CN107202138A - 新型超声螺母 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种新型超声螺母，包括高强度的螺母外壳及内螺纹体，特点是在所述螺母外壳与内螺纹体之间设有中间层，所述中间层能产生高频振动从而带动其内螺纹体作径向高频振动。其优点为：具有结构简单，传动精度高、摩擦阻力小、制造工艺简单、生产成本低，使用和维护成本也低，能用于诸如数控机床、精密注塑机等高端精密装备，替代现有滚珠丝杠传动副。
Description
技术领域
本发明属于螺纹传动技术领域，尤其涉及一种新型超声螺母。
背景技术
现有机电装备中，螺母是应用最广泛的联结传动部件，尤其是高档精密机器传动中，很多都会用到滚珠丝杆螺母副，滚珠丝杠螺母副传动精度高、摩擦阻力小，但其制造工艺复杂，生产成本高，使用和维护成本也高。
超声波振动表面具有悬浮支撑与减摩能力，已被普遍证实，并获得多种实际应用，有研究发现超声波能使接触面间摩擦阻力降低90%以上，国内外已有诸多研究者开始使用超声波轴承和超声波电机，但至今未见有关超声波螺纹副的研究公诸于世。
发明内容
本发明的目的是提供一种新型超声螺母，工作时，能产生高频振动，大大降低螺纹副接触表面间摩擦，提高耐用度，减少制造和使用成本，增加螺纹副使用寿命。
为达到上述目的，本发明的第一种技术方案是这样实现的，其是一种新型超声螺母，包括高强度的螺母外壳及内螺纹体，其特征在于在所述螺母外壳与内螺纹体之间设有中间层，所述中间层能产生高频振动从而带动其内螺纹体作径向高频振动。
在本技术方案中，所述中间层是压电材料、磁致伸缩材料或其他能产生高频振动的材料。
在本技术方案中，所述中间层是空心圆筒，该空心圆筒的外圆柱面与高强度螺母外壳的内孔固结在一起，该空心圆筒的内孔与内螺纹体的外圆柱面固结在一起。
在本技术方案中，所述中间层是空心圆筒，该空心圆筒的外圆柱面与螺母外壳的内孔固结在一起，该空心圆筒的内螺孔与内螺纹体的外部螺纹固结在一起。
在本技术方案中，所述中间层是空心圆筒，该空心圆筒的外部螺纹与螺母外壳的内螺孔固结在一起，该空心圆筒的内螺孔与内螺纹体的外部螺纹固结在一起。
在本技术方案中，所述中间层既可为整体式，也可以为轴向分段式或者圆周方向分段式。
为达到上述目的，本发明的第二种技术方案是这样实现的，其是一种新型超声螺母，包括带内螺纹的螺母本体，其特征在于在所述螺母本体的外面设有致激振动片，所述致激振动片产生高频振动并带动螺母本体的内螺纹作径向高频振动。
在本技术方案中，所述致激振动片可为压电材料、磁致伸缩材料或其他能产生高频振动的材料。
为达到上述目的，本发明的第三种技术方案是这样实现的，其是一种新型超声螺母，其特征在于包括上半螺母、下半螺母、左致激材料层及右致激材料层，在所述上半螺母的左右侧分别设有左上凸耳及右上凸耳，在所述下半螺母的左右侧分别设有左下凸耳及右下凸耳，所述左致激材料层设在左上凸耳与左下凸耳之间并通过紧固螺栓固定，所述右致激材料层设在右上凸耳与右下凸耳之间并通过紧固螺栓固定，左致激材料层及右致激材料层均能产生高频振动并带动上半螺母和下半螺母一起作高频振动。
在本技术方案中，所述左致激材料层及右致激材料层均可为压电材料、磁致伸缩材料或其他能产生高频振动的材料。
本发明与现有技术相比的优点为：具有结构简单，传动精度高、摩擦阻力小、制造工艺简单、生产成本低，使用和维护成本也低，能用于诸如数控机床、精密注塑机等高端精密装备，替代现有滚珠丝杠传动副。
附图说明
图1是本发明实施例一的结构示意图；
图2是图1的A-A剖面图；
图3是本发明实施例二的结构示意图；
图4是本发明实施例三的结构示意图；
图5是本发明实施例四的结构示意图；
图6是图5的B－B剖面图；
图7是图5的C－C剖面图；
图8是本发明实施例五的结构示意图；
图9是图8的D－D剖面图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以互相结合。
在本发明描述中,术语“左”、“右”、“上”及“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例一
如图1及图2所示，其是一种新型超声螺母，包括高强度的螺母外壳1、内螺纹体2和中间层3；所述中间层3是空心圆筒，该空心圆筒的外圆柱面与螺母外壳1的内孔固结在一起，该空心圆筒的内孔与内螺纹体2的外圆柱面固结在一起。空心圆筒可以是压电材料、磁致伸缩材料，也可以是其他能产生高频振动的材料。
工作时，空心圆筒产生径向向内的高频振动，并带动内螺纹体2作高频微幅振动，使得位于相互配合的螺母与螺杆间隙中的气体产生超声波悬浮力，从而大大减少螺母的内螺纹与螺杆外螺纹间摩擦，具有转速高、精度好、摩擦小等优点。
其中，图2是当中间层为圆周方向分段时的剖视图。
实施例二
如图3所示，其是一种新型超声螺母，包含有高强度的螺母外壳1、带内螺纹的内螺纹体2及中间层3，所述中间层3是空心圆筒，该空心圆筒的外圆柱面与螺母外壳1的内孔固结在一起，在该空心圆筒的内孔中设有内螺纹，在内螺纹体2的外部设有外螺纹，空心圆筒的内螺纹与内螺纹体2外部的螺纹固结在一起。空心圆筒可以是压电材料、磁致伸缩材料，也可以是其他能产生高频振动的材料，工作时，该中间层产生高频振动，并带动其内螺纹体2作高频振动。
工作时，空心圆筒产生径向向内的高频振动，并带动内螺纹体2作高频微幅振动，使得位于相互配合的螺母与螺杆间隙中的气体产生超声波悬浮力，从而大大减少螺母的内螺纹与螺杆外螺纹间摩擦，具有转速高、精度好、摩擦小等优点。
实施例三
如图4所示，其是一种新型超声螺母，包含有高强度的螺母外壳1、内螺纹体2及中间层3，所述中间层3是空心圆筒，该空心圆筒的外部螺纹与螺母外壳1的内螺孔固结在一起，该空心圆筒的内螺孔与内螺纹体2的外部螺纹固结在一起。空心圆筒可以是压电材料、磁致伸缩材料，也可以是其他能产生高频振动的材料。
工作时，空心圆筒产生高频振动并带动内螺纹体2作高频振动，使得位于相互配合的螺母与螺杆间隙中的气体产生超声波悬浮力，从而大大减少螺母的内螺纹与螺杆外螺纹间摩擦，具有转速高、精度好、摩擦小等优点。
实施例一、实施例二和实施三中所述新型超声螺母，其中间层3既可为整体式，也可以为轴向分段式或者圆周方向分段式，如图2所示给出的是实施例一中当中间层3为圆周方向分段时的剖面图形；实施例二及实施例三中，当中间层3为圆周方向分段时的图形，其剖面图也与图2类似，因此未有画出，在此特加以说明。
实施例四
如图5至图7所示，其是一种新型超声螺母，包括带内螺纹的螺母本体4及致激振动片5，致激振动片5设在螺母本体4的外面，所述致激振动片5产生厚度方向高频振动并带动螺母本体4的内螺纹作径向高频振动。所述致激振动片5可为压电材料、磁致伸缩材料，也可以是其他能产生高频振动的材料。
工作时，致激振动片5产生厚度方向高频振动并带动螺母本体4上的内螺纹作径向高频振动，使得位于相互配合的螺母与螺杆间隙中的气体产生超声波悬浮力，从而大大减少螺母内螺纹与螺杆外螺纹间摩擦，与普通螺纹副相比，具有转速高、精度好、摩擦小等优点。
实施例五
如图8及图9所示，其是一种新型超声螺母，包括上半螺母6、下半螺母9、左致激材料层8及右致激材料层10，在所述上半螺母6的左右侧分别设有左上凸耳61及右上凸耳62，在所述下半螺母9的左右侧分别设有左下凸耳91及右下凸耳92，所述左致激材料层8设在左上凸耳61与左下凸耳91之间并通过紧固螺栓固定，所述右致激材料层10设在右上凸耳62与右下凸耳92之间并通过紧固螺栓固定，左致激材料层8及右致激材料层10均能产生高频振动并带动上半螺母6和下半螺母9一起作高频振动。左致激材料层8及右致激材料层10均可为压电材料、磁致伸缩材料，也可以是其他能产生高频振动的材料。
工作时，左致激材料层8及右致激材料层10能产生高频振动并分别带动上半螺母6和下半螺母9一起作高频振动；使得位于相互配合的螺母与螺杆间隙中的气体产生超声波悬浮力，从而大大减少螺母内螺纹与螺杆外螺纹间摩擦，与普通螺纹副相比，具有转速高、精度好、摩擦小等优点。
由于压电材料、磁致伸缩材料以及与之相关的振动技术、换能技术和控制技术等相对成熟，且非本发明重点，故本发明中未对其进行详细说明。
以上结合附图对本发明的实施方式作出详细说明，但本发明不局限于所描述的实施方式。对于本领域的普通技术人员而言，在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下对这些实施方式进行多种变化、修改、替换及变形仍落入在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种新型超声螺母，包括高强度的螺母外壳（1）及内螺纹体（2），其特征在于在所述螺母外壳（1）与内螺纹体（2）之间设有中间层（3），所述中间层（3）能产生高频振动从而带动其内螺纹体（2）作径向高频振动。
2.根据权利要求1所述新型超声螺母，其特征在于所述中间层（3）是压电材料、磁致伸缩材料或其他能产生高频振动的材料。
3.根据权利要求1所述新型超声螺母，其特征在于所述中间层（3）是空心圆筒，该空心圆筒的外圆柱面与高强度螺母外壳（1）的内孔固结在一起，该空心圆筒的内孔与内螺纹体（2）的外圆柱面固结在一起。
4.根据权利要求1所述新型超声螺母，其特征在于所述中间层（3）是空心圆筒，该空心圆筒的外圆柱面与螺母外壳（1）的内孔固结在一起，该空心圆筒的内螺孔与内螺纹体（2）的外部螺纹固结在一起。
5.根据权利要求1所述的新型超声螺母，其特征在于所述中间层（3）是空心圆筒，该空心圆筒的外部螺纹与螺母外壳（1）的内螺孔固结在一起，该空心圆筒的内螺孔与内螺纹体（2）的外部螺纹固结在一起。
6.根据权利要求1至5所述新型超声螺母，其特征在于所述中间层（3）既可为整体式，也可以为轴向分段式或者圆周方向分段式。
7.一种新型超声螺母，包括带内螺纹的螺母本体（4），其特征在于在所述螺母本体（4）的外面设有致激振动片（5），所述致激振动片（5）产生高频振动并带动螺母本体（4）的内螺纹作径向高频振动。
8.根据权利要求7所述新型超声螺母，其特征在于所述致激振动片（5）可为压电材料、磁致伸缩材料或其他能产生高频振动的材料。
9.一种新型超声螺母，其特征在于包括上半螺母（6）、下半螺母（9）、左致激材料层（8）及右致激材料层（10），在所述上半螺母（6）的左右侧分别设有左上凸耳（61）及右上凸耳（62），在所述下半螺母（9）的左右侧分别设有左下凸耳（91）及右下凸耳（92），所述左致激材料层（8）设在左上凸耳（61）与左下凸耳（91）之间并通过紧固螺栓固定，所述右致激材料层（10）设在右上凸耳（62）与右下凸耳（92）之间并通过紧固螺栓固定，左致激材料层（8）及右致激材料层（10）均能产生高频振动并带动上半螺母（6）和下半螺母（9）一起作高频振动。
10.根据权利要求9所述新型超声螺母，其特征在于所述左致激材料层（8）及右致激材料层（10）均可为压电材料、磁致伸缩材料或其他能产生高频振动的材料。
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