磁悬浮式蜗杆蜗轮互包络减速器的制作方法

本发明涉及机械传动技术领域，尤其涉及一种磁悬浮式蜗杆蜗轮互包络减速器。

背景技术：

蜗杆减速机是一种具有结构紧凑，传动比大，以及在一点条件下具有自锁功能的传动机械，运行平稳、噪音小、是最常用的减速机之一。但传动效率较低，磨损较严重。蜗轮蜗杆啮合传动时，啮合轮齿间的相对滑动速度大，故摩擦损耗大、效率低。另一方面，相对滑动速度大使齿面磨损严重、发热严重，为了散热和减小磨损，常采用价格较为昂贵的减摩性与抗磨性较好的材料及良好的润滑装置，因而成本较高。

目前电磁减速器基本上是通过通过发电结构带动输出轴以低于输出轴的旋转速度旋转。在这方面，专利cn105006949b公开一种电磁减速器，采用电磁结构来完成转矩的传递；专利cn1258857c公开一种磁性支承的电力传动系统，涉及一种在三个自由度内调节转子位置的无磨损的电力恒磁传动系统；专利cn104022619b公开一种输出转速可调的矿用永磁传动装置；专利cn106300887b公开一种永磁传动调速器，利用活塞式传动缸通过活塞杆直接驱动往复环运动，进而驱使往复轮带动所述永磁转子沿从动轴轴向移动，实现永磁转子与导体转子之间的耦合面积或气隙大小的调节，从而实现永磁传动调速器输出转速的调节；专利cn103414313b离心式磁传动装置，其磁力驱动机构包括磁体、螺旋线轴和磁体复位弹簧，磁体可沿该轨道绕螺旋线轴转动并沿螺旋线轴滑动，在磁体旋转和滑动过程中调整扭矩。上述技术各有优缺点。目前的悬浮技术主要包括磁悬浮、光悬浮、声悬浮、气流悬浮、电悬浮、粒子束悬浮等，其中磁悬浮技术比较成熟，磁悬浮技术实现形式比较多，主要可以分为系统自稳的被动悬浮和系统不能自稳的主动悬浮等。目前磁悬浮技术成功用于磁悬浮列车，由无接触的磁力支承、磁力导向和线性驱动系统组成的新型交通工具。利用磁悬浮技术中无接触的磁力支承大模数蜗轮减速传动装置，提高传动效率将是未来蜗杆减速机发展方向，但是目前该方面研究尚未见相关报道。。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种在保持蜗杆减速机优势的前提下，提高传动效率，减少蜗轮蜗杆在啮合传动时齿间的摩擦损耗的磁悬浮式蜗杆蜗轮互包络减速器。

本发明采用的技术方案如下：

本发明所提出的磁悬浮式蜗杆蜗轮互包络减速器，包括箱体、蜗杆、蜗轮轴、轮毂、一组蜗轮齿、一组线圈、集电环、电刷，其特征在于：所述箱体设有相互垂直的上通孔和下通孔；所述蜗杆同轴轴向依次设有输入键轴、右支撑轴、圆弧轴、左支撑轴，在圆弧轴上开有螺旋曲面槽；所述蜗轮轴同轴轴向依次设有输出键轴、前支撑轴、键槽轴、后支撑轴；所述轮毂设有轴向中心通孔和一组径向均布的开槽；所述蜗轮齿由强磁钢材质制成，一端设有圆弧螺旋齿，另一端设有圆柱；所述集电环设有同轴输入环和输出环；所述电刷设有输入电刷和输电刷；

所述箱体的下通孔与蜗杆的左、右支撑轴转动联接，所述箱体的上通孔与所述蜗轮轴的前、后支撑轴转动联接；所述蜗轮轴的键槽轴与所述轮毂的中心通孔和所述集电环固定连接；所述蜗轮齿的圆柱与所述轮毂的开槽固连，所述线圈固定装套在所述蜗轮齿的圆柱上，所述蜗轮齿的圆弧螺旋齿与所述蜗杆的螺旋曲面槽相互包络磁悬浮啮合；每个所述线圈的输入引线和输出引线分别与集电环的输入环和输出环连接；所述电刷的输入和输出电刷与所述箱体绝缘固连，位于箱体外侧的输入和输出电刷与电源连接，位于箱体内测的输入和输出电刷与分别与集电环的输入环和输出环弹性接触。

线圈通过电刷得电，可使蜗轮螺旋轮齿面与啮合接触蜗杆的螺旋面之间产生足够强的磁排斥力，迫使两接触的螺旋面保持悬浮非接触啮合传动。本发明不仅传动比大、高速平稳传动、结构紧凑的优势，而且传动效率高、磨损小，适合用于大模数蜗轮减速传动装置。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

1.利用磁悬浮力，实现蜗轮蜗杆悬浮非接触啮合传动，减少蜗轮蜗杆啮合传动时，啮合轮齿间的摩擦损耗。

2.保持现有蜗轮蜗杆啮合传动结构紧凑，传动比大，以及在一点条件下具有自锁功能的传动机械，同时具有运行平稳、噪音小的优势。

附图说明

图1是本发明所提出的磁悬浮式蜗杆蜗轮互包络减速器一个实施例的主视结构示意图；

图2是图1的俯视结构示意图。

其中，附图标记：1-箱体、2-蜗杆、3-蜗轮轴、4-轮毂、5-蜗轮齿、6-线圈、7-集电环、8-电刷、21-入键轴、22-右支撑轴、23-圆弧轴、24-左支撑轴、25-螺旋曲面槽、31-输出键轴、32-前支撑轴、33-键槽轴、34-后支撑轴。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

需要说明的是，在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“顶部”、“底部”、“一侧”、“另一侧”、“左”、“右”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作。

参见图1和图2，给出了本发明所提出的磁悬浮式蜗杆蜗轮互包络减速器的一个实施例的具体结构。该减速器包括箱体1、蜗杆2、蜗轮轴3、轮毂4、一组蜗轮齿5、一组线圈6、集电环7、电刷8，其特征在于所述箱体1设有相互垂直的上通孔和下通孔；所述蜗杆2同轴轴向依次设有输入键轴21、右支撑轴22、圆弧轴23、左支撑轴24，在其圆弧轴23上开有螺旋曲面槽25；所述蜗轮轴3同轴轴向依次设有输出键轴31、前支撑轴32、键槽轴33、后支撑轴34；所述轮毂4设有轴向中心通孔和一组径向均布的开槽；所述蜗轮齿5由强磁钢材质制成，一端设有圆弧螺旋齿，另一端设有圆柱；所述集电环7设有同轴输入环和输出环；所述电刷8设有输入电刷和输电刷；所述箱体1的下通孔与蜗杆2的左、右支撑轴转动联接，所述箱体1的上通孔与所述蜗轮轴3的前、后支撑轴转动联接；所述蜗轮轴3的键槽轴33与所述轮毂4的中心通孔和所述集电环7固定连接；所述蜗轮齿5的圆柱与所述轮毂4的开槽固连，所述线圈6固定装套在所述蜗轮齿5的圆柱上，所述蜗轮齿5的圆弧螺旋齿与所述蜗杆2的螺旋曲面槽相互包络磁悬浮啮合；每个所述线圈6的输入引线和输出引线分别与集电环7的输入环和输出环连接；所述电刷8的输入和输出电刷与所述箱体1绝缘固连，位于箱体1外侧的输入和输出电刷与电源连接，位于箱体1内测的输入和输出电刷与分别与集电环7的输入环和输出环弹性接触。线圈6通过电刷8得电，可使蜗轮螺旋轮齿面与啮合接触蜗杆的螺旋面之间产生足够强的磁排斥力，迫使两接触的螺旋面保持悬浮非接触啮合传动。本发明不仅传动比大、高速平稳传动、结构紧凑的优势，而且传动效率高、磨损小，适合用于大模数蜗轮减速传动装置。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。