CN103742532A - 一种滚珠花键副 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种滚珠花键副，包括花键套、花键轴；该花键套的前后两端内均安装有保持架套；所述保持架套上圆周排列有至少两个环形轨道，所述花键套的内壁上形成有走珠位，所述环形轨道与对应的走珠位之间夹装有多个滚动体；所述环形轨道包括负载引道；该负载引道上形成有开口；所述花键轴可轴向移动地穿插在该两保持架套内，且该花键轴的外壁上圆周排列有沿花键套轴向延伸的负载滚道，各负载引道内的滚动体通过开口伸出至对应的负载滚道上。与现有的滚珠花键副相比，本发明的加工难度和制作成本能够大大降低，可增大花键套适于批量生产的最大加工长度，从而增大花键套适于批量生产的最大长度直径比。

Description

一种滚珠花键副

 

技术领域

本发明涉及一种滚珠花键副。

背景技术

在机械领域内，滚珠花键副常用于自动化设备和其他具有高灵敏度高可靠性的直线运动并传递扭矩的系统中。

授权公告号为CN2856565Y公开了一种端盖式返向滚动花键副，由花键轴、花键套和钢球组成，花键套设在花键轴上，在花键轴上且位于花键套的两侧分别套设有返向器，在花键套上设有回程孔，在花键套的内壁上设有沟槽，在花键轴上设有沟槽，花键套上的沟槽和花键轴上的沟槽相互叠合组成滚道，在两个返向器的与花键套相对的表面上设有返向滚道，所述回程孔、滚道和返向滚道相通，并且钢球被置于回程孔、滚道和返向滚道中。而由于花键套的沟槽需要满足滚珠顺畅滚动等条件，因而，沟槽的加工精度较高，加工工艺较复杂，而沟槽的长度越长，其加工难度越大，耗费时间越长。在滚动花键副的实际生产过程中，为了增大整个滚动花键副可提供的弯曲力矩，常需要依据实际使用情况增大花键套的长度直径比。而花键套的直径一般需要与外界设备配合，不能进行调整，只能通过加长花键套的长度来增大花键套的长度直径比，但由于滚道需与位于两侧的返向滚道配合才能形成滚珠的循环回路，因而，沟槽的长度需与花键套的长度相等，在加长花键套的长度时，也需要相应地加长花键套的沟槽的长度，从而相应地增大了其加工难度。而且，随着花键套的长度的加长，滚珠的数量也需要相应地增多，装配时间也相应地增长，导致制作成本也大幅度升高。因此，其加工难度和制作成本，限制了该花键套适于批量生产的最大加工长度，从而造成花键套适于批量生产的最大长度直径比值较小，无法满足工业需求。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种滚珠花键副，其与现有的滚珠花键副相比，可增大花键套适于批量生产的最大加工长度。

为解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种滚珠花键副，包括花键套、花键轴；所述花键套内形成有供花键轴穿插的插装腔，该花键套的前后两端内均安装有保持架套，该两保持架套分置于插装腔的两侧；所述保持架套上圆周排列有至少两个环形轨道，所述花键套的内壁上形成有与各环形轨道一一对应的若干个走珠位，所述环形轨道与对应的走珠位之间夹装有沿该环形轨道延伸轨迹依次排列并可沿着该延伸轨迹滚动的多个滚动体；所述环形轨道包括负载引道，所述负载引道的延伸轨迹与花键套的轴线平行；该负载引道上形成有贯穿保持架套内壁的开口；所述花键轴可轴向移动地穿插在该两保持架套内，且该花键轴的外壁上圆周排列有沿花键套轴向延伸的负载滚道，各负载引道内的滚动体通过开口伸出至对应的负载滚道上。

所述环形轨道还包括依次连接的第一过渡引道，第一回珠引道、主引道、第二回珠引道、第二过渡引道；所述负载引道位于第一过渡引道和第二过渡引道之间；所述走珠位包括与第一过渡引道相对的第一圆台限位面部、与第一回珠引道相对的第一圆柱限位面部、与主引道相对的主滚道、与第二回珠引道相对的第二圆柱限位面部、与第二过渡引道相对的第二圆台限位面部、与负载引道相对的导向滚道。

在同一走珠位内，所述第一圆台限位面部与第一圆柱限位面部连接，第二圆台限位面部与第二圆柱限位面部连接；主滚道位于第一圆柱限位面部与第二圆柱限位面部之间，导向滚道位于第一圆台限位面部与第二圆台限位面部之间。

所述花键套包括花键母，花键母的两端均安装有端盖，所述端盖的内侧端插装在花键母内；第一圆柱限位面部形成在端盖内侧端上，而第一圆台限位面部、主滚道、第二圆柱限位面部、第二圆台限位面部、导向滚道均形成在花键母上。

从靠近负载引道的一端至靠近第一回珠引道的另一端，所述第一过渡引道与保持架套的内壁的距离逐渐增大；从靠近负载引道的一端至靠近第二回珠引道的另一端，所述第二过渡引道与保持架套的内壁的距离逐渐增大。

花键套的端部内形成有供保持架套穿插的安装腔，所述安装腔包括沿花键套轴向延伸的主圆柱腔；所述主圆柱腔的两端均通过圆台腔连接有限位圆柱腔；所述主圆柱腔、圆台腔、限位圆柱腔共轴设置；该两圆台腔的小端与主圆柱腔连接，且圆台腔小端的内径与主圆柱腔的内径相等，圆台腔大端的内径与限位圆柱腔的内径相等；位于同一走珠位内的第一圆柱限位面部、第二圆柱限位面部分别对应地形成在同一安装腔的两限位圆柱腔的圆柱面上，位于同一走珠位内的第一圆台限位面部、第二圆台限位面部分别对应地形成在同一安装腔的两圆台腔的圆台面上。

所述走珠位仅形成在安装腔的内壁上；导向滚道成型在主圆柱腔的内壁上，且该导向滚道的两端均朝外延伸，并延伸至对应的圆台腔的内侧边缘处或对应的圆台腔的圆台面上；主滚道成型在主圆柱腔的内壁上，且该主滚道的两端均朝外延伸，并延伸至对应的限位圆柱腔的内侧边缘处或对应的限位圆柱腔的圆柱面上。

所述花键套的外壁上形成有与各走珠位一一对应的若干个填珠孔，该填珠孔径向贯穿对应的走珠位，所述填珠孔内安装有堵头。

所述填珠孔与主引道相对。

所述滚动体为钢珠，或者滚柱。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

本发明通过在花键套的端部内安装有保持架套，并通过利用保持架套的环形轨道和花键套内的走珠位配合，供滚动体循环滚动，而在生产过程中，若加长花键套的长度，可通过相应地加长插装腔的长度，而对走珠位只需稍微加长，甚至无需加长，因此，与现有的滚珠花键副相比，本发明的加工难度和制作成本能够大大降低，可增大花键套适于批量生产的最大加工长度，从而增大花键套适于批量生产的最大长度直径比；而且，将环形轨道一体成型在保持架套上，能提高滚珠滚动的顺畅性，减小摩擦；本发明的结构简单，装配方便，有利于推广。

附图说明

图1为本发明的半剖示意图，其中，箭头示意出弯曲力矩的方向；

图2为本发明中的花键套的半剖立体图；

图3为本发明中的花键母的结构示意图；

图4为本发明中的保持架套的结构示意图；

图5为本发明中的花键轴的剖视图；

其中，1、花键轴；11、负载滚道；2、花键套；21、端盖；22、花键母；23、第一圆台限位面部；24、第一圆柱限位面部；25、主滚道；26、第二圆柱限位面部；27、第二圆台限位面部；28、导向滚道；29、插装腔；3、防尘盖；4、滚动体；5、保持架套；51、负载引道；52、主引道；53、第一回珠引道；54、第二回珠引道；55、第一过渡引道；56、第二过渡引道。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，以便于更清楚的理解本发明所要求保护的技术思路。

实施例一

如图1、2、3、4、5所示，为本发明一种滚珠花键副的结构示意图，包括花键套2、花键轴1；所述花键套2内形成有供花键轴1穿插的插装腔29，该花键套2的前后两端内均安装有保持架套5，该两保持架套5分置于插装腔29的两侧；所述保持架套5上圆周排列有至少两个环形轨道，所述花键套2的内壁上形成有与各环形轨道一一对应的若干个走珠位，所述走珠位与对应的环形轨道相对，且所述环形轨道与对应的走珠位之间夹装有沿该环形轨道延伸轨迹依次排列并可沿着该延伸轨迹滚动的多个滚动体4；所述环形轨道包括负载引道51，所述负载引道51的延伸轨迹与花键套2的轴线平行；该负载引道51上形成有贯穿保持架套5内壁的开口；其中，该开口可从负载引道51的一端延伸至另一端，也可只设置在负载引道51的中部或其他位置；所述花键轴1可轴向移动地穿插在该两保持架套5内，且该花键轴1的外壁上圆周排列有沿花键套2轴向延伸的负载滚道11，各负载引道51内的滚动体4通过开口伸出至对应的负载滚道11上。

其中，为了减少加工时间，有效控制加工成本，该两个保持架套5上的各环形轨道在圆周方向上一一对应，以使得两个保持架套5上相对应的两个负载引道51可共同对应于花键轴1的同一负载滚道11（也就是，该两负载引道51的滚动体4均伸出至同一负载滚道11上），以有效减少花键轴1上的负载滚道11的加工数量。优选的，每个保持架套5上均设置有两个环形轨道，而花键轴1上设置有两个负载滚道11，而两个保持架套5上对应的两个负载引道51共同对应于一负载滚道11，以减少加工成本。

在使用时，当花键轴1相对于花键套2做轴向运动时，由于负载引道51内的滚动体4伸出至对应的负载滚道11内，该滚动体4可在负载滚道11的带动作用下沿环形轨道的延伸轨迹滚动。而由于负载引道51内的滚动体4与负载滚道11的配合作用，可限制花键轴1相对花键套2转动，因此，花键套2可向花键轴1（或者花键轴1可向花键套2）传递一定的旋转力矩。

本发明通过在花键套2端部内安装有保持架套5，并利用保持架套5的环形轨道和花键套2内的走珠位配合，供滚动体4循环滚动，因此，本发明通过合理调节滚动体4的循环回路结构，可减少花键套2的加长对走珠位、环形轨道造成的影响，而在生产过程中，若加长花键套2的长度，可通过相应地加长插装腔29的长度，而对走珠位只需稍微加长，甚至无需加长，而由于插装腔29只需供花键轴1穿过，其加工要求和加工工艺比较简单，因此，与现有的滚珠花键副相比，本发明的加工难度和制作成本能够大大降低，可增大花键套2适于批量生产的最大加工长度，从而增大花键套2适于批量生产的最大长度直径比；而且，通过将环形轨道一体集成在保持架套5上，可减少滚动体4滚动阻力，提高滚动体4滚动的顺畅性，同时，保持架套5的结构并不复杂，可以通过铣或注塑等多种加工方式实现，加工成本较低；此外，花键轴1的弯曲刚度也可以得到较大的提高，运动更加灵活。

优选的，如图2、4所示，所述环形轨道包括依次连接的第一过渡引道55，第一回珠引道53、主引道52、第二回珠引道54、第二过渡引道56；所述负载引道51位于第一过渡引道55和第二过渡引道56之间；所述走珠位包括与第一过渡引道55相对的第一圆台限位面部23、与第一回珠引道53相对的第一圆柱限位面部24、与主引道52相对的主滚道25、与第二回珠引道54相对的第二圆柱限位面部26、与第二过渡引道56相对的第二圆台限位面部27、与负载引道51相对的导向滚道28。而顾名思义，第一圆柱限位面部24、第二圆柱限位面部26均为圆柱面，第一圆台限位面部23、第二圆台限位面部27均为圆台面。当滚动体4在环形轨道上滚动时，本发明通过利用走珠位对滚动体4的限制，可避免滚动体4脱离环形轨道，而通过合理设置走珠位的结构，以及将环形轨道一体成型在保持架套5上，可使滚动体4在环形轨道和走珠位的导向作用和约束作用下，沿着环形引道的延伸轨迹做循环纯滚动，滚动灵活，且摩擦较小。而且，只需要花键套2和保持架套5的配合，即可构成供滚动体4循环滚动的回路结构，结构比较简单，且工作性能可靠。

其中，每个走珠位的结构均相同，现对单个走珠位做进一步详细介绍，具体如下：在同一走珠位内，所述第一圆台限位面部23与第一圆柱限位面部24连接，第二圆台限位面部27与第二圆柱限位面部26连接；主滚道25位于第一圆柱限位面部24与第二圆柱限位面部26之间，导向滚道28位于第一圆台限位面部23与第二圆台限位面部27之间。其中，所述第一圆台限位面部23与第一圆柱限位面部24可一体成型在花键套2上，以此来实现两者的连接；当然，所述花键套2还可以采用两个分体的零件，所述第一圆台限位面部23、第一圆柱限位面部24可分别成型在两个零件上，以通过利用衔接的方式来实现两者的连接。而与此相类似的，所述第二圆台限位面部27、第二圆柱限位面部26也可以通过一体成型或衔接等方式来实现两者之间的连接。

具体的，如图1所示，从靠近负载引道51的一端至靠近第一回珠引道53的另一端，所述第一过渡引道55与保持架套5的内壁的距离逐渐增大，以使滚动体4从负载引道51至第一回珠引道53（或从第一回珠引道53至负载引道51）能够顺畅滚动；从靠近负载引道51的一端至靠近第二回珠引道54的另一端，所述第二过渡引道56与保持架套5的内壁的距离逐渐增大，以使滚动体4从负载引道51至第二回珠引道54（或从第二回珠引道54至负载引道51）能够顺畅滚动。而此时，第一圆台限位面部23与第二圆台限位面部27的结构则与之相配合。

具体的，主引道52的延伸轨迹与花键套2的轴线平行。所述第一回珠引道53、主引道52、第二回珠引道54均为形成在保持架套5的外壁上的凹槽，所述主滚道25、导向滚道28均为形成在花键套2的内壁上的凹槽。通过采用上述结构，可方便于加工，并确保其性能。

在使用时，当滚动体4滚动至负载引道51时，该滚动体4与导向滚道28相接触；当滚动体4滚动至第一过渡引道55时，滚动体4与第一圆台限位面部23相接触；当滚动体4滚动至第一回珠引道53时，滚动体4与第一圆柱限位面部24相接触；当滚动体4滚动至主引道52时，滚动体4与主滚道25相接触；当滚动体4滚动至第二回珠引道54时，滚动体4与第二圆柱限位面部26相接触；当滚动体4滚动至第二过渡引道56时，滚动体4与第二圆台限位面部27相接触。

花键套2的端部内形成有供保持架套5穿插的安装腔，所述安装腔包括沿花键套2轴向延伸的主圆柱腔；所述主圆柱腔的两端均通过圆台腔连接有限位圆柱腔；该两圆台腔的小端与主圆柱腔连接，且圆台腔小端的内径与主圆柱腔的内径相等，圆台腔大端的内径与限位圆柱腔的内径相等；位于同一走珠位内的第一圆柱限位面部24、第二圆柱限位面部26分别对应地形成在同一安装腔的两限位圆柱腔的圆柱面上（也就是说，第一圆柱限位面部24形成在安装腔的其中一限位圆柱腔的圆柱面上，则与该第一圆柱限位面部24位于同一走珠位内的第二圆柱限位面部26形成在该安装腔的另一限位圆柱腔的圆柱面上），位于同一走珠位内的第一圆台限位面部23、第二圆台限位面部27分别对应地形成在同一安装腔的两圆台腔的圆台面上（也就是说，第一圆台限位面部23形成在安装腔的其中一圆台腔的圆台面上，则与该第一圆台限位面部23位于同一走珠位内的第二圆台限位面部27形成在该安装腔的另一圆台腔的圆台面上）。由于位于同一安装腔的各走珠位内的第一圆柱限位面部24均形成在该安装腔的一限位圆柱腔的圆柱面上，而位于同一安装腔的各走珠位内的第二圆柱限位面部26均形成在该安装腔的另一限位圆柱腔的圆柱面上，位于同一安装腔的各走珠位内的第一圆台限位面部23均形成在该安装腔的一圆台腔的圆台面上，位于同一安装腔的各走珠位内的第二圆台限位面部27均形成在该安装腔的另一圆台腔的圆台面上，因此，无论走珠位的数量设置为多或少，只要在安装腔内采用两个圆台腔和两个限位圆柱腔，便可满足第一圆柱限位面部24、第二圆柱限位面部26、第一圆台限位面部23、第二圆台限位面部27的数量的需求，能够减少加工时间，提高加工效率。

优选的，所述主圆柱腔、圆台腔、限位圆柱腔共轴设置，所述走珠位仅形成在安装腔的内壁上；导向滚道28成型在主圆柱腔的内壁上，且该导向滚道28的两端均朝外延伸，并延伸至对应的圆台腔的内侧边缘处或对应的圆台腔的圆台面上；主滚道25成型在主圆柱腔的内壁上，且该主滚道25的两端均朝外延伸，并延伸至对应的限位圆柱腔的内侧边缘处或对应的限位圆柱腔的圆柱面上。

其中，如图1、4所示，所述保持架套5呈两端开口的圆筒状，其可利用安装腔的内侧壁、以及卡装在花键套2端部上的防尘盖3进行定位，具体的，保持架套5的两端分别抵靠在安装腔的内侧壁和防尘盖3上，从而防止保持架套5轴向移动。当然，除了利用防尘盖3和安装腔的内侧壁外，还可以利用其他结构将保持架套5安装在花键套2上，例如，还可以利用两卡装在花键套2内的卡条将保持架套5定位在花键套2上。

优选的，所述花键套2包括花键母22，花键母22的两端均安装有端盖21，所述端盖21的内侧端插装在花键母22内；第一圆柱限位面部24形成在端盖21内侧端上，而第一圆台限位面部23、主滚道25、第二圆柱限位面部26、第二圆台限位面部27、导向滚道28均形成在花键母22上，也就是，安装腔的其中一限位圆柱腔成型在端盖21上，而安装腔内的其他腔则成型在花键母22上。通过采用花键母22和端盖21的结合设计，可方便于滚动体4的装配，提高滚动体4的装配效率。而此时，主滚道25的一端延伸至位于端盖21上的限位圆柱腔的内侧边缘处，以方便于主滚道25在花键母22上一体成型。第一圆台限位面部23、第一圆柱限位面部24采用衔接的方式来实现两者的连接，第二圆台限位面部27、第二圆柱限位面部26通过一体成型方式来实现两者之间的连接。

具体的，所述花键母22设置为两端开口的圆筒状。所述花键母22上还成型有配合腔，所述端盖21的内侧端插装在配合腔内，并通过过盈配合的方式或胶粘的方式固定。

所述滚动体4可采用钢珠、滚柱等。

本发明的装配过程如下：

a.在端盖21内安装防尘盖3；

b.将保持架套5装入花键母22内；

c.在花键母22的配合腔端向保持架套5的环形轨道内填充滚动体4；

d.最后将端盖21安装在花键母22上。

实施例二

本发明的滚珠花键副的第二种实施方式的结构与图1的区别仅在于：花键套2的结构。在实施例二中，所述花键套2一体成型，所述花键套2的外壁上形成有与各走珠位一一对应的若干个填珠孔，该填珠孔径向贯穿对应的走珠位，该填珠孔内安装有堵头。其中，该填珠孔可径向贯穿对应的走珠位的任一部位，也就是，该填珠孔可与环形轨道的任一路段相对。优选的，所述填珠孔与主引道52相对。在装配时，可先将保持架套5直接定位安装在花键套2内，然后通过填珠孔往环形轨道内填充滚动体4，待滚动体4填充完成后，利用堵头将填珠孔封堵，同样可便于滚动体4的安装，提高滚动体4的安装效率。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种滚珠花键副，包括花键套、花键轴；其特征在于：所述花键套内形成有供花键轴穿插的插装腔，该花键套的前后两端内均安装有保持架套，该两保持架套分置于插装腔的两侧；所述保持架套上圆周排列有至少两个环形轨道，所述花键套的内壁上形成有与各环形轨道一一对应的若干个走珠位，所述环形轨道与对应的走珠位之间夹装有沿该环形轨道延伸轨迹依次排列并可沿着该延伸轨迹滚动的多个滚动体；所述环形轨道包括负载引道，所述负载引道的延伸轨迹与花键套的轴线平行；该负载引道上形成有贯穿保持架套内壁的开口；所述花键轴可轴向移动地穿插在该两保持架套内，且该花键轴的外壁上圆周排列有沿花键套轴向延伸的负载滚道，各负载引道内的滚动体通过开口伸出至对应的负载滚道上。

2.如权利要求1所述的滚珠花键副，其特征在于：所述环形轨道还包括依次连接的第一过渡引道，第一回珠引道、主引道、第二回珠引道、第二过渡引道；所述负载引道位于第一过渡引道和第二过渡引道之间；所述走珠位包括与第一过渡引道相对的第一圆台限位面部、与第一回珠引道相对的第一圆柱限位面部、与主引道相对的主滚道、与第二回珠引道相对的第二圆柱限位面部、与第二过渡引道相对的第二圆台限位面部、与负载引道相对的导向滚道。

3.如权利要求2所述的滚珠花键副，其特征在于：在同一走珠位内，所述第一圆台限位面部与第一圆柱限位面部连接，第二圆台限位面部与第二圆柱限位面部连接；主滚道位于第一圆柱限位面部与第二圆柱限位面部之间，导向滚道位于第一圆台限位面部与第二圆台限位面部之间。

4.如权利要求2所述的滚珠花键副，其特征在于：所述花键套包括花键母，花键母的两端均安装有端盖，所述端盖的内侧端插装在花键母内；第一圆柱限位面部形成在端盖内侧端上，而第一圆台限位面部、主滚道、第二圆柱限位面部、第二圆台限位面部、导向滚道均形成在花键母上。

5.如权利要求2所述的滚珠花键副，其特征在于：从靠近负载引道的一端至靠近第一回珠引道的另一端，所述第一过渡引道与保持架套的内壁的距离逐渐增大；从靠近负载引道的一端至靠近第二回珠引道的另一端，所述第二过渡引道与保持架套的内壁的距离逐渐增大。

6.如权利要求2所述的滚珠花键副，其特征在于：花键套的端部内形成有供保持架套穿插的安装腔，所述安装腔包括沿花键套轴向延伸的主圆柱腔；所述主圆柱腔的两端均通过圆台腔连接有限位圆柱腔；所述主圆柱腔、圆台腔、限位圆柱腔共轴设置；该两圆台腔的小端与主圆柱腔连接，且圆台腔小端的内径与主圆柱腔的内径相等，圆台腔大端的内径与限位圆柱腔的内径相等；位于同一走珠位内的第一圆柱限位面部、第二圆柱限位面部分别对应地形成在同一安装腔的两限位圆柱腔的圆柱面上，位于同一走珠位内的第一圆台限位面部、第二圆台限位面部分别对应地形成在同一安装腔的两圆台腔的圆台面上。

7.如权利要求6所述的滚珠花键副，其特征在于：所述走珠位仅形成在安装腔的内壁上；导向滚道成型在主圆柱腔的内壁上，且该导向滚道的两端均朝外延伸，并延伸至对应的圆台腔的内侧边缘处或对应的圆台腔的圆台面上；主滚道成型在主圆柱腔的内壁上，且该主滚道的两端均朝外延伸，并延伸至对应的限位圆柱腔的内侧边缘处或对应的限位圆柱腔的圆柱面上。

8.如权利要求2所述的滚珠花键副，其特征在于：所述花键套的外壁上形成有与各走珠位一一对应的若干个填珠孔，该填珠孔径向贯穿对应的走珠位，所述填珠孔内安装有堵头。

9.如权利要求8所述的滚珠花键副，其特征在于：所述填珠孔与主引道相对。

10.如权利要求1所述的滚珠花键副，其特征在于：所述滚动体为钢珠，或者滚柱。

Images