專利名稱：機械雙螺桿傳動副的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種機械雙螺桿傳動付。
背景技術：
目前廣泛使用的標準漸開線圓柱齒輪傳動機構(gòu)，盡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桿傳動機構(gòu)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復雜，成本較高。
發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本發(fā)明提供一種傳輸效率高的、加工方便、成本較低的機械雙螺桿傳動付。
本發(fā)明的技術方案為它主要由箱體、輸入軸、輸出軸、主傳動螺桿、從傳動螺桿和軸承組成，螺桿傳動付設在箱體中，輸入軸上設有兩個主傳動螺桿；輸出軸上設有兩個從傳動螺桿；相嚙合的主傳動螺桿和從傳動螺桿旋轉(zhuǎn)方向呈相反的方向狀態(tài)。
本發(fā)明的傳動比為螺桿付頭數(shù)之比。當傳動為可逆狀態(tài)時，雙螺桿的傳動比等于主從動螺桿中徑比；當傳動為不可逆狀態(tài)時，雙螺桿的傳動比不等于主從動螺桿中徑比。傳動螺桿的齒形為梯形、矩形或者三角形，傳動螺桿為單頭或者多頭。兩組嚙合的主傳動螺桿和從傳動螺桿為雙旋轉(zhuǎn)方向。它為單級機械雙螺桿傳動結(jié)構(gòu)或者多級機械雙螺桿傳動結(jié)構(gòu)由于它的動力學和運動學特性與普通齒輪傳動付不同，因此它可以用于機械功率放大。
機械雙螺桿傳動付與普通齒輪傳動付不同，當其處于不可逆?zhèn)鲃訒r，螺桿付傳動比與其中徑之比不相等，主從動螺桿的導程角也不等，此時，主動螺桿可以正反方向(或單方向)帶動從動螺桿轉(zhuǎn)動，而從動螺桿則不能帶動主動螺桿傳動(正、反方向)。其所以有這種傳動不可逆特征是因為主動螺桿帶動從動螺桿時，符合能量守恒定律；反之，若從動螺桿能帶動主動螺桿，則違背能量守恒定律，故處于自鎖狀態(tài)。在此情況下，若將主從動螺桿的螺紋升角設計在螺紋自鎖角以下，則主動螺桿只能單方向帶動從動螺桿傳動。當螺桿傳動付處于傳動可逆狀態(tài)時，螺桿付傳動比與其中徑之比相等，主從動螺桿導程角亦相等。此時，主動螺桿可帶動從動螺桿轉(zhuǎn)動，從動螺桿也能帶動主動螺桿轉(zhuǎn)動，其所以有這種傳動可逆特征，是因為此時符合普通齒輪傳動的一般規(guī)律，同時又不違反能量守恒定律。這種傳動器件，在設計的額定負荷內(nèi)，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桿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(shù)不同傳動比不同功率大小的五花八門的傳動機構(gòu)，并可與普通齒輪傳動機構(gòu)組合使用。
由于傳動軸上裝的螺桿設計成左、右一對雙旋向螺桿減少了軸向推力，因而軸兩端的軸承為普通軸承，傳動螺桿根據(jù)傳動比要求及傳輸功率大小設計為單頭或多頭螺桿，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。由于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(wěn)的優(yōu)點，因此，可取代普通齒輪傳動，用于傳動系統(tǒng)。機械雙螺桿不可逆?zhèn)鲃痈?，用于起吊設備時，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(tài)，此時輸入軸只要很小力矩就可帶動輸出軸負載運轉(zhuǎn)，在輸出軸端就可獲得較大力矩(取決于負載重量及輸出軸半徑)，即具有機械功率放大效應。特別是將其用于航天飛行器上，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?zhèn)鲃訒r，螺桿傳動付的傳動比與其中徑之比不等，即主、從動螺桿的導程角不等；此時，輸入軸可以正、反或單方向帶動輸出軸轉(zhuǎn)動，而輸出軸則不能帶動輸入軸轉(zhuǎn)動，即處于自鎖狀態(tài)；2、本傳動付設計為傳動可逆時，螺桿付傳動比等于其中徑之比，即主、從動螺桿的導程角相等；此時，輸入軸既可帶動輸出軸轉(zhuǎn)動，輸出軸亦能帶動輸入軸轉(zhuǎn)動。
3、本傳動付可以根據(jù)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(jù)需要設計成單級或多級傳動；5、本傳動付的雙螺桿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(jié)點一邊嚙合，故能耗小，效率高；6、本傳動付采用左、右旋雙螺桿傳動，故嚙合齒接觸長度不受齒輪重迭系數(shù)限制。這樣在實現(xiàn)傳動系統(tǒng)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?。?、本傳動付采用的雙螺桿傳動，不存在根切現(xiàn)象，且螺桿的最少頭數(shù)可為1，而普通齒輪受根切現(xiàn)象的限制，最少齒數(shù)為17，因而實現(xiàn)同一傳動比的情況下，本傳動付與普通齒輪相比結(jié)構(gòu)輕巧；
8、本傳動付所用螺桿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機床加工，而本傳動付的螺桿只要用普通機床即可加工，生產(chǎn)效率高，加工方便，利于保證精度；9、本傳動付螺桿傳動設計成雙旋向，改善了傳動系統(tǒng)的力學性能，使軸向力相互抵消，簡化了軸承結(jié)構(gòu)；10、本傳動付是由非常態(tài)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(fā)明機械雙螺桿傳動付嚙合時結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明機械雙螺桿傳動付嚙合時的側(cè)視圖。
具體實施例方式
根據(jù)圖1所示，機械雙螺桿傳動付主要結(jié)構(gòu)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并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桿3、4，3為右旋螺桿，4為左旋螺桿，輸出軸2上裝有從動螺桿5、6，呈左旋的從動螺桿6與呈右旋的主動螺桿3相嚙合，呈右旋的從動螺桿5與呈左旋的主動螺桿4相嚙合。主從動螺桿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桿設計為成對出現(xiàn)的左右旋螺桿，傳動螺桿根據(jù)傳動比要求及傳輸功率也可設計為單頭螺桿或多頭螺桿。傳動為可逆狀態(tài)時，雙螺桿的傳動比等于主從動螺桿中徑比；當傳動為不可逆狀態(tài)時，雙螺桿的傳動比不等于主從動螺桿中徑比。當傳動為不可逆?zhèn)鲃訒r，主從動螺桿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(zhuǎn)動，而輸出軸不能帶動輸入軸轉(zhuǎn)動。傳動螺桿的齒形為漸開線梯形、三角形或者矩形。
本發(fā)明機械雙螺桿傳動付設計為傳動不可逆狀態(tài)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(zhuǎn)，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(xiàn)以小能量控制大能量，達到機械功率放大器的效果。
權(quán)利要求
1.一種機械雙螺桿傳動付，主要由箱體、輸入軸(1)、輸出軸(2)、主傳動螺桿、從傳動螺桿和軸承組成，螺桿傳動付設在箱體中，其特征是輸入軸上設有兩個主傳動螺桿(3)和(4)；輸出軸上設有兩個從傳動螺桿(5)和(6)；相嚙合的主傳動螺桿和從傳動螺桿旋轉(zhuǎn)方向相反。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機械雙螺桿傳動付，其特征是傳動比為螺桿付頭數(shù)之比。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機械雙螺桿傳動付，其特征是當傳動為可逆狀態(tài)時，雙螺桿的傳動比等于主從動螺桿中徑比；當傳動為不可逆狀態(tài)時，雙螺桿的傳動比不等于主從動螺桿中徑比。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機械雙螺桿傳動付，其特征是傳動螺桿的齒形為梯形、矩形或者三角形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機械雙螺桿傳動付，其特征是傳動螺桿為單頭或者多頭。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機械雙螺桿傳動付，其特征是嚙合的主傳動螺桿(3)和從傳動螺桿(6)與嚙合的主傳動螺桿(4)和從傳動螺桿(5)為雙旋轉(zhuǎn)方向。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機械雙螺桿傳動付，其特征是它為單級機械雙螺桿傳動結(jié)構(gòu)或者多級機械雙螺桿傳動結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機械雙螺桿傳動付，其特征是它機械功率放大方面的應用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種機械雙螺桿傳動副，它主要由箱體、輸入軸(1)、輸出軸(2)、主傳動螺桿、從傳動螺桿和軸承組成，螺桿傳動付設在箱體中，輸入軸上設有兩個主傳動螺桿(3)和(4)；輸出軸上設有兩個從傳動螺桿(5)和(6)；相嚙合的主傳動螺桿和從傳動螺桿旋轉(zhuǎn)方向相反。它既有較高傳輸效率，又能根據(jù)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(wěn)的優(yōu)點，還具有機械功率放大效應。因此，可取代普通齒輪傳動，用于傳動系統(tǒng)。
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(yōu)先權(quán)日2003年11月18日
發(fā)明者楊新功, 楊元珺, 孫利 申請人:楊新功