1.蜗轮丝杠,包括螺旋齿轴(1)、蜗轮(2)、套筒(3)、端盖(4)、蜗轮轴(5)、滚动轴承(6)等;其特征在于,所述的螺旋齿轴(1)为有螺旋角为α的螺旋齿的长轴,有沿螺旋角为90°-α且与螺旋齿旋向垂直的螺旋线切割的通槽、60°倒角的切口,所述的蜗轮(2)在蜗轮齿面中点加工有与前述切口相同截面尺寸的凸台,蜗轮齿面和螺旋齿齿面线接触,凸台与切口对齐、配合,螺旋齿轴(1)与安装在端盖-套筒-蜗轮轴-蜗轮-滚动轴承装配体上的轴线与螺旋齿轴(1)轴线成与螺旋齿轴(1)螺旋角α相等且同向的角度倾斜的蜗轮(2)啮合。
2.根据权利要求1所述的蜗轮丝杠,其特征在于所述的螺旋齿轴(1)为一表面加工有螺旋角为α的螺旋齿的长轴,其特征在于齿宽尺寸远远大于螺旋齿的其它尺寸,基本与长轴长度相当,螺旋齿的其它参数与普通螺旋齿轮基本相同,在螺旋齿轴(1)的螺旋齿上沿螺旋角为90°-α且与螺旋齿螺旋线旋向垂直的螺旋线方向有与螺旋齿齿高相等的通槽,并且在此通槽与螺旋齿齿面的切口加工60°倒角,螺旋角α可较大幅度加大;由于本发明方案有4个等间距环形阵列分布的蜗轮(2)与螺旋齿轴(1)啮合,所以螺旋齿轴(1)的齿数应该为4的倍数。
3.根据权利要求1所述的蜗轮丝杠,其特征在于所述的蜗轮(2)为一模数、压力角与螺旋齿轴(1)法向模数、压力角相同的蜗轮,特点在于:与传统蜗轮不同,蜗轮的齿面在分度线上的螺纹升角为α的螺旋线在齿宽中点旋转-α角度,即螺旋线反方向旋转α,使分度线上的螺旋线在齿宽中点与生成蜗轮的圆柱体素线相切,即蜗轮齿面的螺旋升角仍然为α,但是在分度线上的齿宽中点,与通过蜗轮轴线、分度线上的齿宽中点的平面相切;此外在蜗轮的齿宽中点加工凸台,凸台截面为60度等腰梯形,其高和底边长度与螺旋齿轴上面有60°倒角的切口尺寸相同,凸台扫描路径为蜗轮(2)齿面的渐开线素线;另外与传统蜗轮不同,由于螺旋升角α可能比较大,此蜗轮(2)齿顶面的圆柱面半径与螺旋齿轴(1)齿根圆半径可能大很多,基本上与螺旋齿轴(1)齿根圆所在圆柱体被与轴线成α角度平面切割产生的椭圆的短轴上的曲率半径相等。
4.根据权利要求1所述的蜗轮丝杠,其特征在于所述的套筒(3)整体为一圆筒结构,圆筒内孔直径比螺旋齿轴(1)齿顶圆直径略大,在圆筒圆柱面周向等间距环形阵列分布4个与圆筒轴线成与螺旋齿轴(1)的螺旋角α相等且同向的角度倾斜的方孔,在圆筒两端面方孔延长线有与方孔侧面平行对齐的切口,在此切口及方孔侧面有一U形通槽贯通圆筒,U形槽轴线与圆筒轴线夹角为α,在圆筒两端面有4个安装盲孔。
5.根据权利要求1所述的蜗轮丝杠,其特征在于所述的端盖(4)整体为一圆盘结构,圆盘外径与套筒(3)相同,内孔孔径与螺旋齿轴(1)齿顶圆直径相等,在圆盘一端面有与套筒(3)端面切口可完全配合对齐的沿圆盘周向等间距环形阵列分布的4个凸台,在此凸台的倾斜端面上有一盲孔,在端盖(4)与套筒(3)装配后,此盲孔轴线与套筒(3)上U形槽共轴线对齐,凸台径向尺寸与套筒(3)切口的径向尺寸相同,在凸台内侧是直径与套筒(3)内孔直径相等的“三角形”圆柱面,此圆柱面在装配时与套筒(3)内孔圆柱面接触,端盖(4)内孔与螺旋齿轴(1)齿顶圆柱面配合,端盖端面上有4个与套筒(3)上安装孔对齐的安装通孔。
6.根据权利要求1所述的蜗轮丝杠,其特征在于所述的螺旋齿轴(1)穿过左侧的端盖(4)、套筒(3)、右侧的端盖(4)装配体与安装在此装配体上的蜗轮轴(5)上面的蜗轮(2)啮合,蜗轮(2)固定在蜗轮轴(5)上,蜗轮轴(5)固定在滚动轴承(6)上,滚动轴承(6)固定在端盖(4)上;蜗轮(2)的凸台与螺旋齿轴(1)螺旋齿的切口对齐,端盖(4)内孔与螺旋齿轴(1)齿顶圆柱面形成间隙配合,端盖(4)与螺旋齿轴(1)形成类似于滑动轴承的滑动摩擦副以保持蜗轮(2)和螺旋齿轴(1)之间的中心距,传动更加平稳。
7.根据权利要求1所述的蜗轮丝杠,其特征在于所述的螺旋齿轴(1)相当于传统丝杠中的丝杆,端盖(4)-套筒(3)端盖(4)-蜗轮轴(5)-蜗轮(2)-滚动轴承(6)装配体相当于传统丝杠中的螺母,电机带动此装配体绕螺旋齿轴(1)转动,蜗轮(2)的凸台与螺旋齿轴(1)螺旋齿的切口对齐、配合,蜗轮(2)与螺旋齿轴(1)啮合,沿螺旋线滚动;或者电机带动螺旋齿轴(1)转动,蜗轮(2)同样沿螺旋线滚动,从而把旋转运动转换为直线运动,扭矩转换为轴向推力,蜗轮(2)的螺旋运动轨迹螺旋线与螺旋齿轴(1)的螺旋齿结构的螺旋线正交,螺旋齿轴(1) 的螺旋角α等于螺旋传动的螺纹升角;由于蜗轮(2)的凸台与螺旋齿轴(1)的切口配合,阻止了蜗轮(2)沿螺旋齿轴(1)齿面的可能的滑动,传动更加可靠,运动的螺旋升角α可较大幅度加大,传动效率更高。
8.根据权利要求1所述的蜗轮丝杠,其特征在于所述的端盖(4)内孔直径与螺旋齿轴(1)齿顶圆直径相等,端盖(4)内孔与螺旋齿轴(1)齿顶圆柱面形成间隙配合,套筒(3)内孔直径比螺旋齿轴(1)齿顶圆直径略大,与螺旋齿轴(1)不接触,端盖(4)与螺旋齿轴(1)形成类似于滑动轴承的滑动摩擦副以保持蜗轮(2)和螺旋齿轴(1)之间的中心距,以适当的配合精度以及润滑方式减小此滑动摩擦;与传统丝杠存在的摩擦力不同,传动的动力以及轴向负载阻力的方向与产生此摩擦力的正压力垂直,此滑动摩擦力在螺旋齿轴(1)水平布置时仅仅与负载的重力相关,与传动动力、轴向负荷无关,不会像传统丝杠那样传动动力、轴向负荷越大摩擦阻力越大,在螺旋齿轴(1)铅垂布置时基本上不存在滑动摩擦,因而摩擦力很小,传动效率大大提高。