專利名稱：機械雙螺桿傳動變速器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種機械雙螺桿傳動變速器。
背景技術：
目前廣泛使用的標準漸開線圓柱齒輪傳動機構，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的傳輸效率不高，其使用受到一定的限制。兩者加工復雜，成本較大。
發明內容
為解決上述問題，本發明提供一種傳輸效率高的、加工簡便、成本低廉的機械雙螺桿傳動變速器。
本發明的技術方案為它主要由箱體、輸入軸、中間軸、輸出軸、相互嚙合的主傳動螺桿和從傳動螺桿組以及軸承組組成，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，一個為主傳動左旋螺桿，另一個為主傳動右旋螺桿；中間軸兩端各設有一個從傳動螺桿，一個為從傳動左旋螺桿，另一個為從傳動右旋螺桿；輸入軸上主傳動螺桿與中間軸上的從傳動螺桿相嚙合；中間軸中間設有一對主傳動雙旋螺桿，并與輸出軸的一對從傳動雙旋螺桿相嚙合；也可以采用多級如上的傳動付結構。
傳動比為螺桿付頭數之比，當傳動為可逆狀態時，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，傳動螺桿的齒形為漸開線梯形、三角形或者矩形，傳動螺桿為單頭或者多頭，嚙合的兩對主、從傳動螺桿互為雙旋轉方向，傳動機構也可以為雙螺桿付和普通齒輪付的組合，當傳動為不可逆傳動時，主從動螺桿螺紋升角可以設計在螺紋自鎖角以下。
機械雙螺桿傳動付的運動學和動力學特性與普通齒輪傳動付不同，當其處于不可逆傳動時，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。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動，從動螺桿也能帶動主動螺桿轉動，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，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不同傳動比不同功率大小的傳動機構，并可與普通齒輪傳動機構組合使用。
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、傳動平穩的優點，因此，可取代普通齒輪傳動，用于傳動系統。機械雙螺桿不可逆傳動付，用于起吊設備時，可省去制動器，提高可靠性。這里尤其要著重指出的是其用在起吊設備上，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。本發明機械雙螺桿傳動變速器的傳動付具有如下特點1、本發明機械雙螺桿傳動變速器的傳動付設計為不可逆傳動時，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動，而輸出軸則不能帶動輸入軸轉動，即處于自鎖狀態；2、本發明機械雙螺桿傳動變速器的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動，輸出軸亦能帶動輸入軸轉動。
3、本發明機械雙螺桿傳動變速器的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、本發明機械雙螺桿傳動變速器的傳動付可以根據需要設計成單級或多級傳動；5、本發明機械雙螺桿傳動變速器的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點一邊嚙合，故能耗小，效率高；6、本發明機械雙螺桿傳動變速器的傳動付采用左、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、本發明機械雙螺桿傳動變速器的傳動付采用的雙螺桿傳動，不存在根切現象，且螺桿的最少頭數可為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、本發明機械雙螺桿傳動變速器的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，生產效率高，加工方便，利于保證精度；9、本發明機械雙螺桿傳動變速器的傳動付螺桿設計成雙旋向，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、本發明機械雙螺桿傳動變速器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、本發明機械雙螺桿傳動變速器的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為本發明雙螺桿傳動變速器結構示意圖。
具體實施例方式
根據圖1所示，本發明機械雙螺桿傳動變速器主要結構有箱體1，箱體上依次安裝有輸入軸2，中間軸3，輸出軸4，軸兩端裝有軸承5，軸承5安裝在箱體1的軸承座上，中間軸3可根據所需傳動比或輸入轉速設計為多級變速傳動軸。輸入軸上加工有兩個第一級主動左旋螺桿6和第一級主動右旋螺桿7，中間軸3上兩頭裝有第一級傳動的從動左旋螺桿8和第一級從動右旋螺桿9；第一級從動右旋螺桿9與第一級主動左旋螺桿6相嚙合，第一級傳動的從動左旋螺桿8與第一級主動右旋螺桿7相嚙合。中間軸3中部安裝有第二級傳動的兩個主動螺桿，即第二級傳動的主動左旋螺桿10和主動右旋螺桿11，輸出軸4上安裝有第二級傳動的兩個從動螺桿，即第二級傳動的從動左旋螺桿12和第二級傳動的從動右旋螺桿13；第二級傳動的從動右旋螺桿13與第二級傳動的主動左旋螺桿10相嚙合，第二級傳動的從動左旋螺桿12與第二級傳動的主動右旋螺桿11相嚙合。中間軸與傳動的左右旋螺桿，可以根據傳動比要求設計成多級，同一根傳動軸上裝配的傳動螺桿設計為成對出現的左右旋螺桿，傳動螺桿根據傳動比要求及傳輸功率可設計為單頭螺桿或多頭螺桿。傳動為可逆狀態時，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。當傳動為不可逆傳動時，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動，而輸出軸不能帶動輸入軸轉動。傳動機構也可以為雙螺桿付和普通齒輪付的組合。傳動螺桿的齒形為漸開線梯形、三角形或者矩形。
權利要求
1.一種機械雙螺桿傳動變速器，主要由箱體(1)、輸入軸(2)、中間軸(3)、輸出軸(4)、相互嚙合的主傳動螺桿和從傳動螺桿組以及軸承(5)組成，螺桿傳動付設在箱體中，其特征是輸入軸(2)上設有兩個主傳動螺桿，一個為主傳動左旋螺桿(6)，另一個為主傳動右旋螺桿(7)；中間軸(3)兩端各設有一個從傳動螺桿，一個為從傳動左旋螺桿(8)，另一個為從傳動右旋螺桿(9)；輸入軸(2)上主傳動螺桿與中間軸(3)上的從傳動螺桿相嚙合；中間軸(3)中間設有一對主傳動雙旋螺桿(10)、(11)，并與輸出軸(4)的一對從傳動雙旋螺桿(12)、(13)相嚙合；也可以采用多級如上的傳動付結構。
2.根據權利要求1所述的機械雙螺桿傳動變速器，其特征是傳動比為螺桿付頭數之比。
3.根據權利要求1所述的機械雙螺桿傳動變速器，其特征是當傳動為可逆狀態時，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時，雙螺桿的傳動比不等于主從動螺桿中徑比。
4.根據權利要求1所述的機械雙螺桿傳動變速器，其特征是傳動螺桿的齒形為漸開線梯形、三角形或者矩形。
5.根據權利要求1所述的機械雙螺桿傳動變速器，其特征是傳動螺桿為單頭或者多頭。
6.根據權利要求1所述的機械雙螺桿傳動變速器，其特征是嚙合的兩對主、從傳動螺桿互為雙旋轉方向。
7.根據權利要求1所述的機械雙螺桿傳動變速器，其特征是傳動機構可為雙螺桿付和普通齒輪付的組合。
8.根據權利要求1所述的機械雙螺桿傳動變速器，其特征是當其為不可逆傳動時，主從動螺桿螺紋升角可以設計在螺紋自鎖角以下。
全文摘要
本發明公開了一種機械雙螺桿傳動變速器，它主要由箱體(1)、輸入軸(2)、中間軸(3)、輸出軸(4)、相互嚙合的主傳動螺桿和從傳動螺桿組以及軸承(5)組成，螺桿傳動副設在箱體中，輸入軸(2)上設有兩個主傳動螺桿，一個為主傳動左旋螺桿(6)，另一個為主傳動右旋螺桿(7)；中間軸(3)兩端各設有一個從傳動螺桿，一個為從傳動左旋螺桿(8)，另一個為從傳動右旋螺桿(9)；輸入軸(2)上主傳動螺桿與中間軸(3)上的從傳動螺桿相嚙合；中間軸(3)中間設有一對主傳動雙旋螺桿(10)、(11)，并與輸出軸(4)的一對從傳動雙旋螺桿(12)、(13)相嚙合。它既有較高傳輸效率，又能根據要求設計成可逆或不可逆傳動兩種形態，適用于機械傳動的各個領域。
文檔編號F16H25/00GK1544831SQ20031010631
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 申請人:楊新功