴承转动连接有第二固定套，且第二固定套的表面与轴承的内表面滑动连接，所述第二固定套的一端贯穿壳体并延伸至壳体的外部，所述第二固定套的内表面且位于壳体的外部通过螺栓固定连接有第二传动轴，两个所述第二固定套位于壳体内部的一端分别与针齿壳的正面和蜗轮的背面固定连接。

优选的，所述针齿壳的背面通过螺钉固定连接有支撑盖，所述支撑盖的中心通过轴承与转轴的表面转动连接，且转轴的表面与轴承的内表面滑动连接。

优选的，所述壳体的前后两侧且位于第二固定套的外部均固定连接有定位套，所述定位套的内部螺纹连接有定位销，且定位销的一端延伸至定位套与第二固定套之间，所述定位销位于定位套内部的一端转动连接有钢珠，且第二固定套的表面开设有与钢珠的表面滚动连接有环形定位凹槽，所述环形定位凹槽共设置有四个，且对称设置在两个第二固定套上。

优选的，所述行星齿轮设置有三个，且均匀分布在中心齿轮的外部，所述行星齿轮的轴心通过短轴与针齿壳内表面的前侧转动连接。

优选的，所述传动轴的表面且位于固定套的内部固定连接有花键，且固定套的内表面开设有与花键相适配的键槽。

优选的，所述壳体的内部且位于蜗轮和针齿壳的下方固定连接有弧形板，且弧形板的底部开设有集污槽。

优选的，所述壳体前后两侧的下方且位于集污槽的前后两端均开设有排污口，排污口的内表面卡接有橡胶塞，所述针齿壳的前后两侧且位于齿槽的内部均开设有清洗出水口。

优选的，所述壳体的顶部通过螺栓固定连接有顶盖，且壳体内部的左右两侧均开设有与顶盖两侧滑动连接的燕尾槽。

本发明还公开了带针齿壳结构的高适应性的蜗轮蜗杆减速机的铸造方法，具体包括以下步骤：

步骤一、混砂阶段：制备型砂和芯砂，供造型所用，然后将旧土和适量黏土放入混砂机，添加适量的水进行搅拌便可；

步骤二、制模阶段：根据壳体、蜗轮、蜗杆、中心齿轮和行星齿轮的零件图纸，用雕刻机对这些零件制作模具和芯盒；

步骤三、造型阶段：用型砂形成铸件的形腔，再用芯砂制成铸件的内部形状，即制成泥芯，然后把泥芯放入型腔里面，把上下砂箱合好，查看是否匹配，不匹配的进行精修直至匹配；

步骤四、熔炼阶段：按照所需要的金属成份配好化学成份，选择合适规格的电炉熔化合金材料，形成合格的液态金属液；

步骤五、浇注阶段：用铁水包把电炉里融化的铁水匀速注入造好的型里，让铁水注满整个型腔，然后等待冷却即可；

步骤六、清理阶段：等融熔金属凝固后，拿锤子去掉浇口并震掉铸件的砂子，然后使用喷砂机进行喷砂；

步骤七、铸件检验：对铸件的硬度和表面缺陷等进行检验，检验合格的半成品便可进行下一步的精加工工序

（三）有益效果

本发明提供了带针齿壳结构的高适应性的蜗轮蜗杆减速机及铸造方法。与现有技术相比，具备以下有益效果：

（1）、该带针齿壳结构的高适应性的蜗轮蜗杆减速机及铸造方法，通过在蜗轮正面的圆心处固定连接有转轴，且转轴的前端固定连接有中心齿轮，壳体内部的前侧转动连接有针齿壳，且针齿壳套设在中心齿轮的外部，中心齿轮的表面啮合有行星齿轮，且针齿壳的内表面开设有与行星齿轮相啮合的齿槽，蜗杆的左右两端均固定连接有第一固定套，且第一固定套的内部通过螺栓固定连接有第一传动轴，壳体的前后两侧均通过轴承转动连接有第二固定套，第二固定套的一端贯穿壳体并延伸至壳体的外部，第二固定套的内表面且位于壳体的外部通过螺栓固定连接有第二传动轴，两个第二固定套位于壳体内部的一端分别与针齿壳的正面和蜗轮的背面固定连接，通过在传统蜗轮和蜗杆变速传动的基础上，再增加针齿壳与行星齿轮、中心齿轮组成的行星轮变速机构，并在蜗杆的左右两端、针齿壳正面的圆心处和蜗轮背面的圆心处均设置传动轴，使该减速机具备多重减速效果，将主动轴从动轴与不同的传动轴连接可实现不同的安装效果，且选择不同的传动轴也可满足不同轴安装位置的需求，更可实现一带多进行传动，适应性强。

（2）、该带针齿壳结构的高适应性的蜗轮蜗杆减速机及铸造方法，通过在壳体的前后两侧均通过轴承转动连接有第二固定套，且第二固定套的表面与轴承的内表面滑动连接，针齿壳的背面通过螺钉固定连接有支撑盖，支撑盖的中心通过轴承与转轴的表面转动连接，且转轴的表面与轴承的内表面滑动连接，将两个第二固定套和转轴设置成可前后滑动的形式，在将两个第二固定套一起滑到前侧时，中心齿轮与行星齿轮可保持传动，而蜗杆与蜗轮可脱离，在此基础上将后侧的第二固定套向后拉动，则可使中心齿轮与行星齿轮脱离，并使蜗杆与蜗轮保持传动，而在此基础上再次将前侧第二固定套向后推动后，可使中心齿轮与行星齿轮再次啮合传动，即齿轮传动和蜗轮蜗杆传动同时工作，三种工作方式，可实现一带一和一带多的效果，可根据不同使用场景灵活切换，通用性更强，且可在一带一时避免其他路传动件同时运转，避免了空载的问题。

（3）、该带针齿壳结构的高适应性的蜗轮蜗杆减速机及铸造方法，通过在壳体的前后两侧且位于第二固定套的外部均固定连接有定位套，定位套的内部螺纹连接有定位销，且定位销的一端延伸至定位套与第二固定套之间，定位销位于定位套内部的一端转动连接有钢珠，且第二固定套的表面开设有与钢珠的表面滚动连接有环形定位凹槽，环形定位凹槽共设置有四个，且对称设置在两个第二固定套上，通过设置定位套配合定位销，可将第二固定套的位置进行锁死，只需将第二固定套上对应的环形定位凹槽移动至定位销处便可，且利用钢珠配合环形定位凹槽，即可实现对第二固定套左右移动的限制，还不影响第二固定套的转动，结构简单实用。

（4）、该带针齿壳结构的高适应性的蜗轮蜗杆减速机及铸造方法，通过在蜗杆的左右两端均固定连接有第一固定套，且第一固定套的内部通过螺栓固定连接有第一传动轴，壳体的前后两侧均通过轴承转动连接有第二固定套，第二固定套的内表面且位于壳体的外部通过螺栓固定连接有第二传动轴，第一传动轴和第二传动轴的表面且位于第一固定套和第二固定套的内部均固定连接有花键，且第一固定套和第二固定套的内表面均开设有与花键相适配的键槽，传动轴均可拆卸，进而在选择好所需的传动轴后，可将多余的传动轴拆下，不占用过多的空间，且不会对他人或周围设备线路造成麻烦，同时设置花键与键槽配合，在方便安装的同时保证了抗扭矩能力，使用安全方便。

（5）、该带针齿壳结构的高适应性的蜗轮蜗杆减速机及铸造方法，通过在壳体的内部且位于蜗轮和针齿壳的下方固定连接有弧形板，且弧形板的底部开设有集污槽，壳体前后两侧的下方且位于集污槽的前后两端均开设有排污口，排污口的内表面卡接有橡胶塞，针齿壳的前后两侧且位于齿槽的内部均开设有清洗出水口，壳体的顶部通过螺栓固定连接有顶盖，且壳体内部的左右两侧均开设有与顶盖两侧滑动连接的燕尾槽，通过设置弧形板配合集污槽，使冲洗时的油污可集中排出，便于彻底的对减速机内部进行清理，且在顶部设置可整体打开的顶盖，使设备内部的清理和检修均较为方便，同时设置燕尾槽进行限制，只需使用两个螺栓便可实现固定，便于装拆。

附图说明

图1为本发明针齿壳结构的主视图；

图2为本发明蜗轮与蜗杆结构的主视图；

图3为本发明整体结构的主视图；

图4为本发明针齿壳内部结构的后视图；

图5为本发明齿轮传动状态的示意图；

图6为本发明花键与键槽结构的示意图；

图7为本发明图1中a处的局部放大图；

图8为本发明图5中b处的局部放大图。

图中，1-壳体、2-蜗轮、3-蜗杆、4-散热鳍片、5-转轴、6-中心齿轮、7-针齿壳、8-行星齿轮、9-齿槽、10-第一固定套、11-第一传动轴、12-第二固定套、13-第二传动轴、14-支撑盖、15-定位套、16-花键、17-键槽、18-弧形板、19-集污槽、20-橡胶塞、21-清洗出水口、22-顶盖、23-燕尾槽、24-定位销、25-钢珠、26-环形定位凹槽。

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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-8，本发明实施例提供一种技术方案：带针齿壳结构的高适应性的蜗轮蜗杆减速机，包括壳体1，壳体1的前后两侧且位于第二固定套12的外部均固定连接有定位套15，定位套15的内部螺纹连接有定位销24，且定位销24的一端延伸至定位套15与第二固定套12之间，定位销24位于定位套15内部的一端转动连接有钢珠25，且第二固定套12的表面开设有与钢珠25的表面滚动连接有环形定位凹槽26，环形定位凹槽26共设置有四个，且对称设置在两个第二固定套12上，通过设置定位套15配合定位销24，可将第二固定套12的位置进行锁死，只需将第二固定套12上对应的环形定位凹槽26移动至定位销24处便可，且利用钢珠25配合环形定位凹槽26，即可实现对第二固定套12左右移动的限制，还不影响第二固定套12的转动，结构简单实用，壳体1的内部且位于蜗轮2和针齿壳7的下方固定连接有弧形板18，且弧形板18的底部开设有集污槽19，壳体1前后两侧的下方且位于集污槽19的前后两端均开设有排污口，排污口的内表面卡接有橡胶塞20，针齿壳7的前后两侧且位于齿槽9的内部均开设有清洗出水口21，壳体1的顶部通过螺栓固定连接有顶盖22，且壳体1内部的左右两侧均开设有与顶盖22两侧滑动连接的燕尾槽23，通过设置弧形板18配合集污槽19，使冲洗时的油污可集中排出，便于彻底的对减速机内部进行清理，且在顶部设置可整体打开的顶盖22，使设备内部的清理和检修均较为方便，同时设置燕尾槽23进行限制，只需使用两个螺栓便可实现固定，便于装拆，壳体1内部的中间设置有蜗轮2，壳体1内表面的顶部转动连接有蜗杆3，且蜗杆3的表面与蜗轮2相互啮合，壳体1的左右两侧均固定连接有散热鳍片4，散热鳍片4为冲压后焊接在壳体1上，蜗轮2正面的圆心处固定连接有转轴5，且转轴5的前端固定连接有中心齿轮6，壳体1内部的前侧转动连接有针齿壳7，且针齿壳7套设在中心齿轮6的外部，针齿壳7的圆弧面为板材弯曲后焊接在正面的圆板上加工而成，针齿壳7的背面通过螺钉固定连接有支撑盖14，支撑盖14为板材冲压制成，支撑盖14的中心通过轴承与转轴5的表面转动连接，且转轴5的表面与轴承的内表面滑动连接，将两个第二固定套12和转轴5设置成可前后滑动的形式，在将两个第二固定套12一起滑到前侧时，中心齿轮6与行星齿轮8可保持传动，而蜗杆3与蜗轮2可脱离，在此基础上将后侧的第二固定套12向后拉动，则可使中心齿轮6与行星齿轮8脱离，并使蜗杆3与蜗轮2保持传动，而在此基础上再次将前侧第二固定套12向后推动后，可使中心齿轮6与行星齿轮8再次啮合传动，即齿轮传动和蜗轮蜗杆传动同时工作，三种工作方式，可实现一带一和一带多的效果，可根据不同使用场景灵活切换，通用性更强，且可在一带一时避免其他路传动件同时运转，避免了空载的问题，中心齿轮6的表面啮合有行星齿轮8，且针齿壳7的内表面开设有与行星齿轮8相啮合的齿槽9，行星齿轮8设置有三个，且均匀分布在中心齿轮6的外部，行星齿轮8的轴心通过短轴与针齿壳7内表面的前侧转动连接，蜗杆3的左右两端均固定连接有第一固定套10，且第一固定套10的内部通过螺栓固定连接有第一传动轴11，第一传动轴11和第二传动轴13的表面且位于第一固定套10和第二固定套12的内部均固定连接有花键16，且第一固定套10和第二固定套12的内表面均开设有与花键16相适配的键槽17，传动轴均可拆卸，进而在选择好所需的传动轴后，可将多余的传动轴拆下，不占用过多的空间，且不会对他人或周围设备线路造成麻烦，同时设置花键16与键槽17配合，在方便安装的同时保证了抗扭矩能力，使用安全方便，壳体1的前后两侧均通过轴承转动连接有第二固定套12，且第二固定套12的表面与轴承的内表面滑动连接，第二固定套12的一端贯穿壳体1并延伸至壳体1的外部，第二固定套12的内表面且位于壳体1的外部通过螺栓固定连接有第二传动轴13，传动轴等轴类零件为棒料切削加工而成，两个第二固定套12位于壳体1内部的一端分别与针齿壳7的正面和蜗轮2的背面固定连接，通过在传统蜗轮2和蜗杆3变速传动的基础上，再增加针齿壳7与行星齿轮8、中心齿轮6组成的行星轮变速机构，并在蜗杆3的左右两端、针齿壳7正面的圆心处和蜗轮2背面的圆心处均设置传动轴11，使该减速机具备多重减速效果，将主动轴从动轴与不同的传动轴11连接可实现不同的安装效果，且选择不同的传动轴11也可满足不同轴安装位置的需求，更可实现一带多进行传动，适应性强。

本发明还公开了带针齿壳结构的高适应性的蜗轮蜗杆减速机的铸造方法，具体包括以下步骤：

步骤一、混砂阶段：制备型砂和芯砂，供造型所用，然后将旧土和适量黏土放入混砂机，添加适量的水进行搅拌便可。

步骤二、制模阶段：根据壳体1、蜗轮2、蜗杆3、中心齿轮6和行星齿轮8的零件图纸，用雕刻机对这些零件制作模具和芯盒，制模一般需要2-10天不等。

步骤三、造型阶段：用型砂形成铸件的形腔，再用芯砂制成铸件的内部形状，即制成泥芯，然后把泥芯放入型腔里面，把上下砂箱合好，查看是否匹配，不匹配的进行精修直至匹配。

步骤四、熔炼阶段：按照所需要的金属成份配好化学成份，选择合适规格的电炉熔化合金材料，形成合格的液态金属液，熔炼一般采用冲天炉或者电炉由于环保要求，冲天炉现在基本取缔，基本使用电炉。

步骤五、浇注阶段：用铁水包把电炉里融化的铁水匀速注入造好的型里，让铁水注满整个型腔，然后等待冷却即可，浇注铁水比较危险需要注意安全。

步骤六、清理阶段：等融熔金属凝固后，拿锤子去掉浇口并震掉铸件的砂子，然后使用喷砂机进行喷砂。

步骤七、铸件检验：对铸件的硬度和表面缺陷等进行检验，检验合格的半成品便可进行下一步的精加工工序。

使用时，将壳体1固定在指定位置，若选择齿轮传动方式，可将两个第二固定套12一起滑到前侧，使两个第二固定套12上后侧的环形定位凹槽26移动至定位销24的位置，然后拧紧定位销24，使钢珠25卡进环形定位凹槽26内，实现对第二固定套12的固定，此时中心齿轮6与行星齿轮8啮合保持传动，而蜗杆3与蜗轮2可脱离；若需要蜗轮蜗杆传动方式，可在齿轮传动方式的基础上，将后侧的定位销24拧松，然后将后侧的第二固定套12向后拉动，使其上前侧的环形定位凹槽26移动至定位销24的位置，然后拧紧定位销24将第二固定套12卡住，此时中心齿轮6脱离行星齿轮8，而蜗轮2移动至蜗杆3底部完成啮合；若需要齿轮传动和蜗轮蜗杆传动同时进行，可在蜗轮蜗杆传动方式的基础上，将前侧的定位销24拧松，然后将前侧的第二固定套12向后拉动，使其上前侧的环形定位凹槽26移动至定位销24的位置，然后拧紧定位销24将前侧的第二固定套12卡住，此时行星齿轮8再次与中心齿轮6啮合，且蜗轮2与蜗杆3还保持啮合，将设备的主动轴和从动轴与相应的传动轴连接，即可实现不同的变速传动方式。

当需要对内部进行清洗时，将顶盖22上的螺栓拆下，然后向后滑出顶盖22，再将橡胶塞20拔出，便可直接对壳体1内零件进行冲洗，污水通过弧形板18集中到集污槽19内，然后从排污口排出。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。