CN101429999B - 一种大导程内循环结构的滚珠丝杠副 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大导程内循环结构的滚珠丝杠副，包括滚珠丝杠、滚珠螺母、循环器、滚珠和防尘圈，在滚珠螺母圆周上沿直径方向分别设有第一循环器P和第二循环器Q，滚珠通过第一循环器P和第二循环器Q在滚珠丝杠和滚珠螺母形成的相邻滚道内呈“8”字形无限循环运动。本发明把单头螺旋线分为双头螺旋线，使螺距减半。由于不需要在螺母本体上钻较大的通孔，螺母的整体刚性好，丝杠副的整体性能高。
Description
技术领域
本发明涉及一种滚动功能部件，具体地说是一种大导程内循环结构的滚珠丝杠副。
背景技术
滚珠丝杠副是滚动功能部件的一个重要组成部分，其性能和质量体现了一个国家机床工业的发展水平，同时也是一个国家机电产业向高、精、尖方向发展的重要推动力。由于滚珠丝杠副具有摩擦阻力小、传动效率高、定位精度高、传动具有可逆性等特点，因此被广泛应用于机床行业和其它相关机械行业中。
目前，滚珠丝杠副主要由滚珠丝杠21、滚珠螺母22、循环器23、滚珠24、防尘圈等零件组成，见图1。其工作原理是通过滚珠在丝杠与螺母形成的滚道内循环滚动，来实现滚珠丝杠副的直线运动或旋转运动。丝杠外表面和螺母内表面分别加工有开放式的螺旋槽，螺母套在丝杠上，丝杠的螺旋槽和螺母的螺旋槽构成滚珠运动的螺旋通道，螺旋通道内装有滚珠，滚珠是传递丝杠和螺母之间相对运动的纽带，丝杠和螺母就是通过滚珠来实现螺纹传动的。滚珠在螺母中沿滚道依次排列，形成一个滚珠链，滚珠链通过螺母上的循环器在丝杠和螺母之间形成一个闭合的循环链，以实现连续的传动。在螺母上通过循环器来设立返向循环通道是使滚珠实现返向、使滚珠链形成闭合回路的必要措施，因此返向循环通道的形式直接影响到整个滚珠丝杠副的精度和性能。随着人们对机械加工要求的不断提高，大导程的滚珠丝杠副是发展趋势。
现有滚珠丝杠副的循环结构主要有内循环和外循环两大类。
外循环结构最常见的有插管式和螺旋槽式两种。插管式的具体实施方案是将一空心钢管弯曲成桥形，将两端口部插入螺母外圆上的两个偏心孔内，插管上部用压条压紧固定，通过插管将螺母有效圈内的滚珠链连接起来，形成闭合的滚珠链回路；螺旋槽式的具体实施方案是在螺母的外圆上加工一螺旋槽，用以将螺母有效圈内的滚珠链连接起来，实际运动时通过螺母滚道内的挡珠器将滚珠挡入螺旋槽内形成一闭合的滚珠链回路。这两种外循环结构滚珠丝杠副的优点是承载大，便于批量化生产；缺点是体积大，结构繁琐，插管加工复杂，工艺性不好，且其舌部在高速情况下容易折断，螺旋槽拐角处角度大，过渡不平滑，手感不够好，在大导程高速运动场合难以使用。
内循环结构见图2，最常见的是在螺母22的外圆上加工数个径向圆孔或腰形孔，然后将带有滚珠24返向通道的圆形或腰形循环器23装入径向孔内，使相邻滚道的滚珠24串连起来，形成多个闭合的滚珠链回路。内循环结构均需在螺母径向上钻一通孔，再镶入循环器，这种滚珠螺母副需要破坏螺母本体的结构；且循环器的直径与导程相关，导程变大，循环器的直径也相应地变大。对于大导程的丝杠副，如果采用传统的内循环结构，由于循环器的直径较大，需要在螺母本体上钻一个较大的通孔，将大大地破坏螺母的整体刚性，从而影响丝杠副的整体性能。
发明内容
为了克服现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种大导程内循环结构的滚珠丝杠副，该滚珠丝杠副中滚珠螺母采用新型的循环结构，在尽可能少破坏螺母整体结构的基础上制成大导程内循环滚珠丝杠副。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种大导程内循环结构的滚珠丝杠副，包括滚珠丝杠、滚珠螺母、循环器和滚珠，其特征在于：在滚珠螺母圆周上沿直径方向分别设有第一循环器P和第二循环器Q，滚珠通过第一循环器P和第二循环器Q在滚珠丝杠和滚珠螺母形成的相邻滚道内呈“8”字形无限循环运动。
本发明中，将原有的相邻滚道的滚珠作单头螺旋线运动分为双头螺旋线运动，形成闭合的滚珠链回路。对于特别大导程的滚珠丝杠副，在滚珠螺母圆周上可以设有一组循环器，滚珠通过一组循环器在滚珠丝杠和滚珠螺母形成的相邻滚道内无限循环运动。滚珠的螺旋线运动可以是双头，也可以是多头，只需要镶入相应的循环器即可。滚珠可以是钢球，也可以是滚子等等。
与现有技术相比，本发明改变了传统的内循环结构，将滚珠的单头螺旋线运动分为多头螺旋线运动，使得螺距变小，在尽可能少破坏滚珠螺母整体结构的基础上制成了大导程内循环滚珠丝杠副。同时，在整个循环系统中，由于滚珠数量增多，丝杠副的承载能力和刚性也得到了极大的提升。
附图说明
图1是现有内循环结构的滚珠丝杠副结构示意图；
图2是现有内循环的结构示意图。
图3是本发明中内循环的结构示意图；
图4是图3的左视局部示意图；
图5是图3的右视局部示意图；
具体实施方式
一种大导程内循环结构的滚珠丝杠副，见图3，包括滚珠丝杠1、滚珠螺母2、循环器3和滚珠4，在滚珠螺母2圆周上沿直径方向，即沿180°方向分别设有第一循环器P和第二循环器Q，滚珠4通过第一循环器P和第二循环器Q在滚珠丝杠1和滚珠螺母2形成的相邻滚道内呈“8”字形无限循环运动。
使用时，见附图4和附图5，滚珠4从螺旋滚道11的1a处进入循环器P，通过循环器P与螺旋滚道12的2b处相连，进入螺旋滚道12，再从2a处进入循环器Q，通过循环器Q与螺旋滚道11的1b处相连，再运动至1a处，如此反复循环，将旋转运动变为直线运动或将直线运动变为旋转运动。
本发明中，将原有的相邻滚道的滚珠作单头螺旋线运动分为双头螺旋线运动，形成闭合的滚珠链回路。对于特别大导程的滚珠丝杠副，在滚珠螺母圆周上可以设有一组循环器，滚珠通过一组循环器在滚珠丝杠和滚珠螺母形成的相邻滚道内无限循环运动。滚珠的螺旋线运动可以是双头，也可以是多头等等，只需要镶入相应的循环器即可。滚珠可以是钢球，也可以是滚子等等。
由于不需要在螺母本体上钻较大的通孔，螺母的整体刚性好，丝杠副的整体性能高。
Claims (2)
1.一种大导程内循环结构的滚珠丝杠副，包括滚珠丝杠(1)、滚珠螺母(2)、循环器(3)和滚珠(4)，其特征在于：在滚珠螺母(2)的圆周上沿直径方向分别设有第一循环器(P)和第二循环器(Q)，滚珠(4)通过第一循环器(P)和第二循环器(Q)在滚珠丝杠(1)和滚珠螺母(2)形成的相邻滚道内呈“8”字形无限循环运动。
2.根据权利要求1所述的大导程内循环结构的滚珠丝杠副，其特征在于：在滚珠螺母(2)圆周上设有一组循环器，滚珠(4)通过一组循环器在滚珠丝杠(1)和滚珠螺母(2)形成的相邻滚道内无限循环运动。
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