一種螺旋推移式省力減速機的製作方法

2024-02-08 10:42:15 1

專利名稱：一種螺旋推移式省力減速機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及機械在運轉中需要降低轉速的一種裝置，更確切更具體地講是某 一種機器在做功時依據工藝要求所設計的旋轉速度當應低於其動力即電動機或內燃機的轉速 而配套的一種減速機或稱變速箱。
技術背景 眾所周知，機器的運轉必須由動力即電動機或內燃機帶動，只有極少數借用水力 或風力等大自然中的介質推動，由於電動機和內燃機的轉速太高，不適應眾多機器在做功時的 工藝要求，這便是減速機出現的由來。當今社會上使用的減速機儘管有多種多樣，但其做功原 理幾乎都是相同的，即由動力在運轉中帶動高速軸，高速軸上安裝有小齒輪即主動齒輪也隨之 旋轉，在旋轉中帶動與其相互嚙合的中間軸上的大齒輪即被動齒輪或稱為從動輪轉動，再由中 間軸上的另一個小齒輪帶動與其相互嚙合的即安裝在低速軸上的一個大齒輪旋轉，由此實現減 速之目的。極為個別的機器因減速不多或者很多，而在此特殊情況下也有隻設置兩軸即高速軸 與低速軸或者共四根軸的減速機，每一根軸都為水平安裝，各軸彼此相互平行前後排列，當需 要改變方向時，也可以水平與垂直排列相結合安裝，或稱軸與軸成直角安裝，然而不管何種安 裝方式，都得依靠主被兩個齒輪相互嚙合傳動。使用的齒輪種類根據各工藝要求的不同和製造 難易程度等因素可以是圓柱正齒輪，圓柱斜齒輪，人字齒輪，圓錐齒輪和螺旋齒輪等多種。
眾所周知，現有技術中的減速機內部都是採用齒輪傳動的，而且必須是以小帶大，否則就 談不上減速了，齒輪傳動是機械中最常見的一種傳動方式，只少由兩個相互嚙合的齒輪所組成 的傳遞運動和動力的傳動形式，兩齒輪線彼此相對位置不變，並各繞其自身的軸線轉動，當外 嚙合時彼此為反方向運轉，即其中一個為左轉一個為右轉，內嚙合時同方向運轉，兩齒輪相互 嚙合而工作時，可將主動輪的動力和運動傳遞給從動輪(被動輪)。由於齒輪傳動具有傳動平 穩、精確和傳動比大及傳動效率高等特點，因此其應用範圍相當廣泛。齒輪傳動用於減速機中 是極為廣泛的一種，它雖具備上述各種優點，但也有其不足之處，主要表現在以下幾個方面。
首先是它結構複雜而笨重， 一次性投資大。傳統四齒輪三軸兩級減速的機型其型號是以高
速軸與低速軸的中心距離尺寸以毫米為單位來定的。例如350型減速機，即該機中的高速軸與 低速軸的中心距為350毫米。每一臺減速機由箱體(澆鑄而成)、齒輪、軸與軸承座及軸承等 零配件組合而成，並且務必加注一定斤兩的齒輪油做為潤滑劑和確保不漏油， 一臺型號為1000 的中型減速機，其重量為1噸左右。特別是如圖8所示當採用螺旋齒輪即蝸杆蝸輪嚙合傳動時， 在動力傳動中，為了提高效率、減少磨擦和延長其使用壽命，必須採用比普通鋼材價格要貴許 多倍的青銅來製造，不僅成本高，而且加工難度大，其原由是在蝸輪傳動中，蝸輪的牙齒是呈 圓弧形包圍著蝸杆的，所以切制蝸輪的滾刀必須與工作蝸杆具有完全一樣的模數、壓力角、分 度圓直徑、頭數、旋向和螺旋升角，因此滾刀的專用性極強，所以僅僅是模數相同的蝸輪與蝸 杆是不可以互換嚙合的。在圖4與圖5中，是所有齒輪中最為簡單的一種，它的製作工藝要求 與嚙合傳動原理簡介如下顧名思義，齒輪就是緣周排列若干個牙齒的一個輪子，這些牙齒必 須做得十分地標準並要求耐磨，牙齒的大小是以模數為依據的，各項尺寸計算公式為外徑(11=
模數X (齒數+2);節徑d-模數X齒數；根徑4^=節徑一2.5乂模數；齒項高0h-模數；齒根i^
1^1.25乂模數；齒全高11=2.25乂模數；孤齒厚S-1.5708X模數；兩齒輪嚙合中心距A=(大齒輪節徑d2+小齒輪節徑dl) +2。
其次是耗能多。眾所周知，主被相互嚙合的兩齒輪其尺寸相差越多越節能，這和用手秤稱 東西其小小秤砣往秤桿尾端移動一倍的距離其被稱物也須相應加重一倍道理一樣，原由是借用
了省力槓桿之力。不難發現，如果用人力去轉動一臺減速機的輸出軸(低速軸)遠比扭動其輸 入軸(高速軸)要困難得多，即反道行之為費力槓桿。但由於受到其成本與體積的制約，在實 際操作中不可能將被動齒輪做得很大，同時受強度的約束也不可能將主動齒輪做得太小，如果 將一臺減速機的四個齒輪改為兩個而速比不變，根據速比的多少，其體積後者是前者的幾倍至 幾十倍，因此是行不通的一種技術方案。
再次是使用壽命短和噪音大。由於齒輪牙齒的強度很有限和在傳動中為硬磨擦，運轉中斷 齒現象常有發生，它遠不如軸承在運轉中那樣耐磨，並伴有一定程度的噪音，特別是圓柱正齒 輪在運轉中為突然嚙合又突然脫開而噪音更大，斜齒和人字齒在嚙合傳動中為逐然接觸與逐然 脫開而噪音較小但製造成本相對要高。
還有正因為磨擦係數較大免不了有發熱現象，為了降低磨損量，務必要在變速箱內加注齒 輪油作為潤滑劑，並且要定期加注或更換，由此必須要有個儲油箱的由來。
另外，由於必須要在變速箱中加入潤滑油，因此每臺減還機的安裝只限於其底層在下，無 法實現斜裝、立裝和倒裝，當在機械傳動中需要改變方向時，唯一的辦法就只得採用圓錐齒輪 傳動用於兩軸相交的機構而既不方便又難度較大。

發明內容本實用新型為彌補以上所述不足，旨在提供一種結構簡單、造價低廉、節能省 力、無有噪音、無須注油、絕不發熱和經久耐用並具備減速與離合雙重功能的一種減速裝置， 採用以下技術方案於以實現。
依據蝸杆蝸輪傳動其螺紋有單線雙線之分，用於減速一律用單線，蝸杆上的牙型為矩形， 既可以上車床加工而成，也可以製成螺旋葉片再焊接於軸上，將蝸輪即傳動輪上的牙齒去掉 用軸承取代，按工藝要求蝸杆轉一周或兩周或兩周以上推移一個軸承向前,由此蝸杆轉若干 周蝸輪轉一周，蝸杆的轉速高於蝸輪的轉速，在蝸輪轉一周的時間內其蝸杆轉多少周便等於 速比的多少，這樣蝸杆實際上是高速軸，安裝蝸輪的軸為低速軸，前者為主動後者為從動。 蝸輪兩側大面(平面)與蝸杆成縱向排列，蝸輪外緣周線上以等距離所排列的軸承以平面與 蝸輪側面相對，其數量以在運轉中前一軸承在與蝸杆螺紋或螺旋葉片脫開之前即鄰近脫開時 後一軸承起始進入套合為準。蝸杆在轉動中由於螺紋或螺旋葉片為一定的斜面，由此推移軸 承帶連蝸輪運轉，軸承在移位中所形成的反壓力將蝸杆往後推，這就是蝸杆在運轉中存在較 大的軸向力之原故，由此必須在蝸杆的一端或兩頭安裝止推軸承來應對軸向力即阻止其移位， 由此止推軸承的定圈和動圈與滾珠貼得緊上緊即反壓力越大磨擦係數越高，必須以消耗一定 能量做為代價，並且易產生發熱現象而軸承的使用壽命減短，本實用新型所採用的解決方法 是依據工藝要求在同一根蝸杆的兩端設置尺寸相同或相差但方向相反的各一組螺紋或螺旋葉 片，並將蝸輪由單個改為雙個，運轉中一個為左旋一個為右旋。根據螺紋與螺旋葉片的旋向 或是兩個同時向內旋轉或是兩個同時向外旋轉， 一個為順時針旋轉一個為逆時針旋轉，向內 旋轉時所形成的反壓力將同一根蝸杆往兩頭拉，向外旋轉時所形成的反壓力將同一根蝸杆從 兩端往中間推，結構相同，受力相等，由於相同的推力或拉力在同一時間落在同一根蝸杆上而被抵消由有變無，此使軸向力不再存在，等於一個人挑一付擔子，當兩端有相等重量的貨 物時輕鬆，當去掉一頭貨物時反而費力是一個道理，由此實現節能省力之目的。
兩個蝸輪可同時帶動工作機兩根主軸運轉，當只需要帶動單根主軸時，可以將兩個蝸輪 藉助齒輪的嚙合共同出力。
必要時可以將支承蝸杆的軸承與軸承座及其安裝的機架做成活動式即可上下或前後移 位，便可實現蝸輪脫開而空轉，到時又合攏。
本實用新型的有益效果相對傳統型減速機而言簡述如下
一是結構簡單而造價低。由於省去了存油兼密封的外殼和笨重的齒輪，僅兩個蝸輪由於 只須減短螺紋或螺旋葉片的螺距便可以實現高速軸轉兩周或兩周以上才推移超越一個軸承即 使較大的速比其體積也不必像齒輪那樣做得很大，選用滾針軸承徑向力大且體積小，與同等 型號相比其重量可減少數倍至十幾倍;
二是節能省力。由於抵消了軸向力並為滾動軟磨擦，而可實現節能50%左右；
三是運轉成本低。沒有齒輪便不存在打齒現象，軸承磨損了便於更換，無須加注齒輪油 而運行成本大降；
四是必要時可具備減速兼離合雙重功能；
五是經久耐用與運轉中無噪音等優越性。

圖1是發明原型即現有技術中的圓柱正齒輪的嚙合傳動示意圖2是一大一小兩個圓柱斜齒輪相互嚙合傳劫示意圖3是圓錐齒輪嚙合傳動示意圖4是圓柱正齒輪其結構與形狀圖5是一大一小兩個圓柱正齒輪相互嚙合傳動平面位置說明圖6是四齒輪三軸兩級減速並且以蝸杆蝸輪嚙合傳動軸與軸為直角相交安裝的減速機剖 視圖7是本實用新型其曲軸與雙根槓桿等有關零配件的安裝就位結構圖。
具體實施方式
參照圖7，蝸杆1由左右兩個軸承與軸承座2支承安裝在機架(圖中未示 出)上，右邊頂頭安裝有供傳動系帶動的皮帶輪3，蝸杆上安裝有右旋螺旋葉片4和左旋螺 旋葉片5，兩個蝸輪6和7在蝸杆的運轉驅動下一個為左旋一個為右旋，兩個蝸輪緣周以等 距離安裝有軸承8，兩個蝸輪分別安裝在中心主軸9和10上，蝸輪在旋轉中帶連主軸一同運 轉而做功。
權利要求1、一種螺旋推移式省力減速機，由蝸杆為主動在高速運轉中帶動蝸輪為被動做低速運轉，其特徵是在蝸輪即傳動輪的外徑緣周以等距離安裝若干個軸承用以取代蝸輪的牙齒。
2、 根據權利要求1所述的一種螺旋推移式省力減速機，其特徵是在同一根蝸杆的左右分 別設置旋向相反的各一組螺紋或螺旋葉片運轉中分別與各一個蝸輪即傳動輪緣周的軸承套合 與脫開。
3、 根據權利要求1所述的一種螺旋推移式省力減速機，其特徵是將支承蝸杆的軸承與軸 承座及機架做成活動式即可前後或上下移位。
專利摘要本實用新型公開了一種螺旋推移式省力減速機，旨在提供一種結構簡單、造價低廉、節能省力、並且無須注油、無有噪音，絕不發熱和經久耐用的一種減速裝置，其技術方案的要點是在蝸輪即傳動輪上的外徑緣周以等距離安裝若干個軸承用以取代原傳統型的牙齒，在蝸杆即高速軸上設置單線螺紋或螺旋葉片，兩端各一組螺紋或螺旋葉片以相同的尺寸和結構為反向對稱排列，即一組為左旋一組為右旋，運轉中分別與兩個蝸輪套合，依據工藝要求蝸杆每運轉一周或兩周或兩周以上推越一個軸承，由此實現減速之目的。
文檔編號F16H57/02GK201326689SQ20082015951
公開日2009年10月14日 申請日期2008年12月1日 優先權日2008年12月1日
發明者劉運武 申請人:劉運武