一种柔性支撑的蜗轮蜗杆机构的制作方法

本发明涉及机械传动，尤其涉及一种柔性支撑的蜗轮蜗杆机构。

背景技术：

1、随着工业自动化的发展，传动时可实现90°输出且占用空间小，效率高的机构并不多见，其中蜗轮蜗杆配合传动是一种适用范围十分广泛的传动模式。在现有的旋转台产品中，就大部分采用的蜗轮蜗杆传动模式。但是在现有技术中，由于蜗轮为一个整体的齿轮结构，传动时，蜗轮与蜗杆齿面接触存在间隙，因此在加工蜗轮蜗杆时有着较高的精度要求，如果制造精度不高，蜗轮蜗杆在配合时的定位精度就难以保证，进而容易影响通过旋转台生产的工件产品的精度，同时也会产生较大的噪音。在实际使用过程中，蜗轮蜗杆安装配合完后为刚性连接，长时间蜗轮蜗杆传动会使蜗轮蜗杆发生磨损，导致使用精度以及啮合精度受到影响，并且现有蜗轮蜗杆配合，一旦装配完成，成功啮合后由于蜗轮蜗杆会发生自锁，导致蜗轮只能单方向旋转，断电调试时，无法通过手动调节将蜗轮调整到一个准确的需求位置。且现有的蜗轮蜗杆调隙机构大多用于电机减速机、汽车转向或是机器人转向上，存在对于旋转台领域应用较少。

2、在中国专利cn211778893u， 自动消隙蜗轮蜗杆减速机中提出多弹簧支撑，单弹簧拉伸的结构（如图1所示），但其存在安装不便，弹簧安装后弹力范围固定，无法主动调节，蜗轮蜗杆承压磨损加剧且过多磨损后无法进一步啮合，并且无法主动便捷的使蜗轮蜗杆机构从啮合状态分离的情况。

3、在中国专利cn209228983u，一种机器人蜗轮蜗杆浮动消隙传动机构中，通过采用蜗杆浮动组件以及弹力元件来达到调整蜗轮蜗杆中心距使其啮合的目的（如图2所示），但是其存在机构尺寸较大，浮动组件为刚性、外侧滑轨调节精度不高，无法放置在部分尺寸要求较小的实验场景之中、调整速度过慢，过程较为复杂、无法自动调节在后期因磨损问题蜗轮间磨损出现的传动间隙等问题。蜗杆之间磨损出现的传动间隙等问题。

4、在其他专利中（例如cn114475771a、cn102421654b），仅提供单一方向力，即将蜗杆推向蜗轮的力，导致蜗杆涡轮啮合过紧，蜗杆蜗轮间磨损加剧，减小了蜗轮蜗杆机构的使用寿命。

技术实现思路

1、本发明的目的是解决上述所提及的蜗轮蜗杆啮合装配不易，蜗轮蜗杆刚性啮合工作时旋转精度无法保证，蜗轮蜗杆啮合装配后由于自锁无法快速调整蜗轮台面旋转角度，以及间隙配合精度不高、加工成本过高、刚性啮合导致噪音大和使用寿命不长的问题。

2、本发明的技术方案如下：

3、一种柔性支撑的蜗轮蜗杆机构，其包括蜗轮蜗杆机构壳体、蜗轮、调整机构、弹性机构、蜗杆组件、固定板、波珠顶柱、稳固螺钉、定位螺钉与轴套，其中蜗杆组件包括安装座、蜗杆套筒、螺母、蜗杆轴承以及蜗杆，所述固定板通过螺栓安装在蜗轮蜗杆机构壳体上，所述波珠顶柱安装在固定板的预留孔位上，所述蜗杆组件插入固定板预留孔位中，并由调整机构、稳固螺钉、定位螺钉与轴套通过预留在蜗轮蜗杆机构壳体上的孔位固定蜗杆组件位置，所述涡轮安装在蜗轮蜗杆机构壳体预留的安装位置上；所述波珠顶柱提供第一方向力，调整机构与弹性机构共同提供第二方向力，第一方向力与第二方向力方向相反，并通过调整调整机构与弹性机构使其处于平衡状态，保证涡轮蜗杆的啮合。

4、所述第一方向力与第二方向力均可以分别通过调整波珠顶柱、调整机构与弹性机构对其力的大小进行调节。

5、所述蜗轮蜗杆机构壳体有安装蜗轮的位置和安装蜗杆组件的位置，并预留有调整机构、固定板、稳固螺钉以及定位螺钉的孔位；在安装蜗杆组件的位置处，对其后端区域，即沿蜗杆组件安装时插入位置后端进行扩大安装孔洞，以保证蜗杆组件具有一定的左右横移量；所述蜗轮蜗杆机构壳体在蜗轮蜗杆接触位置有弧面切面，根据蜗轮蜗杆尺寸定制弧面切面大小；所述蜗轮蜗杆机构壳体预留有与固定板、调整机构、稳固螺钉以及定位螺钉的安装孔位。

6、进一步地，所述螺母在蜗轮安装完成蜗杆轴承后安装在蜗杆轴承两侧，用以固定蜗杆轴承位置。

7、进一步地，所述调整机构中心留有安装使用弹性机构的孔位，调整机构为阶梯形销钉，所述孔位为销钉中心贯穿孔，孔的直径大小根据弹性机构定制。

8、进一步地，所述弹性机构有多种形式，有由螺钉、弹簧、与顶珠共同组成的弹性机构或是以波珠螺丝作为弹性机构；所述弹性机构安装在调整机构孔位后，待调整机构安装完后调整弹性机构对蜗杆套筒的第二方向力。

9、进一步地，所述蜗杆套筒其上留有与安装座连接的孔位、固定顶丝的孔位以及留有安装轴套的孔位；对安装轴套的孔位削平处理，便于定位螺钉安装使用，同时在蜗轮蜗杆啮合处留有用于蜗轮蜗杆啮合的孔位，所述蜗杆套筒在蜗轮蜗杆接触位置有弧面切面，根据蜗轮蜗杆尺寸定制弧面切面大小。所述蜗杆套筒通过定位螺钉固定其中心位置，并通过波珠顶柱与安装座相抵所产生的力使蜗杆套筒带动着安装在其内的蜗杆能够在一定的范围内移动，以此来保证蜗轮蜗杆的中心距处于对应型号的中心距标准范围之内，并可根据蜗轮蜗杆之间的磨损带来的中心距浮动而调整波珠顶柱进而调整蜗杆套筒以及安装在其内的蜗杆调整涡轮蜗杆的中心距。

10、进一步地，所述蜗杆轴承是角接触轴承或深沟球轴承，轴承安装在蜗杆两端，保证蜗杆的运动正常同时分担调整机构调节蜗杆套筒时对蜗杆的压力。

11、进一步地，所述蜗杆为多阶梯型蜗杆，在保证轴承位置稳定的同时也可减轻其重量。

12、进一步地，所述固定板上留有安装波珠顶柱的孔位以及与蜗轮蜗杆机构壳体螺纹连接安装的孔位，其中心留有供蜗杆组件伸入安装在蜗轮蜗杆机构壳体中的孔位。

13、进一步地，所述波珠顶柱的顶端为球形且顶柱上有螺纹，并根据具体蜗轮蜗杆型号计算来确定波珠顶柱安装在固定板上的长度，固定板安装在蜗轮蜗杆机构壳体上后安装波珠顶柱，此时波珠顶柱会对安装座有第一方向力导致安装座和安装座固定在一起的蜗杆套筒朝向远离蜗轮方向发生一定角度的倾斜。

14、进一步地，所述安装座上留有与蜗杆套筒连接的孔位，所述安装座根据电机尺寸定制，其上有用以安装电机的孔位。

15、进一步地，所述稳固螺钉穿过蜗轮蜗杆机构壳体上预留的孔位在调整机构与弹性机构调整好后压紧蜗杆套筒。

16、进一步地，所述定位螺钉穿过蜗轮蜗杆机构壳体上预留的孔位与安装在蜗杆套筒上的轴套，压紧蜗杆套筒；所述定位螺钉有保证蜗杆套筒顶端位置不变的作用。

17、进一步地，所述轴套安装在蜗杆套筒上预留的孔位中，用来固定蜗杆套筒、定位螺钉位置，减小定位螺钉的损耗程度。

18、进一步地，所述定位螺钉与轴套组合起到作为蜗杆套筒在第一方向力与第二方向力的支点作用，以此保证第一方向力与第二方向力能够稳定的达成动态平衡，在后期蜗轮蜗杆磨损后还可以调节第一方向力与第二方向力大小来支持蜗杆涡轮啮合，延长机构寿命。

19、本发明的益处在于：

20、（1）本发明采用蜗杆套筒柔性支撑，可通过调节由波珠顶柱提供的第一方向力与调整机构、弹性机构组合在一起提供的第二方向力，使其在保证蜗轮蜗杆啮合的状态下力处于一个平衡状态，从而使蜗杆与蜗轮之间的啮合中心距在d±∆δ的范围内小幅度的浮动，其中d为中心距,∆δ为蜗轮蜗杆的加工误差，从而保证蜗轮蜗杆一直保持啮合面线接触，进而保证蜗轮蜗杆的旋转精度，柔性的蜗杆套筒有效保护蜗杆不会在调整机构多次调整时受到损伤；

21、（2）本发明采用蜗杆套筒柔性支撑，可通过调节弹性机构在不拆开外壳组件、不停机、不伤害电机和蜗杆的情况下，使蜗轮蜗杆快速由啮合状态分离，使蜗轮停转，进而在不啮合的状态下可以手动快速调节蜗轮旋转，避免因蜗轮蜗杆自锁导致调节不便；

22、（3）本发明采用蜗杆套筒柔性支撑，可在蜗轮蜗杆精度不高的情况下通过本发明机构获得更高的装配精度和使用精度。由此降低了蜗轮蜗杆的制作成本；

23、（4）本发明结构简单，装配便捷，便于更换零部件，同时保证了蜗轮蜗杆中心距稳定，保证了使用精度；

24、（5）本发明采用的弹性机构种类多样，便于不同方案适配实用。