CN102788134A - 一种消除蜗轮蜗杆啮合间隙且增大输出力矩的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种消除蜗轮蜗杆啮合间隙且增大输出力矩的装置，包括一主蜗轮片、一副蜗轮片、一力臂结构，其特征在于：力臂结构包括一支点，一动力臂和一阻力臂，支点设于主蜗轮片上，阻力臂连接于副蜗轮片上，其阻力臂端包含一凸台，将凸台插入到副蜗轮片的键槽中。动力臂长度大于所述阻力臂长度，对动力臂端施加一个很小的外力，在阻力臂端就会产生很大的力，使得阻力臂端的凸台在键槽中推动副蜗轮片，从而使主蜗轮片和副蜗轮片产生相对转动且增大了蜗轮输出的力矩。本发明可以在方便地消除蜗轮蜗杆啮合间隙的同时，增大输出力矩，提高了系统的刚性，并且结构简单，调整方便。

Description

一种消除蜗轮蜗杆啮合间隙且增大输出力矩的装置
技术领域
本发明属于机械传动类，具体是一种消除蜗轮蜗杆啮合间隙且增大输出力矩的装置。
背景技术
蜗轮蜗杆是机械传动中常用到的机械部件，可实现大的速比，且有自锁的特性，但在精密传动中，蜗杆传动的齿隙是个非常严重的问题，它造成了系统的回差，甚至影响控制系统的稳定性。
人们采用多种方法来减小齿隙，例如方法1，使用两个蜗轮并用，一个蜗轮靠住蜗杆齿的左侧，另一个则靠住蜗杆齿的右侧，如图1所示。两个蜗轮夹住蜗杆齿的力的大小由一个拉簧来确定，由于拉簧始终将两个蜗轮拉向在一起，所以齿隙就总是为零。但此法的缺点是：当蜗轮所传递的力矩大于弹簧的拉力时，弹簧需要更大的伸展来产生更大的拉力，而此时齿隙就产生。
另一种方法见图2，是采用了双导程的蜗杆。调整双导程的蜗杆和蜗轮啮合部位即可消除齿隙，固定住这个位置可以保持无齿隙运行一段时间，但随着机械磨损的增加，一段时间后又要重新再调整一次蜗杆的轴向位置。需要多次反复调整蜗杆位置又是一个缺点。
还有一个方法3，是采用双蜗轮片加上偏心销，见专利号ZL200820217119.4，其缺点也是隔一段时间需要调整一次。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于克服机械传动中蜗轮蜗杆啮合间隙和方法1中所述传动力矩小的问题，克服以上三种技术的不足，提供了一种消除蜗轮蜗杆啮合间隙且增大输出力矩的装置。
本发明的技术方案如下：
一种消除蜗轮蜗杆啮合间隙且增大输出力矩的装置，包括主蜗轮片、副蜗轮片、力臂结构，其特征在于：主蜗轮片和副蜗轮片同心设置，以使主蜗轮片、副蜗轮片可以相对转动；力臂结构包括一支点，一动力臂和一阻力臂，所述支点设于主蜗轮片上，阻力臂连接于副蜗轮片上，所述动力臂长度大于所述阻力臂长度，对动力臂施加很小的力，在阻力臂端就会产生很大的力，从而绕支点可产生很大的输出力矩。所述阻力臂的一端包含一凸台，所述副蜗轮片上设有一个半径方向上的长键槽，将所述凸台插入所述键槽中，在与键槽对应的主蜗轮片上设有一大于键槽的通孔，以使主蜗轮片和副蜗轮片发生相对转动时，键槽始终暴露于该通孔。
进一步，所述动力臂的施力端连接一弹簧，弹簧的另一端连接于主蜗轮片或副蜗轮片。对动力臂的施力端通过弹簧的弹力施加外力，促使阻力臂上的凸台在键槽内推动副蜗轮片，使主、副蜗轮片产生相对转动，进而消除间隙。
进一步，所述主蜗轮片或副蜗轮片上还可以设有螺栓基座或螺母，其对应螺栓顶住动力臂的施力端。调整螺栓在基座或螺母上的位置，以使得对动力臂施力端有一定顶压力，然后将其拧紧固定在基座或螺母上，通过螺栓的顶压为动力臂施加外力，促使阻力臂上的凸台在键槽内推动副蜗轮片，使主、副蜗轮片产生相对转动，进而消除间隙。
进一步，所述动力臂材料可以由黄铜片或弹簧钢片等弹性材料制成，动力臂的施力端以一定预应力固定于主蜗轮片或副蜗轮片上。对动力臂端施加的外力由动力臂材料的弹性变形力来提供，将动力臂左右调整好后，将其端部固定于主蜗轮片或副蜗轮片上，依靠动力臂材料的弹性预变形来提供外力，促使阻力臂上的凸台在键槽内推动副蜗轮，使主、副蜗轮片产生相对转动，进而消除间隙。
本发明中的主、副蜗轮片可以互换称谓而不影响实施。
本发明的有益效果是：本发明采用力臂结构，对动力臂的施力端施加外力，促使阻力臂上的凸台在键槽内推动副蜗轮片，使主、副蜗轮片相对转动，进而消除蜗轮蜗杆啮合间隙，同时由于动力臂长度大于阻力臂长度，增大了输出力矩，从而提高了传动精度和系统传动的刚度，能够适用精密传动和重载动力传动领域。结构简单，调整方便。
附图说明
图1是现有技术的双蜗轮消除齿隙装置示意图。
图2是现有技术的双导程蜗杆消除齿隙装置示意图。
图3是本发明优选实施例的结构示意图。
图4是图3的A向剖视图。
图5是图3的B向局部剖视图。
图6是本发明实施例1的局部放大示意图。
图7是本发明实施例2的局部放大示意图。
图8是本发明实施例3的局部放大示意图。
图9是力臂结构的另一种形式示意图。
具体实施方式：
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
如图3、4、5所示，一种消除蜗轮蜗杆啮合间隙且增大输出力矩的装置，包括主蜗轮片1、副蜗轮片2和一力臂结构，主蜗轮片1和副蜗轮片2以同轴心配合安装在一起，在主蜗轮片的阶梯圆上安装有防止轴向窜动的挡圈3；力臂结构包含动力臂8，阻力臂9及支点4，支点4设于主蜗轮片1上，力臂结构可绕支点4转动，动力臂8的长度大于阻力臂9的长度，阻力臂9一端包含一凸台5，在副蜗轮片2上设有一个半径方向上的长键槽6，将凸台5插入键槽6中，在与键槽6对应的主蜗轮片1上设有一大于键槽的通孔7，以使主蜗轮片1和副蜗轮片2可以相对转动。动力臂8施力端还连接有施加外力的装置10，对动力臂8施加外力。
实施例1
如图3、6所示，一种消除蜗轮蜗杆啮合间隙且增大输出力矩的装置，包括主蜗轮片1、副蜗轮片2、力臂结构(包含动力臂8和阻力臂9及支点4)、为动力臂8提供外力的装置10，其特征在于：外力提供装置10为一弹簧11，弹簧11一端固定在动力臂8的施力端，另一端固定在主蜗轮片1或副蜗轮片2上，力臂结构的支点4在主蜗轮片1上，并可绕支点4运动，阻力臂9一端的凸台5插入到副蜗轮片2的键槽6内。
本实施例通过弹簧11的弹力对动力臂8的施力端施加外力，使阻力臂9端部的凸台5在键槽6内推动副蜗轮片2，从而使主蜗轮片1和副蜗轮片2产生相对转动，消除啮合间隙。由于动力臂8长度大于阻力臂9，对动力臂8施加很小的力就可在阻力臂9端产生很大的力，从而可输出很大力矩。
实施例2
如图3、7所示，一种消除蜗轮蜗杆啮合间隙且增大输出力矩的装置，包括主蜗轮片1、副蜗轮片2、力臂结构(包含动力臂8和阻力臂9及支点4)、为动力臂8提供外力的装置10，其特征在于：外力提供装置10也可以为螺栓12，将螺栓12的基座14或螺母固定在主蜗轮片1或副蜗轮片2上，调整螺栓12使其底端顶住动力臂8的施力端，力臂结构的支点4在主蜗轮片1上，并可绕支点4运动，阻力臂9一端的凸台5插入到副蜗轮片2的键槽6内。
本实施例通过螺栓12的顶压对动力臂8的施力端施加外力，使阻力臂9绕支点4转动，从而使主蜗轮片1和副蜗轮片2产生相对转动，消除啮合间隙。由于动力臂8的长度大于阻力臂9的长度，对动力臂8施加很小的力就可在阻力臂9端产生很大的力，从而输出很大的力矩。
实施例3
如图3、8所示，一种消除蜗轮蜗杆啮合间隙且增大输出力矩的装置，包括主蜗轮片1、副蜗轮片2、力臂结构(包含动力臂8和阻力臂9及支点4)、为动力臂提供外力的装置10，其特征在于：外力提供装置10也可以为动力臂8自身，用螺钉13将动力臂8的施力端固定在主蜗轮片1或副蜗轮片2上，力臂结构的支点4在主蜗轮片1上，并可绕支点4运动，阻力臂9一端包含一凸台5，将其插入到副蜗轮片2的键槽6内。
本实施例通过对动力臂8的左右调整到适合位置后，用螺钉13将动力臂8的施力端固定在主蜗轮片1或副蜗轮片2上，依靠动力臂8自身材料的弹性预变形力对动力臂8的施力端施加外力，使阻力臂9绕支点4转动，从而使主蜗轮片1和副蜗轮片2产生相对转动，消除啮合间隙。由于动力臂8长度大于阻力臂9的长度，对动力臂施加很小的力就可在阻力臂9端产生很大的力，从而输出很大的力矩。
当然，动力臂的形状也并不局限于以上叙述的三种结构，也可以是其他结构，如图9所示，动力臂形状也可以是弧形，最终能使主蜗轮片和副蜗轮片相对转动，消除啮合间隙，均能达到发明目的。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种消除蜗轮蜗杆啮合间隙且增大输出力矩的装置，包括一主蜗轮片、一副蜗轮片和一力臂结构，其特征在于：所述主蜗轮片和所述副蜗轮片同心设置，以使主蜗轮片、副蜗轮片可以相对转动；所述力臂结构包括一支点，一动力臂和一阻力臂，所述支点设于所述主蜗轮片上，所述阻力臂连接于所述副蜗轮片上。
2.根据权利要求1所述的消除蜗轮蜗杆啮合间隙且增大输出力矩的装置，其特征在于：所述动力臂长度大于所述阻力臂长度。
3.根据权利要求1所述的消除蜗轮蜗杆啮合间隙且增大输出力矩的装置，其特征在于：所述动力臂的施力端连接一弹簧，弹簧的另一端连接于所述主蜗轮片或所述副蜗轮片。
4.根据权利要求1所述的消除蜗轮蜗杆啮合间隙且增大输出力矩的装置，其特征在于：主蜗轮片或副蜗轮片上设有螺栓基座或螺母，其对应螺栓通过顶住动力臂的施力端来施力。
5.根据权利要求1所述的消除蜗轮蜗杆啮合间隙且增大输出力矩的装置，其特征在于：所述动力臂材料由黄铜片或弹簧钢片等弹性材料制成，动力臂的施力端以一定预应力固定于主蜗轮片或副蜗轮片上。
6.根据权利要求1所述的消除蜗轮蜗杆啮合间隙且增大输出力矩的装置，其特征在于：所述阻力臂的一端包含一凸台。
7.根据权利要求6所述的消除蜗轮蜗杆啮合间隙且增大输出力矩的装置，其特征在于：所述副蜗轮片上设有一半径方向上的长键槽，将所述凸台插入所述键槽中。
8.根据权利要求7所述的消除蜗轮蜗杆啮合间隙且增大输出力矩的装置，其特征在于：在与所述键槽对应的主蜗轮片上设有一大于所述键槽的通孔，以使主蜗轮片和副蜗轮片相对转动时，所述键槽暴露于所述通孔。
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