本發(fā)明屬于機械變速傳動領(lǐng)域，具體涉及一種雙蝸輪共軛減速機，可以用于工業(yè)機器人、機床等要求高精密減速的領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

減速機在工業(yè)和自動化領(lǐng)域的重要性不言而喻，例如目前工業(yè)機器人的成本中超過三分之一是減速機，減速機的負荷能力、減速比、回差（回程間隙）、體積等參數(shù)決定了減速機的優(yōu)劣，目前主要的高精度減速機是諧波減速機和RV減速機，但理論上都做不到零回差，而且存在加工難度大的困擾，本發(fā)明提出了一種理論上可以實現(xiàn)不受符合影響的零回差減速機，而且結(jié)構(gòu)簡單，減速比大，加工制造難度低。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出了一種采用兩個蝸輪在轉(zhuǎn)矩輸入端共軛同時也在轉(zhuǎn)矩輸出端共軛，的雙蝸輪減速機，具體內(nèi)容如下。

雙蝸輪共軛減速機由殼體、蝸桿A、蝸桿B、蝸輪A、蝸輪B、齒輪A、齒輪B、輸出齒輪組成，其特征是，蝸桿A和蝸桿B同軸，蝸桿A和蝸桿B周向固定，蝸桿A和殼體徑向固定，蝸桿A與殼體軸向固定或軸向彈性固定，蝸桿B與殼體或蝸桿A軸向固定或軸向彈性固定，蝸輪A和蝸輪B位于蝸桿A的同一側(cè)，蝸輪A和殼體徑向固定，蝸輪A和殼體軸向固定，蝸輪B和殼體徑向固定，蝸輪B和殼體軸向固定，蝸桿A和蝸輪A嚙合，蝸輪A和齒輪A同軸，蝸輪A和齒輪A周向固定，齒輪A和輸出齒輪嚙合，蝸桿B和蝸輪B嚙合，蝸輪B和齒輪B同軸，蝸輪B和齒輪B周向固定，齒輪B和輸出齒輪嚙合，輸出齒輪與殼體徑向固定。這種結(jié)構(gòu)一次實現(xiàn)兩級減速，如果把蝸桿A和蝸輪A的回差加上齒輪A和輸出齒輪的回差命名為A路回差，蝸桿B和蝸輪B之間的回差加上齒輪B和輸出齒輪之間的回差命名為B路回差，減速機的總回差就等于A路回差與B路回差中相對小的回差值減去蝸輪A與蝸輪B的相位差。所述的固定和彈性固定是零件或構(gòu)件空間位置關(guān)系的描述，具體可以間接的通過其他零件或部件間接固定或間接彈性固定來實現(xiàn)，例如齒輪可以通過軸或軸承固定到殼體上，蝸桿A和蝸桿B可以用鍵與一個共同的軸連接實現(xiàn)周向固定，也可以用鍵相互連接實現(xiàn)周向固定；有些情況還可以根據(jù)需要將一體轉(zhuǎn)動的構(gòu)件加工成一體的一個零件，蝸輪A和齒輪A可以是加工成一體的一個零件，蝸輪B和齒輪B可以加工成一體的一個零件，是否選用蝸桿軸、蝸輪軸A、蝸輪軸B和輸出齒輪軸或使用什么形式的軸，以及是否使用軸承或什么形式的軸承，一般技術(shù)人員完全可以自行選定，不許要特指明， 例如輸出齒輪可以用鍵連接輸出軸，也可以選用內(nèi)齒輪用齒輪端面輸出轉(zhuǎn)矩，內(nèi)齒輪的外圈可以通過軸承和殼體固定，只要能持續(xù)在減速機的使用中能滿足本發(fā)明描述的零件嚙合關(guān)系和空間位置關(guān)系就可以，齒輪的形式也包括單不限于外齒輪、內(nèi)齒輪和斜齒輪，殼體的意義在于相對固定的空間參照并為各種固定方式提供力的支點，可以是框架形式不一定局限于包裹形式。

上所述的雙蝸輪共軛減速機的轉(zhuǎn)矩通過蝸桿A傳遞到蝸輪A和齒輪A，齒輪A傳遞到輸出齒輪；或從蝸桿B傳遞到蝸輪B和齒輪B，齒輪B傳遞到輸出齒輪。在考慮齒輪之間有回程間隙的情況下，兩個轉(zhuǎn)矩傳導路徑間隙不完全一致的情況下，正反兩個旋轉(zhuǎn)方向的轉(zhuǎn)矩分別通過上述兩個路徑傳導，當然還有一種情況就是兩個路徑上齒輪的回程間隙相等，兩個蝸輪的相位差為零，正反兩個方向的轉(zhuǎn)矩都同時從上述兩個路徑傳導。

上述的雙蝸輪共軛減速機，其特征是，還設(shè)有至少一個漲緊部件，漲緊部件用于軸向固定或軸向彈性固定蝸桿A或蝸桿B，漲緊部件還用于調(diào)節(jié)蝸桿A和蝸桿B的軸向間距或軸向應(yīng)力。漲緊部件可以通過螺栓或螺紋與殼體連接，通過旋轉(zhuǎn)螺栓或螺紋來調(diào)整施加在蝸桿A和蝸桿B之間的軸向漲緊力或改變蝸桿A和蝸桿B之間的軸向間距，調(diào)整好之后使蝸桿A和蝸桿B之間的間距固定或彈性固定，由于蝸輪A和蝸輪B受到齒輪A和齒輪B與輸出齒輪組成的齒輪副的限制，不能相對自由旋轉(zhuǎn)，所以蝸桿A和蝸桿B的間距可變范圍就是整個系統(tǒng)回程間隙的兩倍；漲緊部件只需要微小的調(diào)整就可以漲緊整套齒輪系統(tǒng)；漲緊部件也可以是用螺紋固定在蝸桿A和蝸桿B同軸的轉(zhuǎn)軸上的，對蝸桿A或蝸桿B施加軸向力；漲緊部件還可以是兩個，對蝸桿A和蝸桿B分別從相反的兩個方向漲緊整套齒輪系統(tǒng)，兩個漲緊部件的結(jié)構(gòu)有時候更容易加工，螺紋調(diào)節(jié)只是一種優(yōu)選方案，當然還可以通孔其他形式調(diào)節(jié)漲緊部件。

上述的雙蝸輪共軛減速機，所述漲緊部件使蝸桿A和蝸桿B之間的間距改變，帶動蝸輪A和蝸輪B之間的同步相位差改變，齒輪A和齒輪B之間的同步相位差也同時改變，使齒輪A和齒輪B分別與輸出齒輪向相反方向緊密嚙合，同時蝸桿A和蝸桿B分別同蝸輪A和蝸輪B向?qū)⒎捶较蚓o密嚙合。通過漲緊部件的調(diào)節(jié)本質(zhì)上是利用蝸桿的軸向移動不影響蝸桿和蝸輪嚙合的特點，通過改變兩個蝸桿之間的間距來實現(xiàn)雙蝸輪減速機理論上零回差，當漲緊部件剛性調(diào)節(jié)蝸輪A和蝸輪B 的間距時，在不來考慮齒輪的受力變形的前提下，減速機的零回差運轉(zhuǎn)并沒有很大的內(nèi)應(yīng)力也不會帶來嚴重的運轉(zhuǎn)磨損和扭矩損耗，同時負荷的改變并不會引起回差的改變。

上述的雙蝸輪共軛減速機，其特征是，所述漲緊部件包含彈性零件，該彈性零件使?jié)q緊部件能夠調(diào)節(jié)蝸桿A和蝸桿B之間的軸向應(yīng)力但不改變蝸桿A和蝸桿B的軸向間距。某些情況下不需要減速機絕對的零回差，某些加工精度不夠的零件，鋼性調(diào)節(jié)到零回差會帶來較大的運轉(zhuǎn)阻力，使用含有彈性零件的漲緊部件對零件的精度要求和漲緊調(diào)節(jié)的精度要求都相對更低，也可以避免因為調(diào)節(jié)過力造成的損壞，彈性零件可以是彈簧，蝶形彈墊，膠墊等。

上述的雙蝸輪共軛減速機，還設(shè)有漲緊部件、軸承A和軸承B，漲緊部件通過螺紋與殼體連接，旋轉(zhuǎn)螺紋可以使?jié)q緊部件通過軸承A軸向推蝸桿A，漲緊部件連接軸承A的定圈，蝸桿A連接軸承A的動圈，蝸桿B通過軸承B與殼體連接，蝸桿B連接軸承B的動圈，殼體連接軸承B的定圈。如附圖1所示。當使用軸承固定蝸桿A的徑向并潤滑蝸桿A和蝸桿B的旋轉(zhuǎn)時可以同時使用軸承軸向固定蝸桿A和蝸桿B并使其保持間距。螺紋可以是漲緊部件的零件上加工的螺紋和殼體上加工的螺紋配合，也可以是漲緊部件上的螺栓和殼體上的螺孔或螺母配合。使用螺紋調(diào)節(jié)是一般技術(shù)人員的公知常識，只要能達到旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)使?jié)q緊部件調(diào)節(jié)蝸桿A和蝸桿B的軸向間距或軸向應(yīng)力的結(jié)構(gòu)都可以。

上述的雙蝸輪共軛減速機，還設(shè)有至少一個彈性零件，彈性零件在蝸桿A的軸向上受力能夠彈性形變，彈性零件的彈性變形量和蝸桿A與蝸桿B之間的間距改變量或應(yīng)力改變量相關(guān)。彈性漲緊可以通過是將一個彈性零件裝在蝸桿A的軸向上，彈性零件可以是蝶形彈墊，膠墊或螺旋彈簧等，彈性零件的加入能夠改善加工精度不高造成的回差不穩(wěn)定，好處是能降低加工要求并提高抗沖擊能力，這樣就算不使用可調(diào)節(jié)的漲緊部件也能實現(xiàn)在較低負載的情況下零回差運轉(zhuǎn)，但是這時的減速機在較大負荷下可能由于彈性零件壓縮會產(chǎn)生回差。

上述的雙蝸輪共軛減速機，所述蝸桿A加工成至少一端帶有軸，蝸桿B軸心加工成孔，蝸桿B套裝在蝸桿A伸出的軸上并用鍵固定。為了進一步優(yōu)化零件結(jié)構(gòu)，蝸桿A和蝸桿B可以加工成不同的形狀相互套在一起，并保持間距可以調(diào)節(jié)的狀態(tài)，相互之間通過鍵來實現(xiàn)周向固定，因為既然是周向固定的，轉(zhuǎn)矩從蝸桿A和蝸桿B輸入并沒有區(qū)別，蝸桿A或蝸桿B的端面上還可以加工出轉(zhuǎn)盤方便鏈接輸入轉(zhuǎn)矩。

上所述的雙蝸輪共軛減速機，還包括零件蝸桿軸、蝸輪軸A和蝸輪軸B，蝸桿軸和蝸桿A同軸，蝸輪軸A和蝸輪A同軸，蝸輪軸B和蝸輪B同軸。蝸桿軸可以和蝸桿A用鍵周向固定也可以和殼體周向固定蝸桿A和蝸桿B相對于蝸桿軸周向運動；蝸輪軸A可以和蝸輪A周向固定也可以和殼體周向固定蝸輪A和齒輪A相對于蝸輪軸A周向運動。；蝸輪軸B可以和蝸輪B周向固定也可以和殼體周向固定蝸輪B和齒輪B相對于蝸輪軸B周向運動。

上所述的雙蝸輪共軛減速機，所述齒輪A和殼體軸向固定，齒輪B和殼體軸向固定，輸出齒輪和殼體軸向固定。當使用斜齒輪的時候齒輪A或齒輪B相對于輸出齒輪的軸向運動會造成運動偏差，因為斜齒輪嚙合時的嚙合應(yīng)力有軸向的分量，所以當選用嚙合時的嚙合應(yīng)力有軸向的分量的齒輪時齒輪A、齒輪B和輸出齒輪的軸向固定成為保證減速機精度的必要條件。

本發(fā)明申請文件中對于有些一般技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明的描述自行選用的零件并沒有特別之處，只要能滿足本發(fā)明說描述的空間位置關(guān)系和傳動關(guān)系的零件選擇都是可以的，實現(xiàn)轉(zhuǎn)軸的形式和漲緊調(diào)節(jié)的形式以及旋轉(zhuǎn)潤滑的形式比較多，一般技術(shù)人員完全可以根據(jù)需要自行選擇使用，不需要特別說明，例如內(nèi)齒輪沒有明顯的軸零件，是通過外圓面與殼體徑向固定并通過端面鏈接并傳遞轉(zhuǎn)矩的，還有些情況可以使用油脂潤滑或石墨潤滑等方式實現(xiàn)無軸承旋轉(zhuǎn)，最重要是本發(fā)明的核心發(fā)明點是有兩個帶有同軸且周向相對固定的齒輪的蝸輪，在輸入端通過與同軸且周向相對固定的兩個蝸桿分別嚙合共軛，同時在輸出端通過兩個齒輪與輸出齒輪同時嚙合共軛，并且利用軸向調(diào)節(jié)蝸桿不影響蝸桿和蝸輪的嚙合關(guān)系但能改變蝸輪的相位的原理，將兩個共軛路徑向相反方向漲緊，實現(xiàn)了可以調(diào)節(jié)回差間隙的減速機結(jié)構(gòu)。

附圖說明

圖1隱藏殼體的雙蝸輪共軛減速機立體圖1。

圖2隱藏殼體的雙蝸輪共軛減速機立體圖2。

圖3隱藏殼體的雙蝸輪共軛減速機主視圖。

圖4隱藏殼體的雙蝸輪共軛減速機后視圖。

圖5隱藏殼體的雙蝸輪共軛減速機俯視圖。

圖6雙蝸輪共軛減速機剖面圖。

圖7隱藏殼體的帶有漲緊部件的雙蝸輪共軛減速機立體圖。

圖8帶有漲緊部件的雙蝸輪共軛減速機剖面圖。

圖9帶有漲緊部件和彈性部件的雙蝸輪共軛減速機剖面圖。

圖中標記含義如下：

1，殼體；2，蝸桿軸；3，蝸輪軸A；4，蝸輪軸B；5，輸出軸；6，蝸桿A；7，蝸桿B；8，蝸輪A；9，蝸輪B；10，齒輪A；11，齒輪B；12，輸出齒輪；13，漲緊部件；14，漲緊部件上的調(diào)節(jié)螺栓；15，蝸桿軸軸承A；16，蝸桿軸軸承B；17，蝸輪軸軸承；18，輸出軸軸承；19，彈性零件。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明進一步說明。

實施例1，如圖1到圖5所示，雙蝸輪共軛減速機由殼體（1），蝸桿A（6）、蝸桿B（7）、蝸輪A（8）、蝸輪B（9）、齒輪A（10）、齒輪B（11）、輸出齒輪（12）組成，其中殼體（1）由兩部分組成，為了便于觀察內(nèi)部結(jié)構(gòu)有的圖中沒有顯示，蝸桿A（6）和蝸桿B（7）為一體加工而成的一個零件并且兩端加工成軸，蝸桿A（6）和蝸桿B（7）一端固定在殼體（1）的圓孔上，另一端固定在殼體（1）的圓形凹槽上，并用油脂潤滑，蝸輪A（8）和蝸輪B（9）位于蝸桿A（6）的同一側(cè)，蝸輪A（8）和齒輪A（10）為一體加工而成的一個零件并且兩端加工有軸固定在殼體（1）的圓形凹槽上并用油脂潤滑，蝸輪B（9）和齒輪B（11）為一體加工而成的一個零件并且兩端加工有軸固定在殼體（1）的圓形凹槽上，蝸桿A（6）和蝸輪A（8）嚙合，齒輪A（10）和輸出齒輪（12）嚙合，蝸桿B（7）和蝸輪B（9）嚙合，齒輪B（11）和輸出齒輪（12）嚙合，輸出齒輪（12）兩端加工有軸，軸的一端固定在殼體（1）的圓形凹槽上并用油脂潤滑，另一固定在殼體（1）上的圓孔上并伸出殼外。轉(zhuǎn)矩從蝸桿A（6）或蝸桿B（7）的一端輸入，從輸出齒輪（12）上的軸輸出。作為本發(fā)明的極簡化方案，蝸桿A（6）和蝸桿B（7）間距不能調(diào)整但也同樣能實現(xiàn)比一般的兩級減速部件更小回差的效果，這點在說明書中雙蝸輪共軛減速機總回差計算的描述時候已經(jīng)闡述了。

實施例2，如圖6到圖8所示，雙蝸輪共軛減速機由殼體（1），蝸桿軸（2）、蝸輪軸A（3）、蝸輪軸B（4）、輸出軸（5）、蝸桿A（6）、蝸桿B（7）、蝸輪A（8）、蝸輪B（9）、齒輪A（10）、齒輪B（11）、輸出齒輪（12）和漲緊部件（13）組成，其中殼體（1）由兩部分組成，蝸桿A（6）和蝸桿B（7）通過鍵和蝸桿軸（2）周向固定，蝸輪A（8）和齒輪A（10）通過鍵和蝸輪軸A（3）固定，蝸輪B（9）和齒輪B（11）通過鍵和蝸輪軸B（4）固定，輸出齒輪（12）通過鍵和輸出軸（5）固定，蝸輪軸A（3）兩端通過蝸輪軸軸承（17）固定在殼體（1）上，蝸輪軸軸承（17）選用圓錐輥子軸承，蝸輪軸B（4）兩端也通過蝸輪軸軸承（17）固定在殼體（1）上，輸出軸（5）的兩端通過輸出軸軸承（18）固定在殼體（1）上，輸出軸軸承（18）選用深溝球軸承，漲緊部件（13）由一個片型零件和6個螺栓（14）組成，螺栓（14）與殼體（1）上的螺紋孔連接，在漲緊部件（13）和蝸桿A（6）之間裝有一個蝸桿軸軸承A（15），蝸桿軸軸承A（15）選用圓錐輥子軸承，同時蝸桿軸軸承A（15）徑向固定在殼體（1）上，漲緊部件（13）連接蝸桿軸軸承A（15）的定圈，蝸桿A（6）連接蝸桿軸軸承A（15）的動圈，旋轉(zhuǎn)螺栓（14）可以使?jié)q緊部件（13）通過蝸桿軸軸承A（15）推動蝸桿A（6），將蝸桿A（6）壓緊并固定，在蝸桿軸（2）的另一端裝有蝸桿軸軸承B（16），蝸桿B（7）通過蝸桿軸軸承B（16），與殼體（1）連接，蝸桿B（7）連接蝸桿軸軸承B（16）的動圈，蝸桿軸軸承B（16）的定圈固定在殼體（1）上。轉(zhuǎn)矩從蝸桿軸（2）輸入，減速后的轉(zhuǎn)矩從輸出軸（5）輸出。

實施例3，如圖9所示，雙蝸輪共軛減速機由殼體（1），蝸桿軸（2）、蝸輪軸A（3）、蝸輪軸B（4）、輸出軸（5）、蝸桿A（6）、蝸桿B（7）、蝸輪A（8）、蝸輪B（9）、齒輪A（10）、齒輪B（11）、輸出齒輪（12）、漲緊部件（13）和彈性零件（19）組成，其中殼體（1）由兩部分組成，蝸桿A（6）和蝸桿B（7）通過鍵和蝸桿軸（2）周向固定，蝸輪A（8）和齒輪A（10）通過鍵和蝸輪軸A（3）固定，蝸輪B（9）和齒輪B（11）通過鍵和蝸輪軸B（4）固定，輸出齒輪（12）通過鍵和輸出軸（5）固定，蝸輪軸A（3）兩端通過蝸輪軸軸承（17）固定在殼體（1）上，蝸輪軸軸承（17）選用圓錐輥子軸承，蝸輪軸B（4）兩端也通過蝸輪軸軸承（17）固定在殼體（1）上，輸出軸（5）的兩端通過輸出軸軸承（18）固定在殼體（1）上，輸出軸軸承（18）選用深溝球軸承，漲緊部件（13）由一個片型零件和6個螺栓（14）組成，螺栓（14）與殼體（1）上的螺紋孔連接，在漲緊部件（13）和蝸桿A（6）之間裝有一個蝸桿軸軸承A（15），蝸桿軸軸承A（15）選用圓錐輥子軸承，同時蝸桿軸軸承A（15）徑向固定在殼體（1）上，漲緊部件（13）連接蝸桿軸軸承A（15）的定圈，軸承A的動圈連接彈性零件（19），彈性零件（19）選用蝶形彈簧，蝸桿A（6）連接彈性零件（19），旋轉(zhuǎn)螺栓（14）可以使?jié)q緊部件（13）通過蝸桿軸軸承A（15）和彈性零件（19）推動蝸桿A（6），將蝸桿A（6）壓緊并彈性固定，蝸桿A（6）和蝸桿B（7）之間的間距彈性固定，在蝸桿軸（2）的另一端裝有蝸桿軸軸承B（16），蝸桿B（7）通過蝸桿軸軸承B（16），與殼體（1）連接，蝸桿B（7）連接蝸桿軸軸承B（16）的動圈，蝸桿軸軸承B（16）的定圈固定在殼體（1）上。轉(zhuǎn)矩從蝸桿軸（2）輸入，減速后的轉(zhuǎn)矩從輸出軸（5）輸出。

本發(fā)明使用較少數(shù)量的普通零件實現(xiàn)了高減速比的絕對零回差減速，本發(fā)明的雙蝸輪共軛減速機可以廣發(fā)的應(yīng)用于工業(yè)機器人等需要精密減速機的領(lǐng)域，能夠替代RV減速機和諧波減速機并且加工難度和成本都相對較低，并且實現(xiàn)了輸入和輸出軸的90度轉(zhuǎn)角的同時還可以盡可能的靠近輸入軸和輸出軸的軸心，對于某些需要對輸入輸出方向轉(zhuǎn)角的領(lǐng)域可以更方便的使用。

本發(fā)明提出的不僅僅是一個機械結(jié)構(gòu)的描述，更是提出了一種雙共軛的變速轉(zhuǎn)矩傳遞方法，依據(jù)本發(fā)明的雙共軛方法，雙蝸輪共軛減速機還可以有很多的衍設(shè)計。