CN104913017A - 带消隙螺母旳行星滚柱丝杠副 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带消隙螺母的行星滚柱丝杠副,用于解决同时消除滚柱和螺母、滚柱和丝杠之间的轴向间隙的问题。技术方案是在半螺母（6）、半螺母（10）中加入弹性元件（7）、（9）预紧的基础上再配合使用消隙螺母(8),利用弹性元件（7）、（9）的弹性变形及消隙螺母（8）中弹性薄壁辐板A的弹性变形共同作用产生预紧力，从而达到消除滚柱与螺母、滚柱与丝杠之间轴向间隙的效果。本发明结构简单、制作方便，实用性高。

Description

带消隙螺母旳行星滚柱丝杠副

技术领域

本发明涉及一种将旋转运动转化为直线运动的行星滚柱丝杆副，特别是一种带消隙螺母的行星滚柱丝杆副。

背景技术

行星滚柱丝杠副是一种可以将旋转运动转化为直线运动的机械传动装置。行星滚柱丝杠副与传统的滚珠丝杠副都是由丝杠、螺母、滚动体等基本元件构成，但行星滚柱丝杠副采用了既有螺纹又有齿的滚柱代替了滚珠丝杠副中的滚珠，从而具有了更大的接触半径和接触点，其承载能力、位置精度、额定载荷、使用寿命等均优于滚珠丝杠副。

但由于行星滚柱丝杠副的制造和安装有轴向间隙以及螺母与滚柱、滚柱与丝杠的螺纹啮合也存在轴向间隙，会造成行星滚柱丝杠副启动、停止、受冲击载荷时运动的不稳定；当丝杠反向转动时，易产生空转打滑，从而影响行星滚柱丝杠副的传动精度并且使行星滚柱丝杠副的轴向刚度降低。通常采用双螺母调整预紧装置来消除轴向间隙。

文献“滚柱丝杠，《现代制造》，2003年第25期，总第286期”提出了一种消除轴向间隙的方法，即在两个对称分体螺母中加入弹性元件，通过弹性元件产生预紧力来进行调隙，但该种结构调隙只能消除滚柱与螺母之间的间隙不能消除丝杠与滚柱之间的轴向间隙。

发明内容

本发明的目的是解决行星滚柱丝杠副中螺母与滚柱、滚柱与丝杠之间同时消除轴向间隙的问题，本发明设计了一种带消隙螺母的行星滚柱丝杠副机构。

所述带消隙螺母的行星滚柱丝杠副机构包括：丝杠1、滚柱2、左侧内齿圈3、右侧内齿圈14、左侧孔用弹性挡圈4、右侧孔用弹性挡圈16、左侧保持架5、右侧保持架15、螺栓连接组件10、11、12以及螺母组件，其中螺母组件由半螺母6、弹性元件7、消隙螺母8、弹性元件9、半螺母10组成。

其结构特点为：半螺母6、弹性元件7、消隙螺母8、弹性元件9、半螺母10通过螺栓连接构成一个螺母组件，丝杠1与螺母组件之间均匀分布着若干个螺旋滚柱2，丝杠1、螺母组件、滚柱2的轴心线相互平行，滚柱2既与丝杠1啮合又与螺母组件啮合。每个滚柱的左右两端分别支撑在保持架5和保持架15上，使各个滚柱周向均匀分布。为消除螺母螺旋升角对滚柱产生倾斜力矩，滚柱的两端加工有直齿，分别与左右两侧的内齿圈3、内齿圈14相啮合。内齿圈3、内齿圈14利用过盈配合的方式安装在半螺母6、半螺母10的两端。左侧孔用弹性挡圈4、右侧孔用弹性挡圈16分别装入内齿圈3、内齿圈14的内圈凹槽中，从而对保持架进行轴向定位。

所述丝杠1是具有螺旋升角的多头螺纹，牙型为三角形，牙型角为90°。

所述半螺母6、消隙螺母8、半螺母10有内螺纹，三者内螺纹由同一条螺旋线所切除，且其牙型、头数、螺纹旋向均与丝杠1相同。

所述滚柱2为单线螺纹，牙型为双圆弧形，且滚柱2的螺旋角与螺母相同。

所述弹性元件7和弹性元件9在装配紧固时发生弹性变形，从而给半螺母7一个向左的预紧力，给半螺母10一个向右的预紧力。

所述消隙螺母8中间有弹性环形薄壁辐板A，与半螺母7、半螺母9装配紧固时，薄壁辐板A将产生弯曲变形，从而产生一个径向的弹性力，用于消除滚柱与丝杠、滚柱与螺母之间的轴向间隙。

本发明的有益效果是：由于采用了具有弹性元件及消隙螺母的螺母组件,利用弹性元件产生的轴向弹性力及消隙螺母产生的径向弹性力形成预紧，从而达到同时消除滚柱与螺母、滚柱与丝杠之间轴向间隙的效果。这种带消隙螺母的行星滚柱丝杠副可以通过改变弹性元件的厚度达到不同的消隙效果，安装方便且容易更换。其中的消隙螺母结构简单，制作方便，能自动补偿磨损。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

图1是本发明带消隙螺母的行星滚柱丝杠副的剖视图。

图2 是半螺母6、半螺母10的轴侧图。

图3是弹性元件7、9的轴侧图。

图4是消隙螺母8的轴测图。

图5是消隙螺母8的半剖图。

图6是图1中B处螺母6与滚柱2的啮合示意图。

图7是图1中C处螺母10与滚柱2的啮合示意图。

图8是图1中D处消隙螺母8与滚柱2、丝杠1与滚柱2的啮合示意图。

图中，1—丝杠；2—滚柱；3—左侧内齿圈；4—左侧孔用弹性挡圈；5—左侧保持架；6—半螺母；7—弹性元件；8—消隙螺母；9—弹性元件；10—半螺母；11—螺栓；12—垫圈；13—六角螺母；14—右侧内齿圈；15—右侧保持架；16—右侧孔用弹性挡圈；A—消隙螺母中的弹性薄壁结构；B—半螺母6螺纹牙与滚柱的间隙图；C—半螺母10螺纹牙与滚柱的间隙图；D—滚柱与螺母和丝杠的间隙图；F—预紧力。

具体实施方式

参考图1、图2，本发明的一种具体实施方式为：一种由丝杠1与螺母组件等构成的行星滚柱丝杠副中，丝杠1与螺母组件中均匀地分布着若干个柱状的螺旋滚柱2。其中螺母组件是由半螺母6、弹性元件7、消隙螺母8、弹性元件9、半螺母10通过螺栓连接件11、12、13组成。半螺母6、消隙螺母8、半螺母9构成的螺母组件具有连续的螺旋线，且带有多头螺纹牙，牙型为三角形，牙型角为90°。丝杠的外螺纹与螺母组件的内螺纹具有相同的头数和牙型。滚柱2为单线螺纹，牙型为双圆弧形。滚柱、丝杠、螺母组件的螺距相同。为了消除螺母螺旋升角对滚柱产生的倾斜力矩，滚柱的两端加工有直齿。滚柱2的两端由左侧保持架5和右侧保持架15分别支撑，使各个滚柱在周向均匀分布。滚柱2既与丝杠1啮合又与螺母组件啮合，两端的直齿同时又与左侧内齿圈3和右侧内齿圈14啮合。左侧保持架5和右侧保持架15分别由左侧孔用弹性挡圈4和右侧孔用挡圈16进行轴向定位并能防止左侧保持架5和右侧保持架15脱落。左侧孔用弹性挡圈4和右侧孔用弹性挡圈16卡分别左侧内齿圈3和右侧内齿圈14的凹槽内。

当半螺母6、弹性元件7、消隙螺母8、弹性元件9、半螺母10通过螺栓连接件11、12、13紧固连接时，弹性元件7、弹性元件9将产生弹性变形，产生的弹性力分别给半螺母6一个向左的预紧力，给半螺母10一个向左的预紧力。如图7、8所示，滚柱2与半螺母6、半螺母10啮合时其轴向间隙将被消除。同时，消隙螺母在紧固连接时其弹性薄壁元件A将发生弯曲变形，从而产生一个径向的弹性力，如图8所示，这个弹性力使螺母与滚柱、滚柱与丝杠啮合时产生预紧力，从而消除啮合的轴向间隙。通过弹性元件7、弹性元件9及消隙螺母8的共同作用，螺母与滚柱、滚柱与丝杠的轴向间隙将被同时消除。

Claims (8)

1.带消隙螺母的行星滚柱丝杠副，它包括丝杠（1）、滚柱（2）、左侧内齿圈（3）、右侧内齿圈（14）、左侧孔用弹性挡圈（4）、右侧孔用弹性挡圈（16）、左侧保持架（5）、右侧保持架（15）、螺栓连接组件（10）、（11）、（12）以及螺母组件。

2.根据权利要求1所述的带消隙螺母的行星滚柱丝杠副，其特征在于：丝杠（1）与螺母组件中均匀地分布着若干个柱状的螺旋滚柱（2），螺旋滚柱既与丝杠（1)啮合又与螺母组件啮合；丝杠(1)、螺母组件、滚柱(2）的轴心线相互平行，且三者的螺纹旋向相同；每个滚柱的两端分别支撑在左侧保持架（5）和右侧保持架（15）上，使各个滚柱周向均匀分布；为消除螺母螺旋升角对滚柱产生倾斜力矩，滚柱的两端加工有直齿，分别与左右两侧的内齿圈（3）、内齿圈（14）相啮合；内齿圈（3）、内齿圈（14）利用过盈配合的方式安装在半螺母（6）、半螺母（10）的两端；左侧孔用弹性挡圈（4）、右侧孔用弹性挡圈（16）分别装入内齿圈（3）、内齿圈（14）的内圈凹槽中，从而对保持架进行轴向定位。

3.根据权利要求1或2所述的带消隙螺母的行星滚柱丝杠副，其特征在于：螺母组件由半螺母（6）、弹性元件（7）、消隙螺母（8）、弹性元件（9）、半螺母（10）通过螺栓连接构成。

4.根据权利要求1或2 所述的带消隙螺母的行星滚柱丝杠副，其特征在于：丝杠(1)是具有螺旋升角的多头螺纹，牙型为三角形，牙型角为90°。

5.根据权利要求1或2所述的带消隙螺母的行星滚柱丝杠副，其特征在于：滚柱（2）为单线螺纹，牙型为双圆弧形，其螺距、螺纹旋向与丝杠（1）相同。

6.根据权利要求3述的带消隙螺母的行星滚柱丝杠副，其特征在于：螺母(6)、消隙螺母(8)、半螺母(9)构成的螺母组件具有连贯的螺旋线，且其牙型、头数、螺纹旋向均与丝杠(1）相同。

7.根据权利要求3所述的带消隙螺母的行星滚柱丝杠副，其特征在于：消隙螺母（8）中间有弹性环形薄壁辐板A。

8.根据权利要求3所述的带消隙螺母的行星滚柱丝杠副，其特征在于：改变弹性元件（7）和弹性元件（9）的厚度，便可用于不同的场合。