一种用于传动装置的传动杆的制作方法

本实用新型涉及机械设备领域，尤其涉及一种用于传动装置的传动杆。

背景技术：

蜗杆传动用于两轴交错、传动比大、传递功率不太大或间歇工作的场合，由于具有传动平稳、噪音小、冲击载荷小，且具有自锁性等优点，作为机械传动中的一种重要传动方式在国防、冶金、造船、建筑、化工等行业得到广泛的应用。然而，普通蜗杆传动普遍具有以下显著缺点：

普通蜗杆传动为了在啮合齿廓之间形成润滑油膜，避免因轮齿摩檫发热膨胀而卡死，其共轭齿的两个非工作齿廓之间必须留有间隙，此间隙称为齿侧间隙，简称侧隙。为保证蜗杆副正常的啮合和传动此侧隙通常用以储藏润滑油并用来补偿传动所产生的热变性、弹性变形、制造和安装误差等。但是，在需要正反转的传动中，齿侧间隙的存在会产生齿间冲击，同时影响齿轮传动的平稳性。

普通蜗杆传动在传动过程中容易发生磨损,其原因在于传动副在共轭齿面处相对运动速度总大于蜗杆圆周速度或蜗轮圆周速度，因此在任何位置接触点的相对速度都不会为零且始终处于滑动摩擦状态，即啮合齿轮间有较大的相对滑动速度,从而会导致齿面的磨损、发热和能量的消耗，这就使得普通蜗杆传动的摩擦损耗功率大，传动效率低，齿面磨损快，精度寿命低。

中国专利(公布号为cn203770537u)公开了一种涉及传动装置技术领域的环面蜗杆传动副，所述的传动副包含壳体、端盖、驱动马达、平面包络环面蜗杆和渐开线圆柱斜齿轮；所述的壳体内安装有由端盖定位，且由驱动马达带动的平面包络环面蜗杆，该平面包络环面蜗杆与固定套于回转支撑轴承内圈外部的渐开线圆柱斜齿轮啮合传动；所述的传动副能够实现较大的传动比，因此能够适用于大扭矩的回转传动。但是，该专利至少具有以下缺陷：该专利中啮合间隙的存在将会引起较大的累积误差，严重影响整个系统的传动精度、位置精度和动态响应特性；并且传动啮合齿面间的滑动摩擦，不可避免地存在齿面磨损较严重的问题，具有一定的功能缺陷。因此，本实用新型是克服现有技术的不足提供的一种用于传动装置的传动杆。

技术实现要素：

针对现有技术之不足，本实用新型提供了一种用于传动装置的传动杆，至少包括杆体、蜗轮和杆体上的螺道，所述蜗轮的滚动体抵靠于所述螺道上，其中：在所述滚动体绕所述蜗轮的中心转动的情况下，所述滚动体按照与所述螺道局部线接触的方式带动所述杆体转动。

根据一个优选实施方式，所述杆体上设置有用于分隔所述螺道的螺纹，在沿着所述杆体的轴向两端至轴向中心的方向上，所述螺纹按照等螺距的方式分布，即所述螺道的宽度相同，并且所述螺道的深度相同。

根据一个优选实施方式，所述蜗轮上设置有转轴，所述滚动体设置于所述转轴上，其中：在所述杆体转动且所述螺道对所述滚动体施加径向力和切向力的情况下，所述滚动体在所述径向力的作用下自转，并且，所述蜗轮按照所述切向力通过所述转轴传递至所述蜗轮上的方式转动。

根据一个优选实施方式，在所述杆体转动的任意时刻中，所述螺道内均抵靠有两个所述滚动体，其中：两个所述滚动体被定义为第一滚动体和第二滚动体，所述第一滚动体与构成该所述螺道的第一齿面啮合，所述第二滚动体与构成该所述螺道的第二齿面啮合。

根据一个优选实施方式，所述螺纹一侧的升角被设置为连续变化，其中：在所述滚动体与所述螺道接触的情况下，所述螺道两侧设置有升角相同的所述螺纹。

根据一个优选实施方式，在多个所述滚动体同时承受各自的径向力的情况下，靠近所述杆体轴向中间位置的所述滚动体所承受的径向力大于靠近所述杆体轴向两端位置的所述滚动体所承受的径向力。

根据一个优选实施方式，在多个所述滚动体同时承受各自的径向力的情况下，靠近所述杆体轴向中间位置的所述滚动体所承受的切向力小于靠近所述杆体轴向两端位置的所述滚动体所承受的切向力。

根据一个优选实施方式，所述杆体两端设置有螺纹端盖，其中：所述螺杆端盖的半径大于所述杆体半径。

根据一个优选实施方式，在所述滚动体为滚锥的情况下，所述螺纹能够按照增大和/或减小所述升角的改变率的方式减小所述滚锥与所述螺道之间的啮合间隙。

根据一个优选实施方式，在所述滚动体为滚锥的情况下，所述滚锥与所述螺道齿面的接触线为直线。

本实用新型至少具有以下有益技术效果中的一项或多项：

(1)本实用新型通过设置滚动体和螺道使得滚动体按照与螺道局部线接触的方式带动杆体转动，将传统的传动装置啮合面间的滑动摩擦转换为啮合面间的滚动摩擦，极大的降低了啮合面间的摩擦力，从而使得用户能够无须考虑轮齿摩檫发热膨胀而卡死的问题，即用户无须设置啮合侧隙以防止轮齿卡死，避免了啮合间隙导致的累积误差，大大提升了整个系统的传动精度、位置精度和动态响应特性。

(2)本实用新型通过在传动中采用第一滚动体和第二滚动体错位布置，其中第一滚动体与螺道左侧齿面啮合，第二滚动体与螺道右侧齿面接触，使滚动体与螺道齿面始终保持接触，从而实现无侧隙传动且具有自动消隙功能，有效地避免了齿面磨损较严重的问题。

附图说明

图1是本实用新型的一种用于传动装置的传动杆的简化结构连接示意图；

图2是本实用新型的传动杆与蜗轮的简化结构连接示意图；和

图3是本实用新型的第一滚动体和第二滚动体的简化结构连接示意图。

附图标记列表

1：杆体2：蜗轮3：螺道

11：螺纹12：螺纹端盖21：滚动体

22：转轴23：第一滚动体24：第二滚动体

p：螺道齿面

具体实施方式

如图1所示，一种用于传动装置的传动杆，至少包括杆体1、蜗轮2和杆体1上的螺道3，蜗轮2的滚动体21抵靠于螺道3上，其中：在滚动体21绕蜗轮2的中心转动的情况下，滚动体21按照与螺道3局部线接触的方式带动杆体1转动。

优选地，局部线接触是指：在滚动体与螺纹啮合时，彼此接触关系中的“60％至90％或以上”采取线接触的接触方式。

优选的，滚动体21是可更换的，并且采用较软的合金制造，例如铜合金；而杆体1采用较硬的材料制成，经渗氮处理的合金钢。

根据一个优选实施方式，杆体1上设置有用于分隔螺道3的螺纹11，在沿着杆体1的轴向两端至轴向中心的方向上，螺纹11按照等螺距的方式分布，即螺道3的宽度相同，并且螺道3的深度相同。优选的，螺道3宽度及深度的相同能够保证在杆体1转动的任意时刻中，螺道3内均抵靠有两个滚动体21。

更优选的，螺纹升角可以是中间大两侧小的。因此杆体1的中部螺纹升角最大，有效地提升了杆体1的中部的滚子自转效果、喉部承载能力，使得滚动体21受力更均匀。

根据一个优选实施方式，如图2所示，蜗轮2上设置有转轴22，滚动体21设置于转轴22上，其中：在杆体1转动且螺道3对滚动体21施加径向力和切向力的情况下，滚动体21在径向力的作用下自转，并且，蜗轮2按照切向力通过转轴22传递至蜗轮2上的方式转动。

优选的，转轴22可以是一种回转轴，从而使啮合面间的相对滑动基本上全部转换成相对滚动，从而减少摩擦，以提高传动效率。

根据一个优选实施方式，如图3所示，在杆体1转动的任意时刻中，螺道3内均抵靠有两个滚动体21，其中：两个滚动体21被定义为第一滚动体23和第二滚动体24，第一滚动体23与构成该螺道3的第一齿面啮合，第二滚动体24与构成该螺道3的第二齿面啮合。优选的，第一齿面和第二齿面共同构成螺道齿面p。

优选的，本实用新型通过在传动中采用第一滚动体23和第二滚动体24错位布置，其中第一滚动体23与螺道左侧齿面啮合，第二滚动体24与螺道右侧齿面接触，使滚动体21与螺道齿面p始终保持接触，从而实现无侧隙传动且具有自动消隙功能，有效地避免了齿面磨损较严重的问题。

根据一个优选实施方式，螺纹11一侧的升角被设置为连续变化，其中：在滚动体21与螺道3接触的情况下，螺道3两侧设置有升角相同的螺纹11。

根据一个优选实施方式，在多个滚动体21同时承受各自的径向力的情况下，靠近杆体1轴向中间位置的滚动体21所承受的径向力大于靠近杆体1轴向两端位置的滚动体21所承受的径向力。

根据一个优选实施方式，在多个滚动体21同时承受各自的径向力的情况下，靠近杆体1轴向中间位置的滚动体21所承受的切向力小于靠近杆体1轴向两端位置的滚动体21所承受的切向力。

根据一个优选实施方式，杆体1两端设置有螺纹端盖12，其中：螺纹端盖12的半径大于杆体1半径。优选的，螺纹端盖12上设有密封圈和防尘圈，以防止从杆体1处向外漏气和防止外部灰尘混入箱体内，造成杆体1与滚动体21摩擦力增大。

根据一个优选实施方式，在滚动体21为滚锥的情况下，螺纹11能够按照增大和/或减小升角的改变率的方式减小滚锥与螺道3之间的啮合间隙。

根据一个优选实施方式，在滚动体21为滚锥的情况下，滚锥与螺道3齿面的接触线为直线。

优选的，接触线的求解公式可以是：当θ∈[0,π]时,所求得的接触线为与蜗杆左侧齿面相啮合的接触线,由对应于相应位置的滚柱面，当θ∈[-π,0]时，求得的接触线为与蜗杆右侧齿面相啮合的接触线。

优选的，在滚锥与螺道3齿面的接触线为直线的情况下，能够保证滚动体21所受的径向力与切向力的比值保持恒定，有效的保证了杆体1与蜗轮2的稳定性。

优选的，本实用新型通过设置滚动体21和螺道3使得滚动体21按照与螺道3局部线接触的方式带动杆体1转动，将传统的传动装置啮合面间的滑动摩擦转换为啮合面间的滚动摩擦，极大的降低了啮合面间的摩擦力，从而使得用户能够无须考虑轮齿摩檫发热膨胀而卡死的问题，即用户无须设置啮合侧隙以防止轮齿卡死，避免了啮合间隙导致的累积误差，大大提升了整个系统的传动精度、位置精度和动态响应特性。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本实用新型公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本实用新型的公开范围并落入本实用新型的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本实用新型说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本实用新型的保护范围由权利要求及其等同物限定。