機械雙螺杆傳動副的製作方法

2023-08-08 06:05:01 3

專利名稱：機械雙螺杆傳動副的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種機械雙螺杆傳動付。
背景技術：
目前廣泛使用的標準漸開線圓柱齒輪傳動機構，儘管它的傳輸效率較高，但是無自鎖功能。而具有自鎖功能的蝸輪蝸杆傳動機構的傳輸效率不高，其使用受到一定的限制。以上兩種裝置加工工藝複雜，成本較高。

發明內容
為解決上述問題，本發明提供一種傳輸效率高的、加工方便、成本較低的機械雙螺杆傳動付。
本發明的技術方案為它主要由箱體、輸入軸、輸出軸、主傳動螺杆、從傳動螺杆和軸承組成，螺杆傳動付設在箱體中，輸入軸上設有兩個主傳動螺杆；輸出軸上設有兩個從傳動螺杆；相嚙合的主傳動螺杆和從傳動螺杆旋轉方向呈相反的方向狀態。
本發明的傳動比為螺杆付頭數之比。當傳動為可逆狀態時，雙螺杆的傳動比等於主從動螺杆中徑比；當傳動為不可逆狀態時，雙螺杆的傳動比不等於主從動螺杆中徑比。傳動螺杆的齒形為梯形、矩形或者三角形，傳動螺杆為單頭或者多頭。兩組嚙合的主傳動螺杆和從傳動螺杆為雙旋轉方向。它為單級機械雙螺杆傳動結構或者多級機械雙螺杆傳動結構由於它的動力學和運動學特性與普通齒輪傳動付不同，因此它可以用於機械功率放大。
機械雙螺杆傳動付與普通齒輪傳動付不同，當其處於不可逆傳動時，螺杆付傳動比與其中徑之比不相等，主從動螺杆的導程角也不等，此時，主動螺杆可以正反方向(或單方向)帶動從動螺杆轉動，而從動螺杆則不能帶動主動螺杆傳動(正、反方向)。其所以有這種傳動不可逆特徵是因為主動螺杆帶動從動螺杆時，符合能量守恆定律；反之，若從動螺杆能帶動主動螺杆，則違背能量守恆定律，故處於自鎖狀態。在此情況下，若將主從動螺杆的螺紋升角設計在螺紋自鎖角以下，則主動螺杆只能單方向帶動從動螺杆傳動。當螺杆傳動付處於傳動可逆狀態時，螺杆付傳動比與其中徑之比相等，主從動螺杆導程角亦相等。此時，主動螺杆可帶動從動螺杆轉動，從動螺杆也能帶動主動螺杆轉動，其所以有這種傳動可逆特徵，是因為此時符合普通齒輪傳動的一般規律，同時又不違反能量守恆定律。這種傳動器件，在設計的額定負荷內，傳動可逆時比普通圓柱齒輪的傳動效率要高；傳動不可逆時比蝸輪蝸杆的傳動效率高出許多，接近普通齒輪的傳動效率。利用本傳動器件，可以設計成不同級數不同傳動比不同功率大小的五花八門的傳動機構，並可與普通齒輪傳動機構組合使用。
由於傳動軸上裝的螺杆設計成左、右一對雙旋向螺杆減少了軸向推力，因而軸兩端的軸承為普通軸承，傳動螺杆根據傳動比要求及傳輸功率大小設計為單頭或多頭螺杆，也可以設計成單級傳動或多級傳動。此外，箱體上還設有連接固定用腳。由於本傳動付不僅具有傳動效率高的特性，還具有體積小、重量輕、噪音小、傳動平穩的優點，因此，可取代普通齒輪傳動，用於傳動系統。機械雙螺杆不可逆傳動付，用於起吊設備時，可省去制動器，提高可靠性。
其用在起吊設備上，上升起吊重物傳動效率接近普通齒輪，而下降移運重物時，原動機幾乎運行在空載狀態，此時輸入軸只要很小力矩就可帶動輸出軸負載運轉，在輸出軸端就可獲得較大力矩(取決於負載重量及輸出軸半徑)，即具有機械功率放大效應。特別是將其用於航天飛行器上，可達到減輕重量、減小體積、提高飛行器運輸能力的目的。本傳動付具有如下特點1、本傳動付設計為不可逆傳動時，螺杆傳動付的傳動比與其中徑之比不等，即主、從動螺杆的導程角不等；此時，輸入軸可以正、反或單方向帶動輸出軸轉動，而輸出軸則不能帶動輸入軸轉動，即處於自鎖狀態；2、本傳動付設計為傳動可逆時，螺杆付傳動比等於其中徑之比，即主、從動螺杆的導程角相等；此時，輸入軸既可帶動輸出軸轉動，輸出軸亦能帶動輸入軸轉動。
3、本傳動付可以根據需要設計成減速、升速和等速傳動三種類型；4、本傳動付可以根據需要設計成單級或多級傳動；5、本傳動付的雙螺杆嚙合過程與普通齒輪嚙合過程相比較，接觸齒嚙合點可以設計在節點一邊嚙合，故能耗小，效率高；6、本傳動付採用左、右旋雙螺杆傳動，故嚙合齒接觸長度不受齒輪重迭係數限制。這樣在實現傳動系統等強度設計時，本傳動付可以設計得比較小巧，從而達到在傳遞相同功率的情況下，其重量比普通齒輪要輕，體積要小；7、本傳動付採用的雙螺杆傳動，不存在根切現象，且螺杆的最少頭數可為1，而普通齒輪受根切現象的限制，最少齒數為17，因而實現同一傳動比的情況下，本傳動付與普通齒輪相比結構輕巧；
8、本傳動付所用螺杆其加工方法與普通齒輪完全不同，普通齒輪要用造價較高的齒輪工具機加工，而本傳動付的螺杆只要用普通工具機即可加工，生產效率高，加工方便，利於保證精度；9、本傳動付螺杆傳動設計成雙旋向，改善了傳動系統的力學性能，使軸向力相互抵消，簡化了軸承結構；10、本傳動付是由非常態的機械功率放大器件設計而成，其運動學和動力學特性與普通齒輪傳動有別，因此普通齒輪的設計原則在此是不適用的；11、本傳動付所用材料及冷熱加工工藝均無特殊要求，因而加工方便，造價低廉。


圖1為本發明機械雙螺杆傳動付嚙合時結構示意圖。
圖2為本發明機械雙螺杆傳動付嚙合時的側視圖。
具體實施例方式
根據圖1所示，機械雙螺杆傳動付主要結構有箱體，箱體上依次安裝有輸入軸、輸出軸，軸兩端依次設有軸承並安裝在箱體的軸承座上。輸入軸1上設有兩個同軸芯的第一級主動螺杆3、4，3為右旋螺杆，4為左旋螺杆，輸出軸2上裝有從動螺杆5、6，呈左旋的從動螺杆6與呈右旋的主動螺杆3相嚙合，呈右旋的從動螺杆5與呈左旋的主動螺杆4相嚙合。主從動螺杆的傳動比可以設計成減速、等速或升速，同一根傳動軸上裝配的傳動螺杆設計為成對出現的左右旋螺杆，傳動螺杆根據傳動比要求及傳輸功率也可設計為單頭螺杆或多頭螺杆。傳動為可逆狀態時，雙螺杆的傳動比等於主從動螺杆中徑比；當傳動為不可逆狀態時，雙螺杆的傳動比不等於主從動螺杆中徑比。當傳動為不可逆傳動時，主從動螺杆螺紋升角在螺紋自鎖角以下，則輸入軸只能單向帶動輸出軸轉動，而輸出軸不能帶動輸入軸轉動。傳動螺杆的齒形為漸開線梯形、三角形或者矩形。
本發明機械雙螺杆傳動付設計為傳動不可逆狀態時，若在輸出軸一端儲存足夠的能量(力矩)，此時輸入軸只要很小力矩就可帶動輸出軸運轉，從而在輸出軸的另一端就可獲得較大的能量(力矩)，從而實現以小能量控制大能量，達到機械功率放大器的效果。
權利要求
1.一種機械雙螺杆傳動付，主要由箱體、輸入軸(1)、輸出軸(2)、主傳動螺杆、從傳動螺杆和軸承組成，螺杆傳動付設在箱體中，其特徵是輸入軸上設有兩個主傳動螺杆(3)和(4)；輸出軸上設有兩個從傳動螺杆(5)和(6)；相嚙合的主傳動螺杆和從傳動螺杆旋轉方向相反。
2.根據權利要求1所述的機械雙螺杆傳動付，其特徵是傳動比為螺杆付頭數之比。
3.根據權利要求1所述的機械雙螺杆傳動付，其特徵是當傳動為可逆狀態時，雙螺杆的傳動比等於主從動螺杆中徑比；當傳動為不可逆狀態時，雙螺杆的傳動比不等於主從動螺杆中徑比。
4.根據權利要求1所述的機械雙螺杆傳動付，其特徵是傳動螺杆的齒形為梯形、矩形或者三角形。
5.根據權利要求1所述的機械雙螺杆傳動付，其特徵是傳動螺杆為單頭或者多頭。
6.根據權利要求1所述的機械雙螺杆傳動付，其特徵是嚙合的主傳動螺杆(3)和從傳動螺杆(6)與嚙合的主傳動螺杆(4)和從傳動螺杆(5)為雙旋轉方向。
7.根據權利要求1所述的機械雙螺杆傳動付，其特徵是它為單級機械雙螺杆傳動結構或者多級機械雙螺杆傳動結構。
8.根據權利要求1所述的機械雙螺杆傳動付，其特徵是它機械功率放大方面的應用。
全文摘要
本發明公開了一種機械雙螺杆傳動副，它主要由箱體、輸入軸(1)、輸出軸(2)、主傳動螺杆、從傳動螺杆和軸承組成，螺杆傳動付設在箱體中，輸入軸上設有兩個主傳動螺杆(3)和(4)；輸出軸上設有兩個從傳動螺杆(5)和(6)；相嚙合的主傳動螺杆和從傳動螺杆旋轉方向相反。它既有較高傳輸效率，又能根據需要設計成具有自鎖或不自鎖功能。與同功率普通漸開線齒輪傳動副相比，不僅具有傳動效率高的特性，還具有體積小、重量輕、噪音小、傳動平穩的優點，還具有機械功率放大效應。因此，可取代普通齒輪傳動，用於傳動系統。
文檔編號F16H25/20GK1544830SQ200310106310
公開日2004年11月10日 申請日期2003年11月18日 優先權日2003年11月18日
發明者楊新功, 楊元珺, 孫利 申請人:楊新功