本發(fā)明涉及蝸輪減速機(jī)制造領(lǐng)域,具體涉及一種新型智能化長壽命高端減速機(jī)。
背景技術(shù):
減速機(jī)在原動機(jī)和工作機(jī)或執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間起匹配減速和傳遞轉(zhuǎn)矩的作用,減速機(jī)是一種相對精密的機(jī)械,使用它的目的是降低轉(zhuǎn)速,增加轉(zhuǎn)矩,根據(jù)傳動類型減速機(jī)可分為齒輪減速機(jī)、蝸輪減速機(jī)以及行星齒輪減速機(jī),其中蝸輪減速機(jī)在各種機(jī)械的傳動系統(tǒng)中都可以見到它的蹤跡,從交通工具軍民融合的艦船、汽車、機(jī)車,建筑用的重型機(jī)具,重工機(jī)械、核電設(shè)備、水工機(jī)械、高精加工機(jī)床及自動化生產(chǎn)設(shè)備,到日常生活中常見的家電、儀器儀表等,其應(yīng)用從大動力的傳輸工作,到小負(fù)荷、精確的角度傳輸都可以見到減速機(jī)的應(yīng)用。
長期以來,我國蝸輪減速機(jī)普遍存在制造精度低、傳動發(fā)熱漏油、摩擦磨損失效快、可靠性差、使用壽命短,不能滿足尖峰載荷承載能力、抗沖擊能力、特別是智能化程度為“零”等共性問題,而這些問題一直制約著我國高端機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展。
目前我國蝸輪減速機(jī)具體在以下方面存在問題:
1、減速機(jī)中,蝸輪蝸桿是減速機(jī)的心臟部分,如圖3所示,現(xiàn)有蝸輪蝸桿之間多為單齒嚙合,蝸輪多為螺旋齒、圓柱型,蝸桿為帶螺旋齒的直線型圓柱桿,蝸桿之間相互嚙合時(shí),蝸桿往往只有中間的一個(gè)或兩個(gè)螺旋齒能與蝸輪齒嚙合,所以,在高速旋轉(zhuǎn)時(shí),會出現(xiàn)強(qiáng)烈沖擊、產(chǎn)生熱量及噪音,導(dǎo)致蝸輪“磨削式”損傷增大,將造成磨損倍增或“滑絲”現(xiàn)象,從而使得減速機(jī)失效破壞;
2、現(xiàn)有技術(shù)提供的減速機(jī)在首次使用時(shí),因混有切削、塵砂等雜質(zhì),為避免切削、塵砂等雜質(zhì)磨損蝸輪蝸桿,工作150小時(shí)~400小時(shí)必須換油除雜;首次使用后,因殘留的切削、塵砂等雜質(zhì)以及工作中磨損產(chǎn)生的雜質(zhì),在工作溫度50℃以下,須1年更換1次,工作溫度100℃,須3個(gè)月或更短更換1次;
3、減速機(jī)箱體結(jié)構(gòu),現(xiàn)有箱體結(jié)構(gòu)為封閉式單油池箱體,同時(shí),由于箱體采用鑄鐵或鑄鋼制造,減速機(jī)工作過程中,蝸輪蝸桿之間的滑動摩擦?xí)a(chǎn)生大量熱量,由于現(xiàn)有減速機(jī)箱體傳動工作時(shí)散熱性差,單油箱潤滑油儲量少,潤滑油溫升快或漏油及變質(zhì)失效,進(jìn)而影響減速機(jī)的使用壽命;
4、減速機(jī)箱體的材質(zhì),現(xiàn)有減速機(jī)箱體一般都釆用鑄鐵或鑄鋼制造,雖然材料成本低、承載能力大,但是,油箱材料比重大,散熱性差成為關(guān)鍵;
5、傳統(tǒng)減速機(jī)智能化程度為“零”,長期工作不知何時(shí)換油、甚至造成無油潤滑干摩擦、磨粒磨損,導(dǎo)致蝸輪副摩擦磨損加劇、使用壽命縮短等諸多問題;
6、在平面二次包絡(luò)蝸桿副精加工中存在的“根切”問題,成為提高精加工生產(chǎn)率、產(chǎn)品質(zhì)量及降低生產(chǎn)成本的關(guān)鍵問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明提供了一種新型智能化長壽命高端減速機(jī),以解決現(xiàn)有減速機(jī)因蝸輪蝸桿之間嚙合不完全造成磨損倍增或“滑絲”現(xiàn)象的問題。
為了解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明采用的技術(shù)方案概述如下:
一種新型智能化長壽命高端減速機(jī),包括油箱以及相互嚙合的蝸輪和蝸桿,所述油箱內(nèi)設(shè)有安裝蝸輪、蝸桿的軸承,所述蝸輪連有延伸至油箱外部的輸出軸,所述蝸桿為多齒嚙合、傳動效率高、承載能力大的平面二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿,這樣在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)能大大減小沖擊力度,防止出現(xiàn)強(qiáng)烈沖擊產(chǎn)生更大的熱量以及噪音,減少能量損失,提高傳動效率,減少蝸輪蝸桿受到的損傷,避免“滑絲”現(xiàn)象,故而該結(jié)構(gòu)具有傳動噪音小、傳動效率高、承載能力大、蝸輪蝸桿損傷小的優(yōu)勢。
優(yōu)選的,所述蝸桿設(shè)在蝸輪上方或下方。
優(yōu)選的,所述蝸輪和蝸桿的材質(zhì)為高強(qiáng)耐磨鋁基合金。
優(yōu)選的,所述油箱頂部設(shè)有與油箱內(nèi)腔相通的報(bào)警裝置孔,所述報(bào)警裝置孔內(nèi)扦入一根顯像玻璃管,所述顯像玻璃管下端延伸至蝸輪和蝸桿相互嚙合的位置以下,顯像玻璃管中裝有電聯(lián)的光電數(shù)字傳感語音器和溫度傳感器。
優(yōu)選的,所述油箱底部設(shè)有存碴槽,所述存碴槽為方形、矩形或園形槽,所述存碴槽槽底裝有強(qiáng)力磁鐵。
優(yōu)選的,所述油箱旁側(cè)設(shè)有副油箱,所述油箱和副油箱之間的共壁上設(shè)有實(shí)現(xiàn)潤滑油冷熱自循環(huán)的上油孔與下油孔。
優(yōu)選的,所述副油箱外面設(shè)有數(shù)顯控制板和蝶變國際時(shí)鐘,用于監(jiān)控潤滑油的油池儲量、油溫、油清潔度以及工作時(shí)間。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明所產(chǎn)生的有益效果:
1、本發(fā)明采用平面二次包絡(luò)蝸桿副,其嚙合原理:平面二次包絡(luò)蝸桿副,是以一個(gè)平面為母面,通過相對園周運(yùn)動,包絡(luò)出環(huán)面蝸桿的齒面,再以蝸桿的齒面為母面,通過相對運(yùn)動,包絡(luò)出蝸輪的齒面而形成的、始終同時(shí)多齒(4齒以上)嚙合的一種新型蝸桿傳動裝置,在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)傳動平穩(wěn),能大大減小沖擊力度,減少蝸輪的摩擦磨損,熱量和噪音,成倍提高傳動效率,避免“滑絲”現(xiàn)象;新型智能化長壽命高端減速機(jī)的蝸輪材料采用高強(qiáng)耐磨鋁基合金,綠色制造高強(qiáng)耐磨、具有比重輕(較銅錫合金蝸輪輕1倍多)、轉(zhuǎn)動慣量小、傳動噪音小,強(qiáng)度高承載能力大、摩擦系數(shù)小(0.038)、延長蝸輪蝸桿使用壽命3~5倍,多齒嚙合還可延長使用壽命3~4倍,兩項(xiàng)相加,具有較普通減速機(jī)延長7~8倍的使用壽命的優(yōu)勢,節(jié)能降耗效益巨大,但售價(jià)不高于傳統(tǒng)同類產(chǎn)品,用戶效益、環(huán)保效益、社會效益顯著;
2、本發(fā)明設(shè)置強(qiáng)磁性存碴槽,解決了現(xiàn)有蝸輪減速機(jī)首次運(yùn)行150~400小時(shí)后,須更換潤滑油以及首次使用后不定期更換潤滑油的問題;
3、本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了潤滑油的冷熱自循環(huán),較鑄鐵鑄鋼散熱性大幅度增加;有效改善了潤滑油溫升快或漏油及變質(zhì)失效,導(dǎo)致蝸輪蝸桿腐蝕使用壽命縮短問題;
4、采用專用新型復(fù)合潤滑油,降低了蝸輪副滑動摩擦發(fā)熱量,大幅度延長了潤滑油使用壽命,可承受重載和較高工作溫度(-40~+150℃);
5、鋁合金相較于鑄鐵、鑄鋼,鋁合金具有重量輕、散熱快、易鑄造、易模壓加工、易焊接、承重比大的特點(diǎn);全鋁合金小型減速機(jī)箱體重量輕、散熱快,易實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn);
6、在智能化方面,能及時(shí)顯示油池中潤滑油的儲量、溫度及清潔度,工作時(shí)間計(jì)時(shí)等,能及時(shí)、智能、科學(xué)提醒更換、添加潤滑油,取得了上述良好效果。
附圖說明
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
圖1是本發(fā)明提供的減速機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2是本發(fā)明提供的減速機(jī)的截面示意圖;
圖3是本發(fā)明提供的減速機(jī)箱體的截面示意圖;
圖中標(biāo)記:1、油箱;11、箱蓋;12、箱體;13、密封蓋;14、報(bào)警裝置孔;15、軸承;16、高強(qiáng)度緊固螺釘;17、上油孔;18、下油孔;19、存碴槽;2、副油箱;21、副箱蓋;22、副箱體;3、固定孔板;4、蝸桿;41、圓弧螺旋齒;5、輸出軸;6、蝸輪;61、配合螺旋齒;7、數(shù)顯控制板;8、蝶變國際時(shí)鐘。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。本發(fā)明的實(shí)施方式包括但不限于下列實(shí)施例。
實(shí)施例1
如圖1-圖2所示,一種新型智能化長壽命高端減速機(jī),包括油箱1,所述油箱1下方設(shè)有油箱1同鑄聯(lián)接的固定孔板3,油箱1內(nèi)設(shè)有安裝蝸輪6和蝸桿4的軸承15,所述蝸輪6和蝸桿4相互嚙合,油箱1裝有沒過蝸輪6和蝸桿4嚙合位置的潤滑油,所述蝸輪6連有延伸至油箱1外部的輸出軸5,所述蝸桿4的一端延伸至油箱1外部,輸出軸5、蝸桿4與油箱1的連接處設(shè)有防止?jié)櫥托孤兜拿芊馍w13,所述油箱1旁側(cè)設(shè)有用于潤滑油自循環(huán)冷卻、儲存的副油箱2,所述油箱1和副油箱2之間的共壁上設(shè)有實(shí)現(xiàn)潤滑油冷熱自循環(huán)的上油孔17與下油孔18。
本實(shí)施例提供的減速機(jī)由單油箱改為具有油箱1、副油箱2的雙油箱結(jié)構(gòu),油箱1用于安裝蝸輪6以及蝸桿4,蝸輪6以及蝸桿4為減速機(jī)的心臟部分,副油箱2用于輔助油箱1進(jìn)行潤滑油的冷熱自循環(huán),蝸輪6以及蝸桿4之間的高速旋轉(zhuǎn)擠壓潤滑油經(jīng)下油孔18進(jìn)入副油箱2中進(jìn)行散熱冷卻,當(dāng)副油箱2中的潤滑油液位高于上油孔17時(shí),冷卻過的潤滑油經(jīng)上油孔17進(jìn)入油箱1中,從而實(shí)現(xiàn)潤滑油的冷熱自循環(huán)。
本實(shí)施例中潤滑油的冷熱自循環(huán)將減速機(jī)工作過程中蝸輪6以及蝸桿4之間的高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的大量熱量帶走或散發(fā)出去,進(jìn)而避免因高溫引起的潤滑油加快變質(zhì)、減速機(jī)的使用壽命縮短問題,解決了現(xiàn)有減速機(jī)存在的上述技術(shù)問題。
實(shí)施例2
如圖2所示,在實(shí)施例1所述的潤滑油冷熱自循環(huán)的新型高端減速機(jī)的基礎(chǔ)上作進(jìn)一步優(yōu)化,使之具有自動吸收潤滑油殘?jiān)淖饔?,保證潤滑油長期保持澄清,在下油孔18下方的油箱1底部以及下油孔18對側(cè)的油箱1底部設(shè)有存碴槽19,所述存碴槽19大小為30*15*15毫米,存碴槽19槽底裝有強(qiáng)力磁鐵,強(qiáng)力磁鐵經(jīng)其底部粘接的絕緣板或絕緣膠與存碴槽19相固定,存碴槽19的槽口處設(shè)有35*10*1毫米的止碴片,防止存碴從存碴槽19內(nèi)隨油液冷熱自循環(huán)運(yùn)動再卷入箱內(nèi),本實(shí)施例設(shè)置的目的在于使得鐵削、塵砂在隨油流的冷熱自循環(huán)運(yùn)動過程中磁吸入存碴槽19內(nèi),既解決了現(xiàn)有蝸輪減速機(jī)首次運(yùn)行150~400小時(shí)后須更換潤滑油以及首次使用后因內(nèi)部殘?jiān)鼩堄囗毑欢ㄆ诟鼡Q潤滑油的問題。
本實(shí)施例在自動吸收潤滑油殘?jiān)⑶鍧崫櫥偷耐瑫r(shí),還能解決因油液中的殘?jiān)氯嫌涂?7、下油孔18的問題,起到了過濾的效果。
實(shí)施例3
在實(shí)施例1或2所述的高端減速機(jī)的基礎(chǔ)上作進(jìn)一步優(yōu)化,所述副油箱2的壁厚為5mm,由于油箱1用于安裝蝸輪6以及蝸桿4,會承載蝸輪6以及蝸桿4的重量以及高速旋轉(zhuǎn)帶來的沖擊力,為保證足夠的強(qiáng)度,油箱1的厚度必須達(dá)到20mm以上,而副油箱2則不用承受蝸輪6以及蝸桿4的重量以及高速旋轉(zhuǎn)帶來的沖擊力,故而對副油箱2的強(qiáng)度要求可適當(dāng)降低,副油箱2的壁厚可減少至箱體壁厚的1/5-1/4,此法不僅能節(jié)約制造成本,關(guān)鍵是由于壁厚變薄,其散熱性能將大大增加。
實(shí)施例4
如圖2所示,在實(shí)施例1或2所述的一種新型智能化長壽命高端減速機(jī)上作進(jìn)一步優(yōu)化,所述油箱1由上下設(shè)置的箱蓋11和箱體12組成,所述箱體12、箱蓋11以及副油箱2的材質(zhì)為鋁合金;所述鋁合金為高強(qiáng)度、易焊接、易模壓成型鋁合金;所述副油箱2由上下設(shè)置的副箱蓋21和副箱體22組成,各連接處采用耐高溫密封墊、密封硅膠以及高強(qiáng)度緊固螺釘16密封連接。
本實(shí)施例中箱體12、箱蓋11以及副油箱3均采用鋁合金鍛造,相較于鑄鐵或鑄鋼,鋁合金具有重量輕、散熱快、易鑄造、易加工、易焊接、承重比大的特點(diǎn),采用鋁合金制成的減速機(jī)箱體相對于現(xiàn)有技術(shù)重量輕、散熱快,容易實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。
本實(shí)施例中各連接處采用高強(qiáng)度緊固螺釘16密封連接,包括副箱蓋21和副箱體22之間的連接以及副箱蓋21和副箱體22與油箱1之間的連接,連接方便,更換添加潤滑油時(shí),將副箱蓋21或箱體12拆開即可、添加油時(shí)擰開加油塞,操作簡單。
實(shí)施例5
在實(shí)施例1或2所述的高端減速機(jī)的基礎(chǔ)上作進(jìn)一步優(yōu)化,所述油箱1由上下設(shè)置的箱蓋11和箱體12組成,所述箱體12的材質(zhì)為鑄鐵或鑄鋼,箱蓋11以及副油箱2的材質(zhì)為鋁合金;所述鋁合金為高強(qiáng)度、易焊接、易模壓成型鋁合金;所述副油箱2由上下設(shè)置的副箱蓋21和副箱體22組成,各連接處采用耐高溫密封墊、密封硅膠以及高強(qiáng)度緊固螺釘16密封連接。
實(shí)施例6
在實(shí)施例1或2所述的高端減速機(jī)的基礎(chǔ)上作進(jìn)一步優(yōu)化,所述副油箱2內(nèi)部或外部設(shè)有循環(huán)水冷管,進(jìn)一步增加副油箱的冷卻效果。
實(shí)施例7
如圖2所述,在實(shí)施例1或2或3所述的高端減速機(jī)的基礎(chǔ)上作進(jìn)一步優(yōu)化,所述蝸桿4為平面二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿,即所述蝸桿4的螺旋齒呈與蝸輪相應(yīng)的圓弧狀分布的圓弧螺旋齒41,所述蝸輪6的螺旋齒為與圓弧螺旋齒41相嚙合的配合螺旋齒61。
為提高傳動效率、承載能力、改善齒面潤滑條件,選擇蝸桿的母平面傾斜角β很重要,這也是包絡(luò)蝸桿副傳動的重要參數(shù);母平面傾斜角β計(jì)算公式為:
式中:a—蝸桿軸面齒形角;
d2—蝸輪分度園直徑;
i—傳動比;
Δ值選取與傳動比i相關(guān),i<10時(shí),Δ取40;當(dāng)i為10~30時(shí),Δ取60當(dāng)i>30時(shí),Δ取80較好。
還要解決蝸桿副精準(zhǔn)合裝問題,否則安裝困難,其蝸桿嚙出口修緣值Δfc的計(jì)算公式為:
Δfc=0.618·Δfr
式中:Δfr—蝸桿嚙入口修緣值;
蝸桿嚙出口修緣長度Δψc的計(jì)算公式為:
Δψc=0.618·P
式中:P為蝸輪齒距。
本實(shí)施例中蝸桿4與蝸輪6同時(shí)多齒嚙合,可大大減小沖擊力度、熱量及噪音,減少能量損失,提高傳動效率,減少蝸輪蝸桿的摩擦磨損、腐蝕失效、避免滑絲現(xiàn)象,故而該結(jié)構(gòu)具有傳動噪音小、傳動效率高、承載能力大、蝸輪蝸桿使用壽命較原延長6~8倍的優(yōu)勢。
本實(shí)施例蝸輪6的材質(zhì)為高強(qiáng)耐磨鋁基合金,該鋁基合金按重量百分含量計(jì)包括以下成分:鋅38%~40%,硅0.5%~5%,銅3.0%~5%,錳0.5%~1%,鉻0.3%~0.5%,錸1.2%~1.8%,硼1%~1.5%,鎂0.038%~0.048%,鈦0.015%~0.02%,,納米石墨烯0.03%~0.08%,余量為鋁,該鋁基合金耐磨性能以及耐腐蝕性能均表現(xiàn)良好,解決了上述技術(shù)問題。
實(shí)施例8
如圖2所述,在實(shí)施例1所述的高端減速機(jī)的基礎(chǔ)上作進(jìn)一步優(yōu)化,所述蝸桿4設(shè)在蝸輪6下方。
本實(shí)施例中蝸桿4設(shè)在蝸輪6下方,油箱1內(nèi)的潤滑油液位無須沒過蝸輪6就可沒過蝸輪4與蝸桿6之間的嚙合位置,可使?jié)櫥偷挠昧看蟠鬁p少,當(dāng)潤滑油質(zhì)變差時(shí),能減少潤滑油對蝸輪6的腐蝕,而蝸桿4價(jià)格更低且更易于更換,故而能減低對腐蝕部分的更換成本;蝸輪4與蝸桿6之間嚙合的部分位置降低,相較于現(xiàn)有技術(shù),不會造成無油潤滑干摩擦現(xiàn)象,能有效避免因無油潤滑干摩擦導(dǎo)致的蝸輪副摩擦磨損加速和使用壽命短等問題。
實(shí)施例9
在實(shí)施例1所述的高端減速機(jī)的基礎(chǔ)上作進(jìn)一步優(yōu)化,所述油箱1頂部設(shè)有與油箱1內(nèi)腔相通的報(bào)警裝置孔14,所述報(bào)警裝置孔14孔徑8~10毫米,并報(bào)警裝置孔14內(nèi)扦入一根顯像玻璃管,所述顯像玻璃管下端延伸至蝸輪6和蝸桿4相互嚙合的位置以下,顯像玻璃管中裝有電聯(lián)的光電數(shù)字傳感語音器和溫度傳感器,當(dāng)溫度傳感器測得油箱溫度過高時(shí),將信號傳遞給光電數(shù)字傳感語音器進(jìn)行油溫以及油量的報(bào)警提示。
實(shí)施例10
在實(shí)施例1所述的高端減速機(jī)的基礎(chǔ)上作進(jìn)一步優(yōu)化,所述副油箱2的外殼上設(shè)有數(shù)顯控制板7、蝶變國際時(shí)鐘8,所述數(shù)顯控制板7用于監(jiān)控潤滑油的油池儲量、油溫、油清潔度8,蝶變國際時(shí)鐘8用于計(jì)時(shí)。
實(shí)施例11
在實(shí)施例1所述的高端減速機(jī)的基礎(chǔ)上作進(jìn)一步優(yōu)化,所述油箱1內(nèi)的潤滑油包括以下重量百分比的組分:8~15%的植物油、15~20%的動物油、3~5%的聚乙二醇、2~5%的乙醇、0.5~3%的納米石墨烯,余量為礦物油,其中納米石墨烯的粒度為1~14nm。
本實(shí)施例采用的潤滑油摩擦系數(shù)小,降低摩擦發(fā)熱量;延長潤滑油壽命期,可承受較高工作溫度(-40~+120℃)。
實(shí)施例12
在實(shí)施例1所述的高端減速機(jī)的基礎(chǔ)上作進(jìn)一步優(yōu)化,所述油箱1內(nèi)的潤滑油包括以下重量百分比的組分:5~10%的植物油、15~25%的動物油、10~25%的聚乙二醇、3~6%的乙醇、0.5~5%的烷基二苯胺、1~5%的納米石墨烯、0.2~5%的納米鉬,余量為礦物油,其中納米石墨烯的粒度為1-30um,納米鉬的粒度為1-30um。
本實(shí)施例采用的潤滑油摩擦系數(shù)小耐磨減摩,降低摩擦發(fā)熱量,抗氧化,阻銹蝕、傾點(diǎn)低,安定性好,可大幅度延長潤滑油壽命期,可承受重載和較高工作溫度(-40~+150℃),可廣泛用于重型傳動機(jī)械潤滑油。
如上所述即為本發(fā)明的實(shí)施例。本發(fā)明不局限于上述實(shí)施方式,任何人應(yīng)該得知在本發(fā)明的啟示下做出的結(jié)構(gòu)變化,凡是與本發(fā)明具有相同或相近的技術(shù)方案,均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。