[发明专利]非正交圆柱蜗杆副及非正交圆柱蜗杆限滑差速器

说明书

技术领域

本发明涉及一种非正交圆柱蜗杆副及其制造方法和由该蜗杆副构成的非正交圆柱蜗杆限滑差速器，属于机械传动技术领域。

技术背景

蜗杆传动用来传递空间两垂直交错轴线之间的运动和动力，按蜗杆分度曲面的形状，蜗杆传动分为三类：圆柱蜗杆传动、环面蜗杆传动和圆锥蜗杆传动。圆柱蜗杆的分度曲面是圆柱面，圆柱蜗杆传动中的蜗轮一般是包围蜗杆的，也有不包围蜗杆的，但蜗杆不包围蜗轮。

根据圆柱蜗杆齿面的曲面成型原理，圆柱蜗杆分为阿基米德圆柱蜗杆、法向直廓圆柱蜗杆、渐开线圆柱蜗杆、锥面包络圆柱蜗杆和圆弧圆柱蜗杆等。采用直线刀刃、平面砂轮、角度铣刀或锥面砂轮等刀具，蜗杆回转时，刀具随刀架按一定速比平行于蜗杆轴线移动，直线刀刃在蜗杆上的轨迹曲面、平面或锥面砂轮在蜗杆上的包络面为圆柱蜗杆的螺旋面。为了得到线接触的圆柱蜗杆副，取产形面与圆柱蜗杆螺旋面相同的柱面滚刀在滚齿机上加工出蜗轮，得到的圆柱蜗杆副属于线接触共轭曲面。

圆柱蜗杆副的特点为多对齿同时啮合、线接触，承载能力大于交错轴斜齿圆柱齿轮传动，可以实现硬齿面传动。

发明内容

本发明的目的是要提供一种非正交圆柱蜗杆副及其制造方法和由该蜗杆副构成的非正交圆柱蜗杆限滑差速器；非正交圆柱蜗杆副应用于非90°空间交错轴线的运动和动力传动，非正交圆柱蜗杆限滑差速器应用于车辆轴间或轮间扭矩感应自锁式差速器。

为了达到本发明的目的所采取的技术方案如下：

非正交圆柱蜗杆副包括圆柱蜗杆1、蜗轮2，圆柱蜗杆轴线3与蜗轮轴线4空间交错，两轴线固定夹角∑、0＜∑＜90°，两轴线距离为啮合传动中心距a，由满足两轴线空间位置关系和蜗轮安装距R₂且啮合传动的圆柱蜗杆1和蜗轮2构成非正交圆柱蜗杆副(如图1、2)。

非正交圆柱蜗杆副制造方法包括：圆柱蜗杆1由常规已有加工技术制成，取产形面与圆柱蜗杆1螺旋面相同的柱面滚刀8在滚齿机上加工蜗轮毛坯9，加工过程中柱面滚刀轴线10与蜗轮毛坯轴线11夹角为∑、0＜∑＜90°，两轴线距离为啮合传动中心距a及满足蜗轮安装距R₂，按圆柱蜗杆1和蜗轮2的传动比i₁₂滚切，将蜗轮毛坯9加工成蜗轮2(如图3)，由加工出的蜗轮2与圆柱蜗杆1保持轴交角∑、中心距a及蜗轮安装距R₂啮合传动得到非正交圆柱蜗杆副。

非正交圆柱蜗杆限滑差速器包括：差速器壳体7上设置有空间交错的圆柱蜗杆轴线3和蜗轮轴线4，两轴线夹角为∑、β₁＜∑＜90°并且90°-β₁＜∑＜90°，两轴线距离为啮合传动中心距a，右旋圆柱蜗杆1的螺旋角β₁，右旋圆柱蜗杆1和与右旋圆柱蜗杆1旋向不同其它几何参数和结构完全相同的左旋圆柱蜗杆5同轴线固连构成一个行星蜗杆，行星蜗杆在差速器壳体7上绕圆柱蜗杆轴线3转动联接，右旋蜗轮2和左旋蜗轮6分别与差速器壳体7同轴线4转动联接，具有同一转动轴线4的右旋蜗轮2和左旋蜗轮6分别与右旋圆柱蜗杆1和左旋圆柱蜗杆5啮合传动，形成两组具有蜗杆同速、同向、同轴线3转动的定传动比i₁₂＝i₅₆非正交圆柱蜗杆副，由差速器壳体7输入动力并由右旋蜗轮2、左旋蜗轮6分别输出动力构成非正交圆柱蜗杆限滑差速器(如图4)。

上述的非正交圆柱蜗杆副中，改变圆柱蜗杆1的头数z₁或螺旋角β₁和非正交圆柱蜗杆副的传动比i₁₂＝z₂/z₁或轴交角∑，可以改变非正交圆柱蜗杆副的正反向传动效率，当传动效率η＝0时机构自锁。

上述的非正交圆柱蜗杆副制造方法中，圆柱蜗杆1可以是阿基米德圆柱蜗杆、法向直廓圆柱蜗杆、渐开线圆柱蜗杆、锥面包络圆柱蜗杆和圆弧圆柱蜗杆等，由产形面与圆柱蜗杆1螺旋面相同的柱面滚刀8在滚齿机上保持轴交角为∑、中心距为a及蜗轮安装距R₂，加工出的蜗轮2与圆柱蜗杆1啮合传动均可得到非正交圆柱蜗杆副。