CN102537043A - 一种平面滚道滚珠花键副 - Google Patents

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丁太虎
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Weihai Lio Taijing Automation Co Ltd
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一种平面滚道滚珠花键副，设有花键轴1和花键母2两部分，花键轴1为圆柱形光轴，设有平面滚道B1；所述花键母2由外套3、滚珠4、滚道5、回珠垫板6、回珠器7和端盖8组成。所述外套3为普通材质的圆筒形结构，筒壁中设有多组相同的通孔系，每组通孔系包括一个通孔B4，两个通孔B5和一个通孔B6。各通孔系以距离L所处的位置分为左右两种方向，两种方向通孔系的数量相等。通孔B4中安装的滚道5和通孔B4中的滚珠4，利用偏离于平面滚道中心位置的接触点，可承受对花键轴1的单向扭力，两种方向的单向扭力构成花键母与花键轴的周向定位。本发明既能达到现有技术的运动灵活性，还能有效降低制造成本，是自动化行业的可靠选择。

Description

一种平面滚道滚珠花键副
技术领域
本发明涉及到一种平面滚道滚珠花键副，属于机械领域，具体的说是一种使用设有平面滚道的高硬度钢质光轴做花键轴的滚珠花键副，常用于自动化设备和其它具有高灵敏度高可靠性的直线运动并传递扭矩的系统中。例如工业用机器人的架住以及机械臂、自动装卸机、传送机、自动搬运装置、轮胎成型机、点焊机主轴、高速自动涂装导向轴、铆接机、绕线机、放电加工机机头、研磨床主轴驱动轴、各种变速装置、精密分度轴等。
背景技术
在现有的机械设备中，在直线运动中传递扭矩的装置需要使用花键副，常用的有滑动式花键副和滚动式花键副，作为滚动式花键副中的滚珠花键现已在一些具有高灵敏度高可靠性的设备中得到广泛应用，如图1和图2所示，这种滚珠花键中设有与花键轴11和花键外套12相接触并作纯滚动的滚珠13，如图3所示，花键轴一般为带有凹进或凸起纵向滚道14或15的高硬度钢质圆柱形，这种类型的花键副具有传递扭矩较大等优点，但存在花键轴和花键母中滚道的加工工艺，特别是凸起状的花键轴滚道的加工工艺复杂，要求精度高，花键母使用整体的昂贵的特殊钢材等因素，造成所制造的花键副价格较高等缺点。
为此，发明一种运动灵活而造价低廉的滚珠花键副很有必要。
发明内容
本发明提供了一种使用普通材料制造花键母体，花键母体中设置用特殊钢材制作的滚道；利用滚珠与花键轴的接触点偏离于花键轴平面滚道中心位置，可承受对花键轴的单向扭力，两种方向的单向扭力构成花键母与花键轴的周向定位。以此原理制造的低成本滚珠花键副。
本发明的优点是：
1.  花键轴上的平面滚道加工工艺简单，可极大得降低花键轴的生产成本。
2.  使用非淬硬材质做花键母基体的方法，加工简单，可极大的提高生产效率，圆柱形的滚道的加工方法也相对简单的多。
因此这种平滚道滚珠花键副除具有一般滚珠花键副所具有的运动灵活等特点外，还具有加工成本相对较低的优点。
附图说明
图1是现有技术的滚珠花键副结构立体图；
图2是图1中的横向截面图；
图3是现有技术使用的多种滚道形式示意图；
图4是本发明的整体结构立体图；
图5是本发明的端面示意图；
图6是本发明的外套3的端面图；
图7是本发明中滚珠4的工作循环状态图；
图8是本发明中滚珠4与滚道5的多种接触形式。
具体实施方式
一种平面滚道滚珠花键副，设有花键轴1和花键母2两部分，如图4和图5所示，所述花键轴1为圆柱形光轴，其上设有平面滚道B1；所述花键母2由外套3、滚珠4、滚道5、回珠垫板6、回珠器7和端盖8组成；如图6所示，所说的外套3为普通材质的圆筒形结构，筒壁中设有多组相同的通孔系，每组通孔系包括一个通孔B4，两个孔径较小的通孔B5和一个与通孔B4孔径相同的通孔B6，外套3两端还分别设有螺纹孔B7和圆柱销孔B8。
所述花键轴1为高硬度钢质光轴，见图4，其上设有数条平面滚道B1。所说的外套3中通孔系的数量和位置与花键轴1上平面滚道B1对应。如图6，各通孔系中通孔B4与圆筒形内表面B3相交形成缺口C1，两个通孔B5与通孔B4相交形成缺口C2。缺口C1的位置偏离于所对应的花键轴平面滚道B1中心位置一定距离L。
外套3中各通孔系，以距离L所处在平面滚道B1中心左右侧的位置分为左右两种方向，如图5所示，两种方向通孔系的数量相等。
每组通孔系中的通孔B4中安装的滚道5和通孔B4中的滚珠4，利用偏离于平面滚道中心位置的接触点，可承受对花键轴1的单向扭力，两种方向的单向扭力构成花键母与花键轴可承受双向扭力的周向定位。
为得到最合理的扭力与稳定性，各通孔系中的两个滚道5的圆心与滚珠4圆心的连线X1和X2，与平面滚道B1的夹角α1和α2的角度不同，如图8a所示。
如图7所示，工作通道——通孔B4中的滚珠4运行在花键轴1的平面滚道B2和花键母2的滚道5之间，通过两端的回珠槽B9和外套3的通孔B6实现循环工作。花键轴1应该能够在花键母2中轻松无间隙的运动，通过检测如果不能达到设计要求的运动间隙或预紧量，需通过调换不同直径的滚珠4的方式进行调整。
为了适应各种不同载荷和市场价格的需要，滚道5的截面可以是与滚珠4点接触的纯圆形的，如图8a；也可以是与滚珠4较大面积接触的带有平面形式的如图8b，还可以是更大面积接触的带有凹进圆弧形式的，如图8c。
由于花键轴1的滚道B1为平面结构，所以加工极方便，所以利用本发明制造的滚珠花键副既能达到现有技术滚珠花键副的运动灵活性，还能有效降低制造成本，是自动化行业的可靠选择。

Claims (9)

1.一种平面滚道滚珠花键副，设有花键轴（1）和花键母（2）两部分，其特征在于：所述花键轴（1）为圆柱形光轴，其上设有平面滚道（B1）；所述花键母（2）由外套（3）、滚珠（4）、滚道（5）、回珠垫板（6）、回珠器（7）和端盖（8）组成；所说的外套（3）是为普通材质的圆筒形结构，筒壁中设有多组相同的通孔系，每组通孔系包括一个通孔（B4），两个孔径较小的通孔（B5）和一个与通孔（B4）孔径相同的通孔（B6），外套（3）两端还分别设有螺纹孔（B7）和圆柱销孔（B8）。
2.根据权利要求1所述的一种平面滚道滚珠花键副，其特征在于：所述花键轴（1）为高硬度钢质光轴，其上设有数条平面滚道（B1）。
3. 根据权利要求1所述的一种平面滚道滚珠花键副，其特征在于：所说的外套（3）中通孔系的数量和位置与花键轴（1）上平面滚道（B1）对应。
4. 根据权利要求1所述的一种平面滚道滚珠花键副，其特征在于：所述外套（3）各通孔系中通孔（B4）与圆筒形内表面（B3）相交形成缺口（C1），两个通孔（B5）与通孔（B4）相交形成缺口（C2）。
5. 根据权利要求1、4所述的一种平面滚道滚珠花键副，其特征在于：所述外套（3）各通孔系中的缺口（C1）的位置偏离于所对应的花键轴平面滚道（B1）中心位置一定距离（L）。
6. 根据权利要求1、5所述的一种平面滚道滚珠花键副，其特征在于：所述外套（3）中各通孔系，以距离（L）所处在平面滚道（B1）中心左右侧的位置分为左右两种方向，两种方向通孔系的数量相等。
7. 根据权利要求1、5、6所述的一种平面滚道滚珠花键副，其特征在于：所述每组通孔系中的通孔（B4）中的滚道（5）和通孔（B4）中的滚珠（4），利用偏离于平面滚道中心位置的接触点，可承受对花键轴（1）的单向扭力，两种方向的单向扭力构成花键母与花键轴的周向定位。
8. 根据权利要求1、7所述的一种平面滚道滚珠花键副，其特征在于：所述滚道（5）的截面可以是与滚珠（4）点接触的纯圆形的，也可以是与滚珠（4）较大面积接触的带有平面形式的，还可以是更大面积接触的带有凹进圆弧形式的。
9. 根据权利要求1、8所述的一种平面滚道滚珠花键副，其特征在于：所述各通孔系中的两个滚道（5）的圆心与滚珠（4）圆心的连线（X1）和（X2），与平面滚道（B1）的夹角（α1）和（α2）的角度不同。
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