蜗轮蜗杆机构的制作方法

本实用新型涉及传动机构技术领域，特别是涉及一种蜗轮蜗杆机构。

背景技术：

蜗轮蜗杆机构作为一种重要的动力传递机构，被广泛地应用于需要动力传递的机械产品中。蜗轮蜗杆机构包括相互啮合的蜗轮及蜗杆。为了保证蜗轮蜗杆机构的传动精度，蜗轮与蜗杆之间通常是无间隙配合。但是经过长时间的使用后，蜗轮与蜗杆之间不可避免地会由于磨损等原因而出现齿隙，从而导致运动阈值精度偏差。为了提高蜗轮蜗杆机构的传动精度，通常需要通过人工手动调节蜗轮蜗杆中心距的方式来实现蜗轮蜗杆之间齿隙的调节。

但是，这种通过人工手动调节蜗轮蜗杆中心距的方式，对蜗轮蜗杆之间齿隙的调节都是操作工人根据自身经验在后续维护时进行的，不但调节不方便，而且这种间断式的调节方式，并不能保证蜗轮蜗杆之间具有很好的传动精度。

技术实现要素：

基于此，有必要针对传统的蜗轮蜗杆机构的传动精度不高的问题，提供一传动精度较高的蜗轮蜗杆机构。

一种蜗轮蜗杆机构，包括：

蜗轮组件，包括相互层叠且同轴设置的第一蜗轮及第二蜗轮，所述第一蜗轮的外壁沿周向设置有多个第一轮齿，所述第二蜗轮的外壁沿周向设置有与每个所述第一轮齿相对应的第二轮齿，每个所述第一轮齿及沿所述第二蜗轮转动方向与所述第一轮齿相邻的所述第二轮齿之间形成啮合部；

蜗杆，其外壁设置有与所述啮合部相啮合的螺旋齿；及

弹性件，具有两个自由端，所述两个自由端连接于所述第一蜗轮与所述第二蜗轮之间，并为所述第一蜗轮及所述第二蜗轮提供产生相互转动以消除所述螺旋齿与每个所述啮合部之间的啮合间隙的回转预紧力。

在其中一个实施例中，所述弹性件为所述第一蜗轮提供驱动所述第一蜗轮相对于所述第二蜗轮转动的回转预紧力。

在其中一个实施例中，还包括蜗轮轴，所述第一蜗轮空套于所述蜗轮轴上，所述第二蜗轮套设于所述蜗轮轴上并与所述蜗轮轴传动连接。

在其中一个实施例中，所述弹性件为扭簧，所述扭簧的两个自由端分别与所述第一蜗轮及所述第二蜗轮固定连接。

在其中一个实施例中，所述第二蜗轮包括面向所述第一蜗轮的第二表面，所述第二表面沿所述第二蜗轮的周向开设有环形槽，所述扭簧可活动地收容于所述环形槽内。

在其中一个实施例中，所述第一蜗轮包括面向所述第二蜗轮的第一表面，所述第一表面开设有第一安装孔，所述环形槽的内壁开设有第二安装孔，所述扭簧的两端分别穿设并固定于所述第一安装孔及所述第二安装孔。

在其中一个实施例中，所述第一蜗轮包括面向所述第二蜗轮的第一表面，所述第二蜗轮包括面向所述第一蜗轮的第二表面；所述第一表面沿所述第一蜗轮的周向设置有限位凸起，所述第二表面沿所述第二蜗轮的周向开设有安装槽，所述限位凸起可转动地收容于所述安装槽内。

在其中一个实施例中，所述第一蜗轮包括面向所述第二蜗轮的第一表面，所述第二蜗轮包括面向所述第一蜗轮的第二表面；所述第一表面及所述第二表面中任一个上设置有定位柱，另一个上对应的位置设置有沿所述第一蜗轮的周向延伸的限位孔，所述定位柱可滑动地穿设于所述限位孔内。

在其中一个实施例中，所述定位柱沿轴向开设有连接孔，所述蜗轮组件还包括紧固件，所述紧固件可滑动且轴向限位地穿设于所述限位孔并与所述连接孔固定。

在其中一个实施例中，所述定位柱、所述限位孔及所述紧固件均为多个，且多个所述定位柱及所述限位孔均沿所述第一蜗轮的周向间隔设置。

上述蜗轮蜗杆机构，第一蜗轮及第二蜗轮在弹性件提供的回转预紧力的作用下产生相互转动，以实现啮合部沿第一蜗轮周向尺寸的自动调节。由此，一旦蜗杆与蜗轮组件之间由于磨损等原因而出现齿隙(即螺旋齿与啮合部之间的啮合间隙)，在弹性件的作用下，第一蜗轮与第二蜗轮立即产生相对转动，使得啮合部沿第一蜗轮周向的尺寸可自动调节，从而达到自动消除螺旋齿与啮合部之间啮合间隙的目的。因此，弹性件及蜗轮组件的设置，有效地提高了蜗轮蜗杆机构的传动精度。

附图说明

图1为本实用新型较佳实施例中蜗轮蜗杆机构的结构示意图；

图2为图1所示蜗轮蜗杆机构的正视图；

图3为图1所示蜗轮蜗杆机构中第一轮齿与第二蜗轮对齐时蜗轮组件的局部放大图；

图4为图3所示蜗轮组件中第一轮齿与第二蜗轮对齐时的啮合部的示意图；

图5为图1所示蜗轮蜗杆机构中第一轮齿与第二轮齿错开时蜗轮组件的局部放大图；

图6为图5所示蜗轮组件中第一轮齿与第二轮齿错开时的啮合部的示意图；

图7为图1所示蜗轮蜗杆机构中的蜗杆的结构示意图；

图8为图1所示蜗轮蜗杆机构中的第二蜗轮的结构示意图；

图9为图1所示蜗轮蜗杆机构中的第一蜗轮的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳的实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1及图2，本实用新型较佳实施例中的蜗轮蜗杆机构10包括蜗轮组件100、蜗杆200及弹性件300。蜗轮蜗杆机构10是一种用来传递两交错轴之间的运动和动力的传动机构，常用于两轴交错、传动比大、传递功率不大或间隙工作的场合，被广泛地应用于机床、汽车、仪器、冶金机械及其他机器或设备中。

请一并参阅图3至图6，蜗轮组件100包括相互层叠且同轴设置的第一蜗轮110及第二蜗轮120。第一蜗轮110的外壁沿周向设置有多个第一轮齿111。第二蜗轮120的外壁沿周向设置有与每个所述第一轮齿111相对应的第二轮齿121。每个第一轮齿111及沿第二蜗轮120转动方向20与第一轮齿111相邻的第二轮齿121之间形成啮合部130。

其中，第二蜗轮120的转动方向20为蜗轮蜗杆机构10在实现动力传递时第二蜗轮120转动的方向。一般情况下，第一蜗轮110及第二蜗轮120由铸铁青铜、铸铝铁青铜、铸铁等强度较大、摩性较好的材料制成。

请一并参阅图7，蜗杆200的外壁设置有与啮合部130相啮合的螺旋齿210。具体的，螺旋齿210与啮合部130啮合而组成交错轴齿轮副。在动力传动过程中，蜗杆200转动并通过相互啮合的螺旋齿210及啮合部130带动蜗轮组件100转动，从而实现动力由蜗杆200向蜗轮组件100的传递。

请再次参阅图1及图2，弹性件300具有两个自由端。两个自由端连接于第一蜗轮110与第二蜗轮120之间，并为第一蜗轮110及第二蜗轮120提供产生相互转动以消除螺旋齿210之间啮合间隙的回转预紧力。具体的，两个自由端分别与第一蜗轮110及第二蜗轮120固定连接。弹性件300可以为扭簧、橡胶弹片等。

具体的，在弹性件300提供的回转预紧力的作用下，第一蜗轮110及第二蜗轮120之间的运动关系包括以下几种情况：第一种情况为，第一蜗轮110及第二蜗轮120同时转动，且第一蜗轮110与第二蜗轮120之间具有速度差，从而使得第一蜗轮110与第二蜗轮120产生相互转动；第二种情况为，第一蜗轮110相对于第二蜗轮120转动；第三种情况为，第二蜗轮120相对于第一蜗轮110转动。第一蜗轮110及第二蜗轮120相互转动，可调节啮合部130沿第二蜗轮120周向的尺寸。而啮合部130沿第二蜗轮120周向的尺寸发生变化，则螺旋齿210与啮合部130之间的啮合间隙的大小也会发生变化。

在本实施例中，弹性件300为第一蜗轮110提供驱动第一蜗轮110相对于第二蜗轮120转动的回转预紧力。由此，弹性件300作用于第一蜗轮110上。在蜗轮蜗杆机构10使用过程中，若螺旋齿210与啮合部130之间由于某些原因出现啮合间隙，则第一蜗轮110在弹性件300提供的回转预紧力的作用下，立即相对于第二蜗轮120转动，实现啮合部130沿第二蜗轮120周向的尺寸的自动调节及实时调节，进而达到自动及实时消除螺旋齿210与啮合部130之间啮合间隙的目的。而在弹性件300的作用下，将第一蜗轮110设置为相对于第二蜗轮120转动，使得第一蜗轮110及第二蜗轮120之间的运动更为简单。

进一步的，在本实施例中，蜗轮蜗杆机构10还包括蜗轮轴(图未示)。第一蜗轮110空套于蜗轮轴上。第二蜗轮120套设于蜗轮轴并与蜗轮轴传动连接。空套是指某一构件套设于另一构件并与另一构件间隙配合，两者之间并没有固定连接，故某一构件与另一构件之间并没有直接的作用关系。因此，第一蜗轮110与蜗轮轴之间并没有直接的作用关系。

具体的，在蜗轮蜗杆机构10中，当需要将蜗杆200的动力专递至蜗轮轴时，蜗杆200转动，并通过相互啮合的螺旋齿210及啮合部130将蜗杆200的动力传递给第二蜗轮120，并由第二蜗轮120传递至蜗轮轴400，从而实现动力在蜗轮蜗杆机构10中的传递过程。由此，第二蜗轮120是传动轮，主要起传动作用。而当螺旋齿210与啮合部130之间出现啮合间隙时，弹性件300驱动第一蜗轮110相对于第二蜗轮120转动，以调节啮合部130沿第二蜗轮120周向的尺寸，从而实现消除螺旋齿210与啮合部130之间啮合间隙的功能。由此，第一蜗轮120是调节轮，主要起调节作用。

而在包含有蜗轮蜗杆机构10的设备中，蜗轮轴400与设备中的其他部件传动连接，以实现动能由蜗轮蜗杆机构10向设备中的其他部件的传动。因此，蜗轮轴400为输出轴，用于将蜗轮蜗杆机构10中的动力传输出去。

在蜗轮蜗杆机构10的使用过程中，一旦由于磨损等原因而使得蜗杆200与蜗轮组件100之间产生齿隙时，第一蜗轮110及第二蜗轮120在弹性力提供的回转预紧力的作用下，立即产生相互转动，以减小啮合部130沿第一蜗轮110周向的尺寸，实现啮合部130沿第一蜗轮110周向尺寸的自动调节及实时调节。因此，弹性件300及蜗轮组件100的设置，可以实时且自动消除螺旋齿210与啮合部130之间的啮合间隙，有效地提高了蜗轮蜗杆机构10的传动精度。

在本实施例中，弹性件300为扭簧。扭簧的两个自由端分别与第一蜗轮110及第二蜗轮120固定连接。

扭簧属于螺旋弹簧，扭簧的端部被固定到其他组件，当其他组件绕弹性中心旋转时，扭簧将它们拉回初始位置，产生扭矩或旋转力。由此，先将扭簧扭转一定角度后，再将扭簧的两个自由端分别与固定于第一蜗轮110与第二蜗轮120上，此时扭簧就可以为第一蜗轮110及第二蜗轮提供一回转预紧力，从而为第一蜗轮110相对于第二蜗轮120的转动提供驱动力。

而且，由于扭簧自身本来就可以提供旋转力，不需要另外设置其他的辅助结构或者辅助手段，只需要将扭簧的两端分别与第一蜗轮110及第二蜗轮120固定连接，就可以驱动第一蜗轮110相对于第二蜗轮120转动。因此，将弹性件300设置为扭簧，使得蜗轮蜗杆机构10的结构更为简单。

请一并参阅图8，进一步的，在本实施例中，第二蜗轮120包括面向第一蜗轮110的第一表面122。第二表面122沿第二蜗轮120的周向开设有环形槽123，扭簧可活动地收容于环形槽123内。由此，在蜗轮蜗杆机构10安装过程中，将弹性件300收容于环形槽123内，可使得第一表面112及第二表面122能够相互贴合，避免了第一蜗轮110与第二蜗轮120之间由于安装弹性件300的原因而产生间隙的情况，进而有效地避免了发生由于第一蜗轮110与第二蜗轮120之间具有间隙而影响蜗轮蜗杆机构10的传动精度的情况。因此，环形槽123的设置，有效地提高了蜗轮蜗杆机构10的传动精度。

更进一步的，在本实施例中，第一蜗轮110包括面向第二蜗轮120的第二表面112。第一表面112开设有第一安装孔(图未示)。环形槽123的内壁开设有第二安装孔(图未示)。扭簧的两端分别穿设于第一安装孔及第二安装孔。

由此，弹性件300安装时，只需要将收容于环形槽123内扭簧的一端穿设于第一安装孔内，另一端穿设于第二安装孔内，即可实现扭簧与第一蜗轮110及第二蜗轮120之间的固定连接。因此，第一安装孔及第二安装孔的设置，使得弹性件300的安装更为简便。

请一并参阅图9，在本实施例中，第一蜗轮110包括面向第二蜗轮120的第一表面112。第二蜗轮120包括面向第一蜗轮110的第二表面122。第一表面112沿第一蜗轮110的周向设置有限位凸起113。第二表面122沿第二蜗轮120周向开设有安装槽124。限位凸起113可转动地安装于安装槽124内。由此，当第一蜗轮110与第二蜗轮120组装时，先将限位凸起113插入安装槽124内，以实现第一蜗轮110及第二蜗轮120的定位，从而使得第一蜗轮110及第二蜗轮120的安装更为方便。而且限位部凸起122及安装槽124还具有导向作用，以保证第一蜗轮110与第二蜗轮120相互转动时的运动精度。

在本实施例中，第一蜗轮110包括面向第二蜗轮120的第一表面112。第二蜗轮120包括面向第一蜗轮110的第二表面122。第一表面112及第二表面122中任一个上设置有定位柱141，另一个上对应的位置沿第一蜗轮110的周向设置有限位孔142。定位柱141可滑动地穿设于限位孔142内。定位柱141可以为圆形、矩形、三角形或者异形的柱状结构。具体的，定位柱141及限位孔142的设置位置包括两种情况：第一种，定位柱141设置于第一表面112，限位孔142设置于第二表面122；第二种，定位柱141设置于第二表面122，限位孔142设置于第一表面112。

为了避免第一蜗轮110与第二蜗轮120相互转动时运动过量，而发生啮合部130沿第一蜗轮110周向尺寸过小的问题，第一蜗轮110与第二蜗轮120相互转动时必须在预设范围内运动。

由于定位柱141可滑动地穿设于限位孔142内，故定位柱141主要起限位作用，使得第一蜗轮110及第二蜗轮120只能在一定的预设范围内相互转动。由此，定位柱141及限位孔142的设置，可使第一蜗轮110及第二蜗轮120在预设范围内相互转动，避免发生第一蜗轮110及第二蜗轮120相互转动时运动过量的情况，提高了蜗轮蜗杆机构10的齿隙调节的可靠性。

进一步的，在本实施例中，定位柱141为圆形状结构。限位孔142为腰形孔。将定位柱141设置为圆形柱状结构，使得定位柱141与限位孔142安装时，设置为圆形柱状结构的定位柱141更容易对准并穿入限位孔142内，使得定位柱141与限位孔142的安装更为容易。而将限位孔142设置为腰形孔，可使得限位孔142的孔壁比较光滑，从而使得定位柱141在限位孔142内的滑动更为顺畅，进而使得第一蜗轮110与第二蜗轮120之间的相互转动更为灵敏，进一步的使得蜗轮蜗杆机构10的齿隙调节也更为灵敏。

进一步的，在本实施例中，定位柱141设置于第二表面122。限位孔142设置于第一表面112。由此，蜗轮组件100组装时，将第一蜗轮110与第二蜗轮120对齐且层叠，并使限位孔142套设于定位柱141。因此，通过设置于第二蜗轮120上的定位柱141及设置于第一蜗轮110上的限位孔142，可实现第一蜗轮110及第二蜗轮120相互转动时相对位置的限定，避免第一蜗轮110及第二蜗轮120之间转动过量的情况，提高了蜗轮蜗杆机构10齿隙调节的可靠性。而且，将定位柱141设置于第二蜗轮120上，限位孔142设置于第一蜗轮110上，使得第一蜗轮110向第二蜗轮120的安装更为方便。

请再次参阅图8及图9，进一步的，在本实施例中，定位柱141上开设有连接孔1411。蜗轮组件100还包括紧固件150。紧固件150可滑动且轴向限位地穿设于限位孔142并与连接孔1411固定。紧固件150可以为螺栓、螺钉、螺杆、铆钉等。

由此，第一蜗轮110向第二蜗轮120安装时，紧固件150的设置，使得第一蜗轮110与第二蜗轮120之间在保证相互可转动的同时实现对第一蜗轮110及第二蜗轮120在第一蜗轮110的中轴线方向上的限位，大大降低发生第一蜗轮110及第二蜗轮120沿第二蜗轮120轴向相互脱离的概率，提高了第一蜗轮110与第二蜗轮120安装的可靠性。

更进一步的，在本实施例中，紧固件150为螺纹紧固件，连接孔1411为螺纹孔。螺纹紧固件可滑动且轴向限位地穿设于限位孔142并与螺纹孔螺合。螺纹紧固件可以为螺栓、螺钉等。

由此，将紧固件150设置为螺纹紧固件，并将连接孔1411设置为螺纹孔，使得第一蜗轮110与第二蜗轮120之间在保证相互可转动的同时实现连接，不但使得第一蜗轮110与第二蜗轮120之间的拆装更为方便，进而使得蜗轮蜗杆机构10的维修工作更为简单。

更进一步的，在本实施例中，定位柱141、限位孔142及紧固件150均为多个。多个定位柱141及限位孔142均沿第一蜗轮110的周向间隔设置。由此，多个定位柱141、多个限位孔142及多个紧固件150的设置，不但使得第一蜗轮110及第二蜗轮120的连接更为牢固，而且还使得蜗轮组件100的结构更为稳定。

具体的，多个定位柱141及多个限位孔142均沿第一蜗轮110的周向均匀排布。由此，均匀排布的多个定位柱141及多个限位孔142，使得用于连接第一蜗轮110及第二蜗轮120的紧固件150也均匀排布，从而使得蜗轮组件100的结构更为稳定，故蜗轮蜗杆机构10的结构也更为稳定。

具体在本实施例中，定位柱141及限位孔142均为三个，且三个定位柱141及三个限位孔142均呈三角形排布。

上述蜗轮蜗杆机构10，第一蜗轮110及第二蜗轮120在弹性件300提供的回转预紧力的作用下产生相互转动，以实现啮合部130沿第一蜗轮110周向尺寸的自动调节。由此，一旦蜗杆200与蜗轮组件100之间由于磨损等原因而出现齿隙(即螺旋齿210与啮合部130之间的啮合间隙)，在弹性件300的作用下，第一蜗轮110与第二蜗轮120立即产生相互转动，使得啮合部130沿第一蜗轮110周向的尺寸可自动调节，从而达到自动消除螺旋齿210与啮合部130之间啮合间隙的目的。因此，弹性件300及蜗轮组件100的设置，有效地提高了蜗轮蜗杆机构10的传动精度。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。