CN103174811A - 一种预紧力微调式滚珠丝杠螺母 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种预紧力微调式滚珠丝杠螺母，属于机械传动技术领域，涉及机械传动机构中的滚珠丝杠螺母。该滚珠丝杠螺母主要包括主螺母、环形平面弹簧、螺纹联接部以及副螺母等；螺纹导程与丝杠导程不同，从而在装配过程中通过控制主螺母与副螺母之间的相对旋转角度来实现预紧力的微调；主螺母和副螺母与丝杠之间的轴向预紧力由平面弹簧的弹性变形提供；若螺纹导程大于丝杠导程，则实现主螺母与副螺母之间的拉力预紧，反之，则为推力预紧。本发明通过联接螺纹导程与丝杠导程之间的差值来实现滚珠丝杠副装配过程中预紧力的微调，结构简单实用；采用平面弹簧来实现预紧力的均匀分布，能有效缓解加工和装配误差造成的集中载荷。

Description

一种预紧力微调式滚珠丝杠螺母
技术领域
本发明公开了一种预紧力微调式滚珠丝杠螺母，属于机械传动技术领域，涉及机械传动机构中的滚珠丝杠螺母。 
背景技术
高精密滚珠丝杠副是现代机械设备中一种最主要的传动机构，其性能直接影响到机械设备运动部件的运动精度。由于在滚珠丝杠副的运行过程中滚珠与螺母的接触时间远大于滚珠与丝杠的接触时间，因此滚珠丝杠螺母作为滚珠丝杠副中最主要的部件对整个滚珠丝杠副的性能尤其是精度保持性起着决定性的作用。现存的预紧式滚珠丝杠螺母中一般为双螺母结构，其中多数采用橡胶垫片将主螺母和副螺母隔开，然后用螺钉将两螺母直接压紧，从而实现滚珠丝杠副的螺母与丝杠之间的预紧。这种结构在装配时难以控制预紧力的大小，且容易由于应力分布不均产生损伤，同时由于螺钉与垫片材料的差异会造成正反向传动刚度的不同。其他现存的预紧式滚珠丝杠螺母则结构相对较为复杂，制造困难，可靠性低。 
为了提高滚珠丝杠副的可靠性和精度保持性，并使装配更为方便，减少装配损伤，实现滚珠丝杠副预紧力的微调，本发明提供一种预紧力微调式滚珠丝杠螺母。 
发明内容
本发明的目的在于提供公开了一种预紧力微调式滚珠丝杠螺母，主要解决滚珠丝杠副装配过程中的预紧力微调问题装配损伤问题。 
本发明是通过以下技术方案来实现的： 
一种预紧力微调式滚珠丝杠螺母，包括主螺母1、环形平面弹簧2、螺纹联接部3以及副螺母4；主螺母1和环形平面弹簧2之间固定联接，螺纹联接部3和副螺母4之间为螺纹联接；螺纹联接部3的导程与丝杠5导程不同，从而在装配过程中通过控制主螺母1与副螺母4之间的相对旋转角度来实现预紧力的微调；主螺母1和副螺母4与丝杠5之间的轴向预紧力由平面弹簧2的弹性变形提供；螺纹联接部3的导程大于丝杠5的导程实现主螺母1与副螺母4之间的拉力预紧，或者螺纹联接部3的导程小于丝杠5的导程实现主螺母1与副螺母4之间的推力预紧。 
本发明所述的一种预紧力微调式滚珠丝杠螺母，主螺母1和环形平面弹簧2之间通过带有3～6个螺栓孔的法兰盘结构联接。 
本发明所述的一种预紧力微调式滚珠丝杠螺母，副螺母4与螺纹联接部3之间的连接螺纹导程与丝杠5导程不同，导程差值在1mm以内。 
本发明所述的一种预紧力微调式滚珠丝杠螺母，环形平面弹簧2和螺纹联接部3为一体式结构，直接在一个零件上加工出环形平面弹簧2和螺纹联接部3。 
本发明所述的一种预紧力微调式滚珠丝杠螺母，平面弹簧2包括三个相互平行的圆环体，在圆环体之间均匀分布3～4个径向块体，且两层块体之间相互错位布置，为中间圆环体留出弹性变形区域。 
本发明所述的一种预紧力微调式滚珠丝杠螺母，主螺母1和副螺 母4各自有一个独立的滚珠循环系统。 
本发明的技术效果体现在：本发明通过主螺母和副螺母之间的联接螺纹导程与丝杠导程之间的差值来实现滚珠丝杠副装配过程中预紧力的自动微调，结构简单实用；采用平面弹簧机构来提供预紧力，实现预紧力的均匀分布，能有效缓解加工误差和装配误差造成的集中载荷；同时，该结构便于在平面弹簧上粘贴应变片以对预紧力进行实时监测或采用力矩扳手来进行精密装配。 
附图说明：
图1本发明实施例的结构示意图 
图2主螺母外观结构示意图 
图3副螺母外观结构示意图 
图4平面弹簧和螺纹联接部的等轴测视图 
图5平面弹簧和螺纹联接部俯视图 
图6平面弹簧和螺纹联接部左视图 
图中：1主螺母，2平面弹簧，3螺纹联接部，4副螺母，5丝杠，6主螺母螺栓通孔，7副螺母外螺纹，8卡口，9平面弹簧螺栓通孔。 
具体实施方式：
如图1所示，一种预紧力微调式滚珠丝杠螺母，包括主螺母1，平面弹簧2，螺纹联接部3和副螺母4，其中如图4～6所示平面弹簧和螺纹联接部做成一个整体式结构。主螺母1和负螺母4分别与丝杠 5形成一套独立的滚珠循环系统，与一般滚珠循环系相似，此处不再重复介绍。主螺母1与副螺母4之间通过平面弹簧2和螺纹联接部3相连，主螺母1与平面弹簧2之间的相对位置利用螺栓通过法兰盘固定，螺纹联接部3与副螺母4之间为螺纹联接，该螺纹联接用于对预紧力实现微调。 
如图2所示，主螺母1的外观结构示意图，在主螺母的另一端加工4个通孔6，用于与图6中所示平面弹簧2的4个通孔9相联接。如图3所示，副螺母2的外观结构示意图，在螺母的一端设计一个外螺纹7，用于与图4中所示的螺纹联接部3相联，并实现预紧力的微调。由于本实施例中采用的滚珠丝杠副的公称直径为40mm，公称导程为16mm，为了实现预紧力微调，将外螺纹7和螺纹联接部3的内螺纹设计为导程为16.5mm，螺距为5.5mm的3线螺纹联接。因此在安装时副螺母4相对于螺纹联接部3旋转一周，螺纹联接与滚珠丝杠副之间将有0.5mm的螺距差，螺距差将主要由平面弹簧2和滚珠接触变形来补偿，从而实现滚珠丝杠副的预紧。 
在本发明所述的一种预紧力微调式滚珠丝杠螺母的安装过程中，首先将主螺母1安装到丝杠5上，再将平面弹簧2和螺纹联接部3从图1中所示的丝杠5的右端套入丝杠5，暂不固定，然后将副螺母4从丝杠5的右端套入丝杠5。下一步将副螺母4的外螺纹7旋入螺纹联接部3的内螺纹约螺纹长度的三分之二，然后同时旋转平面弹簧2，螺纹联接部3和副螺母4直至接近主螺母1的通孔6，再适当调整螺纹联接部3的旋转角度使平面弹簧2与主螺母1的通孔6和9对准， 再用M6的螺栓将两者的固定。最后，将力矩扳手卡在副螺母4的卡口8上，通过旋转力矩扳手来逐渐调整滚珠丝杠副的预紧力，预紧力调整好后用螺纹胶或紧定螺钉将螺纹联接部3与外螺纹7固定。 

Claims (6)

1.一种预紧力微调式滚珠丝杠螺母，其特征在于：包括主螺母（1）、环形平面弹簧（2）、螺纹联接部（3）以及副螺母（4）；主螺母（1）和环形平面弹簧（2）之间固定联接，螺纹联接部（3）和副螺母（4）之间为螺纹联接；螺纹联接部（3）的导程与丝杠（5）导程不同，从而在装配过程中通过控制主螺母（1）与副螺母（4）之间的相对旋转角度来实现预紧力的微调；主螺母（1）和副螺母（4）与丝杠（5）之间的轴向预紧力由平面弹簧（2）的弹性变形提供；螺纹联接部（3）的导程大于丝杠（5）的导程实现主螺母（1）与副螺母（4）之间的拉力预紧，或者螺纹联接部（3）的导程小于丝杠（5）的导程实现主螺母（1）与副螺母（4）之间的推力预紧。
2.根据权利要求书1所述的一种预紧力微调式滚珠丝杠螺母，其特征在于：主螺母（1）和环形平面弹簧（2）之间通过带有3～6个螺栓孔的法兰盘结构联接。
3.根据权利要求书1所述的一种预紧力微调式滚珠丝杠螺母，其特征在于：副螺母（4）与螺纹联接部（3）之间的连接螺纹导程与丝杠（5）导程不同，导程差值在1mm以内。
4.根据权利要求书1所述的一种预紧力微调式滚珠丝杠螺母，其特征在于：环形平面弹簧（2）和螺纹联接部（3）为一体式结构，直接在一个零件上加工出环形平面弹簧（2）和螺纹联接部（3）。
5.根据权利要求书1或3所述的一种预紧力微调式滚珠丝杠螺母，其特征在于：平面弹簧（2）包括三个相互平行的圆环体，在圆环体之间均匀分布3～4个径向块体，且两层块体之间相互错位布置，为中间圆环体留出弹性变形区域。
6.根据权利要求书1所述的一种预紧力微调式滚珠丝杠螺母，其特征在于：主螺母（1）和副螺母（4）各自有一个独立的滚珠循环系统。
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