CN103089948A - 一种定传动比行星滚柱丝杠伺服装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种定传动比行星滚柱丝杠伺服装置，包括左行星架(1)、丝杠齿轮(2)、滚柱(3)、螺母(4)、丝杠(5)、右行星架(6)、滚柱齿轮(8)。本发明具机构转动惯量降低，力矩-惯量比提高，动态响应能力也相应提高；机构简单，传动平稳、传动间隙小、机构运动摩擦噪声小，效率高。本发明能够实现恒定小导程，能承受大载荷、高速和大加速度，抗冲击能力比较强；能够应用于精密传动、重载、超载工况环境。

Description

一种定传动比行星滚柱丝杠伺服装置

技术领域

本发明属于机械装置领域，具体涉及一种定传动比行星滚柱丝杠伺服装置。

背景技术

和滚珠丝杠相比，由于增加了了接触面直径和个数，滚柱丝杠能够承受更大的载荷，具有更好的抗冲击性能。目前已经出现了很多滚柱丝杠并应用到不同的领域。很多行星滚柱丝杠机构在滚柱两端加工了小齿轮，这些小齿轮和滚柱螺纹尺寸一致，并和做在螺母内的齿圈相啮合，能够保证滚柱和丝杠轴相互平行，但在运转时不能总保证定传动比。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种能保证在运转过程中保持定传动比，从而在满足系统强度要求的前提下实现任意小导程传动的滚柱丝杠伺服装置。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为，一种定传动比行星滚柱丝杠伺服装置，包括左行星架、丝杠齿轮、滚柱、螺母、丝杠、右行星架、滚柱齿轮；其中，螺母为中空结构，左右两侧有向内凸起，内壁设有内螺纹；若干滚柱均匀分布在螺母的内壁内，滚柱的左右两端分别为左定位柱和右定位柱，左定位柱内设有滚柱齿轮，螺母内侧左端与滚柱齿轮对应位置加工为内齿轮，内齿轮与滚柱齿轮啮合，滚柱的滚柱齿轮和右定位柱间设有与螺母内螺纹向啮合的螺纹；滚柱中间设置丝杠，丝杠右部设有与滚柱啮合的螺纹，丝杠齿轮通过花键连接在丝杠右侧，丝杠齿轮与滚柱齿轮啮合；左行星架中间开有能让丝杠左端穿过的丝杠孔，右行星架中间开有能让丝杠右端穿过的丝杠孔，左行星架、右行星架的丝杠孔周围开有均匀布置的定位孔，左行星架的定位孔与左定位柱匹配，右行星架的定位孔与右定位柱匹配；左行星架、右行星架和螺母左右两侧的向内凸起一起将滚柱定位与螺母内。

进一步，所述螺母左右两侧的向内凸起与左行星架、右行星架之间分别设置一个挡圈。

进一步，所述螺母的内螺纹牙距和头数与丝杠的螺纹的牙距和头数一致。

进一步，所述滚柱的导程应等于螺母4内螺纹的导程。

本发明具有以下优点：(1)这种滚柱丝杠传动机构，定传动，大减速比，机构转动惯量降低，力矩-惯量比提高，动态响应能力也相应提高。(2)机构简单，传动平稳、传动间隙小、机构运动摩擦噪声小，效率高。本发明能够实现恒定小导程(大传动比)，能承受大载荷、高速和大加速度，抗冲击能力比较强；能够应用于精密传动、重载、超载工况环境，如航空(飞机/直升机/战斗机)、航天(火箭/卫星)、武器(坦克/加农炮/导弹/航空母舰)、核工业、汽车工业、医疗器械、加工制造等行业。

附图说明

图1为一种定传动比行星滚柱丝杠伺服装置的剖视图。

图中，1-左行星架，2-丝杠齿轮，3-滚柱，4-螺母，5-丝杠，6-右行星架，7-挡圈，8-滚柱齿轮，9-左定位柱，10-右定位柱

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行进一步描述。

一种定传动比行星滚柱丝杠伺服装置，如图1所示，装配时，先将若干滚柱3均匀布置在螺母4的内壁中，滚柱3之间留有空隙，每个滚柱3的左右两端分别为左定位柱9和右定位柱10，左定位柱9内设有滚柱齿轮8；左行星架1和右行星架6中间均开有丝杠孔，丝杠孔周围开有均匀布置的定位孔，左行星架1的定位孔与左定位柱9匹配，右行星架6的定位孔与右定位柱10匹配；先在滚柱3的右端套上右行星架6，螺母4的左右两侧有向内凸起，在右行星架6与螺母4右侧向内凸起之间设置一个挡圈7，挡圈7、螺母4右侧向内凸起和右行星架一起将滚柱3右侧定位；螺母4的内侧左端与滚柱齿轮8对应位置加工为内齿轮，螺母4与滚柱齿轮8之间为内齿轮啮合；为了保证伺服装置的定传动比传动，将丝杠齿轮2通过花键连接在丝杠5右侧后，丝杠齿轮2和丝杠5之间为外齿轮啮合；将丝杠齿轮2和丝杠5一起从螺母4的右端推入，推至丝杠齿轮2与滚柱3上的滚柱齿轮8正常啮合后，在左定位柱9和丝杠5的右侧套上左行星架1，在左行星架1与螺母4左侧向内凸起之间亦设置一个挡圈7，完成对滚柱3右侧的定位；丝杠5和滚柱3的中部开有螺纹，螺母4内壁开有内螺纹，滚柱3中部的螺纹分别与丝杠5、螺母4的螺纹相啮合，绕丝杠5作行星运动；为了保证滚柱3运转正常，螺母4的内螺纹牙距和头数要和丝杠5螺纹的牙距和头数一致，滚柱3的导程应等于螺母4内螺纹的导程，以保证滚柱3和螺母4在轴向上没有相对位移；齿轮8同时与螺母4上的内齿轮和齿轮2相啮合，齿轮2和丝杠5只有轴向相对位移，而没有旋转位移。齿轮的相关尺寸和参数按照滚柱丝杠螺纹部分传动比进行设计，从而保证了整个机构的传动比恒定。

滚柱丝杠伺服装置运行时，丝杠5旋转，通过滚柱3绕丝杠5滚动作行星运动，带动螺母4、滚柱3和丝杠齿轮2相对丝杠5做轴向直线伸缩运动，滚柱3的滚柱齿轮8与螺母4的内齿轮和能在丝杠5上移动的丝杠齿轮2相啮合，在滚柱丝杠伺服装置承受较大阻力矩不能正常运转时，通过齿轮传动的辅助传动来保证整个装置的定传动比。

上面对本发明的实施例对作了详细说明，上述实施方式仅为本发明的最优实施例，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (4)

1.一种定传动比行星滚柱丝杠伺服装置，其特征在于包括左行星架(1)、丝杠齿轮(2)、滚柱(3)、螺母(4)、丝杠(5)、右行星架(6)、滚柱齿轮(8)；其中，螺母(4)为中空结构，左右两侧有向内凸起，内壁设有内螺纹；若干滚柱(3)均匀分布在螺母(4)的内壁内，滚柱(3)的左右两端分别为左定位柱(9)和右定位柱(10)，左定位柱(9)内设有滚柱齿轮(8)，螺母(4)内侧左端与滚柱齿轮(8)对应位置加工为内齿轮，内齿轮与滚柱齿轮(8)啮合，滚柱(3)的滚柱齿轮(8)和右定位柱(10)间设有与螺母(4)内螺纹向啮合的螺纹；滚柱(3)中间设置丝杠(5)，丝杠(5)右部设有与滚柱(3)啮合的螺纹，丝杠齿轮(2)通过花键连接在丝杠(5)右侧，丝杠齿轮(2)与滚柱齿轮(8)啮合；左行星架(1)中间开有能让丝杠(5)左端穿过的丝杠孔，右行星架(6)中间开有能让丝杠(5)右端穿过的丝杠孔，左行星架(1)、右行星架(6)的丝杠孔周围开有均匀布置的定位孔，左行星架(1)的定位孔与左定位柱(9)匹配，右行星架(6)的定位孔与右定位柱(10)匹配；左行星架(1)、右行星架(6)和螺母(4)左右两侧的向内凸起一起将滚柱(3)定位与螺母(4)内。

2.如权利要求1所述的一种定传动比行星滚柱丝杠伺服装置，其特征在于所述螺母(4)左右两侧的向内凸起与左行星架(1)、右行星架(6)之间分别设置一个挡圈(7)。

3.如权利要求1所述的一种定传动比行星滚柱丝杠伺服装置，其特征在于所述螺母(4)的内螺纹牙距和头数与丝杠(5)的螺纹的牙距和头数一致。

4.如权利要求1所述的一种定传动比行星滚柱丝杠伺服装置，其特征在于滚柱(3)的导程应等于螺母(4)内螺纹的导程。

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