CN106641149A - 一种差动式行星滚柱丝杠 - Google Patents

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黄玉平
徐强
王水铭
赵国平
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Abstract

本发明属于一种行星滚柱丝杠，具体公开一种差动式行星滚柱丝杠，该行星滚柱丝杠包括螺母、滚柱、端部保持架和丝杆，螺母内设有多个与其啮合的滚柱，多个滚柱内设有一个与其均啮合的丝杆；所述的每个滚柱的两端外部各套装一个保持架；安装有保持架的滚柱插入螺母内，且滚柱的外螺纹与螺母的内螺纹啮合，具有多头螺纹的丝杆旋入滚柱内；安装有保持架的滚柱安装在丝杆外部，安装有滚柱和端部保持架的丝杆旋入具有多头螺纹的螺母内。该行星滚柱丝杠提高了滚柱丝杠的啮合率，从而提高了滚柱丝杠材料的利用率、承载尺寸比和承载质量比。

Description

一种差动式行星滚柱丝杠
技术领域
本发明属于一种行星滚柱丝杠，具体涉及一种差动式行星滚柱丝杠。
背景技术
行星滚柱丝杠是一种可将直线运动与旋转运动相互转化的机械装置。行星滚柱丝杠由于采用了带有螺纹的滚柱取代了滚珠作为传力单元，与滚珠丝杠相比，其传力单元具有更大的接触半径和更多的接触点，因此在位置精度、额定载荷、刚度、速度、寿命等方面均优于滚珠丝杠，近年来被广泛应用于航空、航天、精密机床和食品包装等军民领域需要直线伺服作动的场合。
差动式丝杠作为滚柱丝杠的一个类型，由于其差动原理的实现形式，相比较与标准型的滚柱丝杠，在相同的导程需求下时，其丝杆、滚柱、螺母的螺距可以比标准型大两倍甚至更多，这样带来两个方面的优点：大螺距的螺纹比较容易加工；大螺距的螺纹，承载能力强。
标准的差动式行星滚柱丝杠的小滚柱是阶梯分段的，大中径段与丝杆啮合、小中径段与螺母啮合；这种啮合方式，把负载力从螺母上通过小滚柱传递给丝杆。但在该种方式中，小滚柱在分段与丝杆和螺母啮合，滚柱的啮合率偏低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种差动式行星滚柱丝杠，该行星滚柱丝杠采用不分段的滚柱形式，在滚柱全段范围内同时与丝杆和螺母啮合，提高了滚柱丝杠的啮合率，从而提高了滚柱丝杠材料的利用率、承载尺寸比和承载质量比。
实现本发明目的的技术方案：一种差动式行星滚柱丝杠，该行星滚柱丝杠包括螺母、滚柱、端部保持架和丝杆，螺母内设有多个与其啮合的滚柱，多个滚柱内设有一个与其均啮合的丝杆。
所述的每个滚柱的两端外部各套装一个保持架，安装有保持架的滚柱插入螺母内，且滚柱的外螺纹与螺母的内螺纹啮合，滚柱沿螺母的周向均匀布置，滚柱的轴线与螺母的轴线平行；具有多头螺纹的丝杆旋入滚柱内，且每个滚柱的内螺纹各自与丝杆的一头螺纹啮合。
所述的丝杆螺纹的头数、布置方式均与滚柱的数量、布置方式相同，即丝杆沿周向均匀布置多头螺纹，且每头螺纹沿丝杆的轴向布置。
所述的丝杆的多头螺纹均带有升角，螺纹头数多于3头。
所述的每个滚柱的两端外部各套装一个保持架，安装有保持架的滚柱安装在丝杆外部，且滚柱的外螺纹与丝杆的外螺纹啮合，滚柱沿丝杆的周向均匀布置，滚柱的轴线与丝杆的轴线平行；安装有滚柱和端部保持架的丝杆旋入具有多头螺纹的螺母内，且每个滚柱的外螺纹各自与螺母内部的一头螺纹啮合。
所述的螺母螺纹的头数、布置方式均与滚柱的数量、布置方式相同，即螺母沿周向均匀布置多头螺纹，且每头螺纹沿丝杆螺母的轴向布置。
所述的螺母的多头螺纹均带有升角，螺纹头数多于3头。
所述的螺母的两端内部各开有一个环形槽，每个环形槽内各嵌有一个挡圈，挡圈内侧与保持架的外侧接触。
本发明的有益技术效果：本发明的滚柱为非阶梯滚柱，并且为圆环形牙形，不带有升角；螺母或者丝杆为带有升角的多头螺纹，螺母或者丝杆的螺纹的头数与滚柱的数量必须一致；这样能够保证滚柱与丝杆和螺母的正确啮合，实现旋转运动转化为直线运动。该种方式的差动行星滚柱丝杠实现了在小尺寸空间下具有较高承载传递能力；与普通的分段式滚柱形式的差动式滚柱丝杠相比，滚柱的啮合率高，材料及空间的利用率高。滚柱的形式为非分段式，滚柱的结构简单，易于工艺加工实现。
附图说明
图1为本发明所提供的一种差动式行星滚柱丝杠的第一个实施例；
图2为图1的左视图；
图3为本发明所提供的一种差动式行星滚柱丝杠的第二个实施例；
图4为图3的左视图。
图中：
1、螺母，2、滚柱，3、挡圈，4、端部保持架，5、丝杆。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例一
如图1和图2所示，该差动式行星滚柱丝杠由螺母1、滚柱2、挡圈3、端部保持架4和丝杆5组成。螺母1和滚柱2均为圆环型，不带有升角。滚柱2的两端外部各套装一个端部保持架4，安装有端部保持架4的滚柱2插入螺母1内，且滚柱2的外螺纹与螺母1的内螺纹啮合，滚柱2的数量多于3个，例如，滚柱2的数量为4个、5个或者6个，滚柱2沿螺母1的周向均匀布置，滚柱2的轴线与螺母1的轴线平行。丝杆5外部具有多头螺纹，多头螺纹均带有升角，螺纹头数多于3头，例如丝杆5螺纹的头数为4个、5个或者6个；丝杆5的螺纹的头数与滚柱2的数量相同，丝杆5的螺纹与滚柱2的布置方式也相同，即丝杆5沿周向均匀布置多头螺纹，且每头螺纹沿丝杆5的轴向布置，具有多头螺纹的丝杆5旋入滚柱2内，且每个滚柱2的外螺纹各自与丝杆5的一头螺纹啮合，从而，螺母1、滚柱2、挡圈3、端部保持架4和丝杆5组成行星滚柱丝杠。螺母1的两端内部各开有一个环形槽，两个环形槽内各嵌有一个挡圈3；挡圈3内侧与端部保持架4的外侧接触，从而保证滚柱2和螺母1、不脱离丝杆5。
每个端部保持架4中心均开有大圆孔,丝杆5套在该大圆孔内，且两个端部保持架4与丝杆5之间间隙配合；每个端部保持架4上均上开有与滚柱2的数量相同的小圆孔，每个滚柱2的两端各自插在一个小圆孔内,小圆孔沿端部保持架4的周向均匀分布。端部保持架4保证滚柱2沿螺母1周向均匀分布，同时保证滚柱2的轴线、螺母1的轴线、丝杆5的轴线相互平行。两个端部保持架4分别嵌在两个挡圈3内，两个挡圈3限制两个端部保持架4与滚柱2的轴向移动。
例如，如图2所示，每个端部保持架4均沿周向均匀分布5个小圆孔，5个滚珠2的端部各自插在一个端部保持架4的小圆孔，此时丝杆5的螺纹的头数也为5个，丝杆5的每头螺纹各自与一个滚柱2的螺纹啮合。
实施例二
如图3和图4所示，该差动式行星滚柱丝杠由螺母1、滚柱2、挡圈3、端部保持架4和丝杆5组成。丝杆5和滚柱2均为圆环型，不带有升角；滚柱2个数多于3个，例如，滚柱2的数量为4个、5个或者6个。滚柱2的两端外部各套装一个端部保持架4，安装有端部保持架4的滚柱2安装在丝杆5外部，且滚柱2的外螺纹与丝杆5的外螺纹啮合，滚柱2沿丝杆5的周向均匀布置，滚柱2的轴线与丝杆5的轴线平行。螺母1螺纹的头数与滚柱2的数量，螺母1的螺纹与的滚柱2的布置方式也相同，即螺母1内部沿周向均匀布置多头带有升角的螺纹，且每头螺纹沿螺母1的轴向布置，螺纹头数多于3头，例如，丝杆1螺纹的头数为4个、5个或者6个。安装有滚柱2和端部保持架4的丝杆5旋入螺母1内，且每个滚柱2的外螺纹各自与螺母1内部的一头螺纹啮合，从而，螺母1、滚柱2、挡圈3、端部保持架4和丝杆5组成行星滚柱丝杠。螺母1的两端内部各开有一个环形槽，每个环形槽内各嵌有一个挡圈3，挡圈3内侧与端部保持架4的外侧接触，从而保证滚柱2和螺母1、不脱离丝杆5。
如图4所示，每个端部保持架4中心均开有大圆孔,丝杆5套在该大圆孔内，且两个端部保持架4与丝杆5之间间隙配合；每个端部保持架4上均上开有与滚柱2的数量相同的小圆孔，每个滚柱2的两端各自插在一个小圆孔内,小圆孔沿端部保持架4的周向均匀分布。端部保持架4保证滚柱2沿螺母1周向均匀分布，同时保证滚柱2的轴线、螺母1的轴线、丝杆5的轴线相互平行。两个端部保持架4分别嵌在两个挡圈3内，两个挡圈3限制两个端部保持架4与滚柱2的轴向移动。
例如，如图2所示，每个端部保持架4均沿周向均匀分布5个小圆孔，5个滚珠2的端部各自插在一个端部保持架4的小圆孔，此时丝杆5的螺纹的头数也为5个，丝杆5的每头螺纹各自与一个滚柱2的螺纹啮合。
上面结合附图和实施例对本发明作了详细说明，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。本发明中未作详细描述的内容均可以采用现有技术。

Claims (8)

1.一种差动式行星滚柱丝杠，其特征在于：该行星滚柱丝杠包括螺母(1)、滚柱(2)、端部保持架(4)和丝杆(5)，螺母(1)内设有多个与其啮合的滚柱(2)，多个滚柱(2)内设有一个与其均啮合的丝杆(5)。
2.根据权利要求1所述的一种差动式行星滚柱丝杠，其特征在于：所述的每个滚柱(2)的两端外部各套装一个保持架(4)，安装有保持架(4)的滚柱(2)插入螺母(1)内，且滚柱(2)的外螺纹与螺母(1)的内螺纹啮合，滚柱(2)沿螺母(1)的周向均匀布置，滚柱(2)的轴线与螺母(1)的轴线平行；具有多头螺纹的丝杆(5)旋入滚柱(2)内，且每个滚柱(2)的外螺纹各自与丝杆(5)的一头螺纹啮合。
3.根据权利要求2所述的一种差动式行星滚柱丝杠，其特征在于：所述的丝杆(5)螺纹的头数、布置方式均与滚柱(2)的数量、布置方式相同，即丝杆(5)沿周向均匀布置多头螺纹，且每头螺纹沿丝杆(5)的轴向布置。
4.根据权利要求3所述的一种差动式行星滚柱丝杠，其特征在于：所述的丝杆(5)的多头螺纹均带有升角，螺纹头数多于3头。
5.根据权利要求1所述的一种差动式行星滚柱丝杠，其特征在于：所述的每个滚柱(2)的两端外部各套装一个保持架(4)，安装有保持架(4)的滚柱(2)安装在丝杆(5)外部，且滚柱(2)的外螺纹与丝杆(5)的外螺纹啮合，滚柱(2)沿丝杆(5)的周向均匀布置，滚柱(2)的轴线与丝杆(5)的轴线平行；安装有滚柱(2)和端部保持架(4)的丝杆(5)旋入具有多头螺纹的螺母(1)内，且每个滚柱(2)的外螺纹各自与螺母(1)内部的一头螺纹啮合。
6.根据权利要求5所述的一种差动式行星滚柱丝杠，其特征在于：所述的螺母(1)螺纹的头数、布置方式均与滚柱(2)的数量、布置方式相同，即螺母(1)沿周向均匀布置多头螺纹，且每头螺纹沿丝杆螺母(1)的轴向布置。
7.根据权利要求6所述的一种差动式行星滚柱丝杠，其特征在于：所述的螺母(1)的多头螺纹均带有升角，螺纹头数多于3头。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的一种差动式行星滚柱丝杠，其特征在于：所述的螺母(1)的两端内部各开有一个环形槽，每个环形槽内各嵌有一个挡圈(3)，挡圈(3)内侧与保持架(4)的外侧接触。
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