專利名稱：一種螺旋推移式省力減速機的制作方法
一種螺旋推移式省力減速機 技術領域 本發明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于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，由于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盡管有多種多樣，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只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后排列，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制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采用齒輪傳動的，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，并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)。由于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，因此其應用范圍相當廣泛。齒輪傳動用于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。 首先是它結構復雜而笨重，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，并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所示當采用螺旋齒輪即蝸桿蝸輪嚙合傳動時，在動力傳動中，為了提高效率、減少磨擦和延長其使用壽命，必須采用比普通鋼材價格要貴許多倍的青銅來制造，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桿的，所以切制蝸輪的滾刀必須與工作蝸桿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桿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，它的制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并要求耐磨，牙齒的大小是以模數為依據的，各項尺寸計算公式為外徑dl =模數X (齒數+2);節徑d =模數X齒數；
3根徑df =節徑-2. 5X模數；齒項高oh =模數；齒根高hf = -1. 25X模數；齒全高h =2. 25 X模數；孤齒厚S = 1. 5708 X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，原由是借用了省力杠桿之力。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，即反道行之為費力杠桿。但由于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，其體積后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。由于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，并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制造成本相對要高。 還有正因為磨擦系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，并且要定期加注或更換，由此必須要有個儲油箱的由來。 另外，由于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于其底層
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，唯一的辦法就只得采
用圓錐齒輪傳動用于兩軸相交的機構而既不方便又難度較大。
發明內容
本發明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并具備減速與離合雙重功能的一種減速裝置，采用以下技術方案于以實現。 依據蝸桿蝸輪傳動其螺紋有單線雙線之分，用于減速一律用單線，蝸桿上的牙型為矩形，既可以上車床加工而成，也可以制成螺旋葉片再焊接于軸上，將蝸輪即傳動輪上的牙齒去掉用軸承取代，按工藝要求蝸桿轉一周或兩周或兩周以上推移一個軸承向前，由此蝸桿轉若干周蝸輪轉一周，蝸桿的轉速高于蝸輪的轉速，在蝸輪轉一周的時間內其蝸桿轉多少周便等于速比的多少，這樣蝸桿實際上是高速軸，安裝蝸輪的軸為低速軸，前者為主動后者為從動。蝸輪兩側大面(平面)與蝸桿成縱向排列，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桿螺紋或螺旋葉片脫開之前即鄰近脫開時后一軸承起始進入套合為準。蝸桿在轉動中由于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桿往后推，這就是蝸桿在運轉中存在較大的軸向力之原故，由此必須在蝸桿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系數越高，必須以消耗一定能量做為代價，并且易產生發熱現象而軸承的使用壽命減短，本發明所采用的解決方法是依據工藝要求在同一根蝸桿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，并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桿往兩頭拉，向外旋轉時所形成的反壓力將同一根蝸桿從兩端往中間推，結構相同，受力相等，由于相同的推力或拉
4力在同一時間落在同一根蝸桿上而被抵消由有變無，此使軸向力不再存在，等于一個人挑一付擔子，當兩端有相等重量的貨物時輕松，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，可以將兩個蝸輪借助齒輪的嚙合共同出力。 必要時可以將支承蝸桿的軸承與軸承座及其安裝的機架做成活動式即可上下或
前后移位，便可實現蝸輪脫開而空轉，到時又合攏。 本發明的有益效果相對傳統型減速機而言簡述如下 —是結構簡單而造價低。由于省去了存油兼密封的外殼和笨重的齒輪，僅兩個蝸輪由于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。由于抵消了軸向力并為滾動軟磨擦，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，軸承磨損了便于更換，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動示意 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； 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； 圖6是四齒輪三軸兩級減速并且以蝸桿蝸輪嚙合傳動軸與軸為直角相交安裝的
減速機剖視圖； 圖7是本發明其曲軸與雙根杠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，蝸桿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，蝸桿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在蝸桿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
一種螺旋推移式省力減速機，由蝸桿為主動在高速運轉中帶動蝸輪為被動做低速運轉，其特征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，其特征是在同一根蝸桿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，其特征是將支承蝸桿的軸承與軸承座及機架做成活動式即可前后或上下移位。
全文摘要
本發明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、并且無須注油、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，在蝸桿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，依據工藝要求蝸桿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F16H1/16GK101749372SQ20081014377
公開日2010年6月23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