专利名称：螺杆减速机的制作方法
技术领域：
本发明为螺杆减速机，属机械传动领域，它由高速组、低速组和机座构成。用以改变机械力的大小，方向和速度。
本发明的外形与园柱齿轮减速机相同，结构也相似，不同之特征在于啮合副是螺杆和斜齿摆线齿轮。
公知的摆线齿轮减速机有多种，但都是正齿内啮合传动，其中应用较广的是摆线针轮减速机(JB2982-81)，优点传动比大，体积小，效率较高，但是，另件多，结构复杂，传动链长，输出机构悬臂受力，成本也高。发明专利曲杆摆线齿轮传动系统(专利号90105784.3)，承载力强，体积小，传比大，噪音低，经过试制22KW传比16的曲杆减速机，其体积和重量，分别只有园柱齿轮减速机ZL50的1/3和1/2。实测噪音，其中一台仅30分贝。但是，由于曲杆由3-5段园柱体均布在主轴线周围，分度要求非常精确；同时，摆线齿轮也由3-5片齿轮错开一定角度组合而成，分度要求同样非常精确；否则将造成角速度不均匀，甚至噪音超标。所以，加工难度大，成品率低，成本偏高。
本发明正是总结曲杆减速机的经验和教训之后，针对性地提出一种能保留其优点，克服其缺点，使另件更少，加工容易，成本降低，高精度，高效率的螺杆减速机。
本发明的目的，可以通过以下措施来达到将3-5段园柱体构成的曲杆，改进为有一圈螺旋的螺杆；将3-5片齿轮相错叠合的正齿摆线齿轮，改进为一个整体的斜齿摆线齿轮；构成由曲螺杆和斜齿摆线齿轮为啮合副构成的外啮合减速机——螺杆减速机。
螺杆减速机，由高速组(G)，低速组(D)和机座(J)构成。高速组(G)由螺杆(1)和轴承(2)组成。低速组(D)由斜齿轮(3)，轴承(4)，低速轴(5)，键(6)，垫圈(7)组成。机座(J)为静件，由壳体和螺栓组成。其中，关键零件是啮合副——螺杆(1)和斜齿轮(3)。
螺杆(1)的两端同心，两端的轴颈安装两个轴承(2)，成筒支受力状态。两轴颈之间，参与啮合的部位，是一个螺旋升角很大，而中径很小的螺旋体，其任何横截面，都是一个园，园半径r2称为螺杆半径。螺旋中径园半径即是摆线齿轮的短幅半径r2。
斜齿轮(3)用键(6)在低速轴(5)上切向定位，以传递扭矩，两端的轴颈上安装两个轴承(4)，垫圈(7)的作用是使斜齿轮轴向定位。
同一斜齿轮的任何横截面，均为同一短幅外摆线等距曲线。其参量方程式X＝(R+r)Cos-r1Cos(i+1)-r2Cos[-arctan(K)]Y＝(R+r)Sin-r1Sin(i+1)-r2Sin[-arctan(K)]式中
R——基园半径r——滚园半径r1——短幅半径(即螺杆的螺旋中径园半径)r2——螺杆半径——基园转角，函数自变量i——传动比，一般i＝3，4……30(整数)。螺杆的螺旋角α=arctan(P2πr2)]]>
斜齿轮的螺旋角β＝90°-α为使啮合副相互滚动，减少滑移，使齿轮每齿弧线长度，尽量等于或接近螺杆的周长2πr2，为此，一般取r2≈2r1≈1.5r。
为使啮合度ε≥1.1，螺杆的工作长度应大于一个螺距，即b1≥1.1P。斜齿轮的齿宽b2与之相近，由接触强度计算决定。
螺杆和斜齿轮可在同一专用工装或同一台专用机床上加工，因为参数相同而能消除某些误差。
螺杆减速机工作时，产生较小的轴向力，由轴承承受。单级传动比3～30为宜，双级传动比25～900，甚至更大。
图1是螺杆减速机主视图。
图2是螺杆减速机俯视图(机座J未画出)。
图3是螺杆主视图。
图4是螺杆A-A剖视图。
本发明结合实施例(附图)，作进一步叙述。
从图1的螺杆减速机主视图中可以看出，除了一对啮合副外，其余的零件，几乎均可选用园柱齿轮减速机的通用零件，所以，啮合幅螺杆(1)和斜齿轮(3)，是本发明的特征和关键零件，对其详细描述。其余另件则不予赘述。
螺杆(1)(见图3，图4)是高速轴，两端的形状也与园柱齿轮减速机的高速轴相同，但是中间参与啮合的那一段就完全不同了。其外形有如一个园柱形螺旋弹簧，经过超负荷拉伸后，螺旋升角变得很大而螺旋中径变得很小的残留变形螺旋体。螺杆的任何横截面都是园形，其半径r2称为螺杆半径。加工螺杆时，将工件毛坏夹持在一个既自转(自转半径r2)又公转(公转半径r1)并按一定规律轴向移动的专用工装(或专用机床)的夹盘上，用径向进刀的铣(车、磨)削刀具，即可加工出螺杆的螺旋体表面。
斜齿轮(3)的螺旋角β(见图1、图2)，与螺杆的螺旋升角α互为余角，即α+β＝90°。斜齿轮(3)的任何横截面的外形曲线，都是同一短幅外摆线等距曲线，其创成参数，与螺杆的创成参数相同。具体地讲，其基园半径R是滚园半径r的i倍(i是传动比，3～30间任何整数)，短幅半径r1是螺杆螺旋的中经园半径r1，平移距是螺杆半径r2与滚园半径r之差，即平移距＝r2-r。
加工斜齿轮时，齿轮坯绕自身轴线匀速旋转，而刀具(铣刀或砂轮)模拟螺杆的运动规律——既自转(自转半径r2)又公转(公转半径r1)并按一定规律轴向移动，同时，刀具公转转速为工件转速的i倍，并加进一个β函数值，即可加工出所需要的齿形。
值得一提的是，一对啮合副，可以在同一套专用工装或同一台专用机床上加工出来，由于参数相同，所以能消除某些误差，提高运动精度，并降低制造成本。
本发明与摆线针轮减速机对比可知，后者是正齿轮，内啮合，少齿差，多齿啮合，同轴线传动；本发明则是斜齿轮，外啮合，多齿差，单齿啮合，平行轴间的传动。所以，是具有完全不同特征和特色的新型减速机。
本发明的另外一些特点是(1)体积小，重量轻，只有园柱齿轮减速机的1/2到1/3，和摆线针轮减速机差不多，(2)另件数量少，和园柱齿轮减速机一样少，只有摆线针轮减速机的1/10到1/20。(3)传动比大，单级传动比3～30，或更大，而园柱齿轮减速机单级传比小于6。(4)噪音低，由于啮合时，两另件线速度接近而且相互滚动，在理论上是常接触无分离现象，也就无冲击。(5)滑转率小，不超过2(而园柱齿轮减速机滑转率可达100)，故易保持油膜，有利润滑，延长整机使用寿命。(6)大多数另件可用已定型的园柱齿轮减速机的通用件，很适合现在生产园柱齿轮减速机的厂家扩产或转产。
鉴于以上特点，本发明可在机械、建筑、起重、运输、化工、轻工、纺织、食品、农机等各个行业的机械传动中广泛使用。
权利要求
1.螺杆减速机，由高速组、低速组和机座构成，其特征在于啮合副为螺杆和斜齿摆线齿轮。a.螺杆参与啮合的部位，是一圈螺旋升角很大而中径很小的螺旋体，其任何横截面都是半径为r2的园，(r2—螺杆半径)，其园心O2绕主轴线O1—O1成螺旋形变动，O1变动轨迹的轴向投影，是螺旋中径园，其半径r1也是摆线齿形的短幅半径。b.斜齿摆线齿轮的横截面外形曲线，为短幅外摆线等距曲线，其基园半径R为滚园半径r的i倍(i—传动比)，短幅半径r1与螺杆的螺旋中径园半径r1相等，料齿的螺旋角β，与螺杆的螺旋升角α互为余角，即α+β＝90°。
2.根据权利要求1所述的螺杆减速，其特征在于螺杆横截面周长2πr2，尽量等于或接近螺线齿轮一齿的弧长，应取r2≈2r1≈1.5r，其中r为滚园半径。
3.根据权利要求1所述的螺杆减速机，其特征在于螺杆的螺旋体轴向长度大于1.1螺距，以达到啮合重叠度ε≥1.1，斜齿摆线齿轮齿形参数应这样选择当螺杆匀速旋转一周时，斜齿摆线齿轮匀速旋转一齿，因此，相互传动是匀速的而且可逆的，既可作减速机，也可作增速机。
全文摘要
螺杆减速机,外形与圆柱齿轮减速机相同,结构也相似,其特征是啮合副为螺杆和斜齿摆线齿轮。螺杆转一周,斜齿轮转一齿,单级传动比3～30。螺杆横截面为圆形,啮合时在斜齿面上滚动,噪音低,强度高,零件少,体积小,专机生产,成本较低,可在农、工、商、轻、化、纺、食等行业的机械定比啮合传动中广泛应用。
文档编号F16H1/04GK1199149SQ9511321
公开日1998年11月18日 申请日期1995年12月19日 优先权日1995年12月19日
发明者袁正敏 申请人:袁正敏