CN102182806A - 一种行星滚柱丝杠 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种行星滚柱丝杠，它结构简单紧凑、承载能力大、不易磨损、螺距范围宽、能实现高速运转、可靠性高。其结构包括：丝杠、一个或多个滚柱、两个滚柱行星保持架、螺母、两个限位间隔环组成。本发明的轴向间隙小、传动效率高、能实现微小螺距至超大导程高速传动，既能实现旋转运动与直线运动的转化也能实现丝杠高速旋转而螺母同步作相应速比的旋转运动。
Description
技术领域：
本发明涉及一种广泛应用于数控机床、控制执行系统、定位系统、塑料机械、军工、高承载直线运动系统、测量设备、高速旋转运动等的一种新型行星滚柱丝杠。
背景技术：
目前，常见的丝杠副主要有两类：一类是梯形螺纹丝杠、矩形螺纹丝杠等摩擦副丝杠，另一类是滚珠丝杠滚动副丝杠。行星滚柱丝杠是一种新型的滚动副丝杠。摩擦副丝杠承载大，但效率很低，响应慢，不能用于高精度、高速度的场合。滚珠丝杠精度高，效率高，响应快，已广泛应用于各类数控机床中，但滚珠丝杠承载能力小，刚性差。行星滚柱丝杠相对滚珠丝杠，承载能力大大提高，效率高（在90%左右），精度相近，而寿命是滚珠丝杠的5至10倍，在关键重要的场合已得到应用。
在我国已申报的关于行星滚柱丝杠的专利有两个，分别是：
200310106438.X号专利申请公开一种 行星式三角形螺纹滚柱丝杆副，该行星式三角形螺纹滚柱丝杆副是直接将旋转运动转化为直线运动，适用于中、大导程的场合，可以5000r/min以上的高速运行。
200720034209.5号专利公开一种循环行星滚柱丝杠，该循环行星滚柱丝杠也是直接将旋转运动转化为直线运动，适用于小导程的场合，不适用于高速运行。
发明内容：
本发明在克服以上两种行星滚柱丝杠的缺点的基础上提出一种新型的行星滚柱丝杠结构，该新型滚柱丝杠能实现微小导程至超大导程的应用场合；能实现高速运行。
本发明的目的是这样实现的：
本发明包括：丝杠、一个或多个滚柱、两个行星保持架、螺母和两个限位间隔环。所述的一个滚柱或多个滚柱两端分别设置于两侧的保持架内，并通过两侧的限位间隔环定位。
丝杠的螺纹为单线或多线；丝杠与螺母的导程相同或不同；滚柱的螺纹为单导程或两种导程 ；丝杠与滚柱的牙型可以为三角形。滚柱为单导程时，滚柱、丝杠、螺母三者的齿形参数相同。滚柱为两种导程时，滚柱的一种牙形参数与丝杠相同，滚柱的另一种牙形参数与螺母相同。滚柱位于丝杠与螺母中间，分别与丝杠及螺母作滚动螺旋运动。滚柱沿丝杠轴心线方向均布于丝杠四周，两端分别置于滚柱行星保持架内。行星架作两个滚柱行星保持架分别用限位间隔环定位。
当丝杠作旋转运动时，滚柱围绕着丝杠按照行星运动规律作行星运动，也按照螺旋线运动规律做相应的螺旋运动；同时，滚柱与螺母的螺旋线相啮合，所以滚柱与螺母之间的运动规律也必定符合行星运动规律和螺旋线运动规律。因此，滚柱的运动带动了螺母作相应的运动，即：当不对螺母作限制时，螺母既有旋转运动也有直线运动；若限制螺母的旋转运动，则螺母作直线运动，由此实现了螺母相对于丝杠作设定的运动。
本发明相比现有技术具有如下的优点：
1、首先，本发明行星滚柱丝杠与现有的行星滚柱丝杠相比结构更简单，零部件更少，加工控制更容易。
2、其次，本发明实现了螺母的两种运动输出形式，丝杠做旋转运动时，螺母可以直线运动输出也可以旋转运动输出。而200310106438.X 号专利申请的行星式三角形螺纹滚柱丝杆副及200720034209.5号专利的循环行星滚柱丝杠 这两种结构的行星滚柱丝杠只有将旋转运动转化为直线运动的一种输出方式。
3、第三，200310106438.X 行星式三角形螺纹滚柱丝杆副结构的行星滚柱丝杠导程范围是中、大导程，200720034209.5号专利的循环行星滚柱丝杠的导程范围是小导程，本发明用一种结构的导程范围就函盖了两者的导程范围。
4、第四，本发明能实现微小导程（螺距）高速传动，可达5000r/min以上的高速运行。而200310106438.X号专利申请的行星式三角形螺纹滚柱丝杆副结构的行星滚柱丝杠没有小导程，200720034209.5号专利的循环行星滚柱丝杠虽然有小导程，但不能高速运转，也不能实现微小导程。
5、第五，本发明能实现超大导程高速传动，可达5000r/min以上的高速运行。而200310106438.X号专利申请的行星式三角形螺纹滚柱丝杆副结构的行星滚柱丝杠能实现大导程高速传动，但不能实现超大导程高速传动，200720034209.5号专利的循环行星滚柱丝杠只能实现小导程中低速传动。
本发明相比现有技术结构有如下区别：
1、与200310106438.X 号专利申请的行星式三角形螺纹滚柱丝杆副相比较，本发明螺母没有内齿，滚柱没有外齿，滚柱有单导程或两种导程，丝杠与螺母的导程可以不同；200310106438.X 号专利申请的行星式三角形螺纹滚柱丝杆副的螺母有内齿，滚柱有外齿，滚柱只有一种单导程，丝杠与螺母的导程必须相同。
2、与200720034209.5号专利的循环行星滚柱丝杠相比较，本发明滚柱两端插入两个滚柱行星保持架，滚柱有两种导程、没有笼套、没有凸轮压盖，滚柱没有轴向移动；200720034209.5号专利的循环行星滚柱丝杠，没有滚柱行星保持架，有笼套，有凸轮压盖，滚柱只有一种导程，滚柱有轴向移动，依靠凸轮压盖循环复位运动。
附图说明：
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1的截面示意。
图1中：1-丝杠；2-一个或多个滚柱；3A-第一滚柱行星保持架；3B-第二滚柱行星保持架；4-螺母；5A-第一限位间隔环；5B-第二限位间隔环。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明的作进一步的描述。
如图所示，该新型行星滚柱丝杠由丝杠1、一个或多个滚柱2、第一滚柱行星保持架3A、第二滚柱行星保持架3B、螺母4、第一限位间隔环5A、第二限位间隔环5B组成，第一、第二滚柱行星保持架与螺母4、丝杠1、第一、第二限位间隔环均设有间隙。其中滚柱行星保持架套装在丝杠1与螺母4之间；各滚柱的端部活动套装在滚柱行星保持架的安装孔内；限位间隔环可固定连接在螺母4上。丝杠1的螺纹为单线或多线（三线至八线），一个或多个滚柱2（按规格不同一般在6-12个）的螺纹为一种或两种导程，丝杠1和滚柱2的螺纹牙相互匹配，作滚动螺旋运动，滚柱2沿丝杠1轴心线方向均布于丝杠1四周，两端分别置于滚柱行星保持架3A、滚柱行星保持架3B内，一个或多个滚柱2内置于螺母4内，滚柱2和螺母4的螺纹牙相互匹配，作滚动螺旋运动。第一限位间隔环5A在螺母4中限位第一滚柱行星保持架3A，第二限位间隔环5B在螺母4中限位第二滚柱行星保持架3B。
丝杠1旋转，丝杠1利用摩擦转矩驱动一个或多个滚柱2转动，一个或多个滚柱2在自转运动的同时，一个或多个滚柱2与滚柱行星保持架3A、滚柱行星保持架3B一起作公转运动，一个或多个滚柱2利用摩擦转矩驱动螺母4作同向旋转。当螺母4的旋转运动受到限制时，螺母4作直线运动。
Claims (6)
1.一种行星滚柱丝杠，它包括：丝杠、螺母，以及设置于丝杠与螺母之间的一个或多个滚柱，它还包括两个行星保持架和两个限位间隔环，所述的一个滚柱或多个滚柱两端分别设置于两侧的保持架内，并通过两侧的限位间隔环定位。
2.根据权利要求1所述的行星滚柱丝杠，其特征是：所述丝杠的螺纹为单线或多线。
3.根据权利要求1所述的行星滚柱丝杠，其特征是：所述丝杠与螺母的导程相同或不同。
4.根据权利要求1所述的行星滚柱丝杠，其特征是：所述滚柱的螺纹为单导程或双导程。
5.根据权利要求1所述的行星滚柱丝杠，其特征是：丝杠、螺母与滚柱的牙型为三角形。
6.根据权利要求1所述的行星滚柱丝杠，其特征是：滚柱行星保持架与螺母、丝杠、限位间隔环均设有间隙。
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