CN108799435A - 行星滚柱丝杠 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种行星滚柱丝杠，其包括：中间丝杆；多个滚柱体，多个所述滚柱体均绕设在所述中间丝杆的外圆周上，且多个所述滚柱体均与所述中间丝杆相啮合；左齿圈，所述左齿圈套设于多个所述滚柱体，所述左齿圈上开设有第一缝隙；右齿圈，所述右齿圈套设于多个所述滚柱体，且所述左齿圈与所述右齿圈之间具有间隙，所述右齿圈上开设有第二缝隙；抱紧构件，所述抱紧构件抵靠于所述左齿圈和所述右齿圈的外表面上并对所述左齿圈和所述右齿圈的外表面施加向所述中间丝杆的方向的作用力。本发明的行星滚柱丝杠，防止牙面之间间隙的产生，增加牙面之间的摩擦力，有效避免了打滑现象。同时，提高了传动的平稳性，延长了使用寿命。

Description

行星滚柱丝杠

技术领域

本发明涉及一种行星滚柱丝杠。

背景技术

行星滚柱丝杠是一种将旋转运动转换为直线运动的器件，由于滚柱体在齿圈和丝杠之间的运动属于滚动摩擦，因此其传动效率高于普通的螺纹传动。同时，由于其滚柱体的环形槽及丝杠的导程可以做到很小，而且可加工精度较高，并且受力状态优于滚珠丝杠，故比一般的滚珠丝杠传动效率和承载力要大很多。但是，在使用的过程中由于相啮合会产生摩擦、磨损等因素，使得牙面之间会存在间隙，造成摩擦力小，产生打滑现象，传动稳定性较差，且降低了使用寿命。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有行星滚柱丝杠产生打滑现象，传动稳定性较差，降低了使用寿命的缺陷，提供一种行星滚柱丝杠。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种行星滚柱丝杠，其特点在于，其包括：

中间丝杆；

多个滚柱体，多个所述滚柱体均绕设在所述中间丝杆的外圆周上，且多个所述滚柱体均与所述中间丝杆相啮合；

左齿圈，所述左齿圈套设于多个所述滚柱体，所述左齿圈上开设有第一缝隙，所述第一缝隙贯穿所述左齿圈沿所述中间丝杆的轴向方向的两侧；

右齿圈，所述右齿圈套设于多个所述滚柱体，且所述左齿圈与所述右齿圈之间具有间隙，所述右齿圈上开设有第二缝隙，所述第二缝隙贯穿所述右齿圈沿所述中间丝杆的轴向方向的两侧；

抱紧构件，所述抱紧构件抵靠于所述左齿圈和所述右齿圈的外表面上并对所述左齿圈和所述右齿圈的外表面施加向所述中间丝杆的方向的作用力。

在本方案中，采用上述结构形式，通过抱紧构件施加作用力在左齿圈和右齿圈的外表面上，使得左齿圈上的第一缝隙、右齿圈上的第二缝隙的开裂变小，从而实现多个滚柱体与中间丝杆、左齿圈、右齿圈之间紧密啮合，防止牙面之间间隙的产生，增加牙面之间的摩擦力，有效避免了打滑现象。

另外，通过左齿圈与右齿圈分体式设计，进一步实现左齿圈和右齿圈的牙面与滚柱体的牙面紧密贴合，进一步提高了行星滚柱丝杠传动的平稳性，延长了使用寿命。

较佳地，所述抱紧构件包括有第一抱紧部件和第二抱紧部件，所述第一抱紧部件抵靠于所述左齿圈的外表面上，所述第二抱紧部件抵靠于所述左齿圈的外表面上，所述第一抱紧部件和所述第二抱紧部件之间具有间隙。

在本方案中，采用上述结构形式，抱紧构件采用分体式结构，第一抱紧部件和第二抱紧部件分别对左齿圈与右齿圈施加作用力并不会相互干扰，进一步提高了行星滚柱丝杠传动的平稳性，延长了使用寿命。

较佳地，所述行星滚柱丝杠还包括有滚柱体支架，所述滚柱体支架套设于所述中间丝杆上，多个所述滚柱体均位于所述滚柱体支架内，且多个所述滚柱体均可转动地连接于所述滚柱体支架。

在本方案中，采用上述结构形式，滚柱体支架用于保持多个滚柱体相互不接触，且便于多个滚柱体的装配。

较佳地，所述滚柱体支架沿所述中间丝杆的轴向方向开设有一贯穿孔，所述中间丝杆穿过所述贯穿孔，所述滚柱体支架的内周面的两端开设有多个安装槽，所述安装槽与所述贯穿孔相连通，所述滚柱体的两端分别位于所述安装槽内并能在所述安装槽内转动。

在本方案中，采用上述结构形式，多个滚柱体通过贯穿孔的空间安装设置在安装槽内，提高了装配效率，且保证了行星滚柱丝杠的啮合刚性。

较佳地，所述滚柱体支架包括有套筒和两个端盖，所述滚柱体的两端分别可转动地连接于两个所述端盖，两个所述端盖分别连接于所述套筒的两端，所述套筒与两个所述端盖之间形成有容置腔，所述抱紧构件、所述左齿圈、所述右齿圈和多个所述滚柱体均位于所述容置腔内，且所述抱紧构件压设于所述套筒和所述左齿圈、所述右齿圈之间。

在本方案中，采用上述结构形式，将抱紧构件、左齿圈、右齿圈和多个滚柱体都设置在容置腔内，有效避免了外部的干扰，进一步提高了行星滚柱丝杠传动的平稳性，延长了行星滚柱丝杠的使用寿命。

另外，通过将抱紧构件压设在套筒和左齿圈、右齿圈之间，抱紧构件与套筒之间具有一定的摩擦力，实现行星滚柱丝杠具有自锁功能，提高了行星滚柱丝杠的稳定性。

较佳地，所述左齿圈与所述端盖之间、所述右齿圈与所述端盖之间均设有推力轴承。

在本方案中，采用上述结构形式，通过推力轴承使得滚柱体支架只能承受左齿圈、右齿圈在轴向方向上的推力，确定和保持左齿圈、右齿圈与滚柱体支架之间的轴向相互位置，提高了行星滚柱丝杠传动的平稳性。

较佳地，所述左齿圈与所述端盖之间相对侧面均对应开设有若干个第一滚体沟道，两个对应开设的所述第一滚体沟道之间设有第一滚珠体；

所述右齿圈与所述端盖之间相对侧面均对应开设有若干个第二滚体沟道，两个对应开设的所述第二滚体沟道之间设有第二滚珠体。

在本方案中，采用上述结构形式，两个对应开设的第一滚体沟道与第一滚珠体之间的配合作用并形成为滚珠轴承，两个对应开设的第二滚体沟道与第二滚珠体之间的配合作用并也形成为滚珠轴承，使得滚柱体支架只能承受左齿圈、右齿圈在轴向方向上的推力，确定和保持左齿圈、右齿圈与滚柱体支架之间的轴向相互位置，提高了行星滚柱丝杠传动的平稳性。

较佳地，所述滚柱体的外周面上设有：

若干个第一外螺纹部，所述左齿圈和所述右齿圈均设有至少一个内螺纹部，所述内螺纹部与所述第一外螺纹部相对设置，所述内螺纹部与所述第一外螺纹部相啮合，且所述内螺纹部和所述第一外螺纹部的螺纹形状均呈环形齿螺纹；

至少一个第二外螺纹部，所述第二外螺纹部沿所述中间丝杆的径向方向向外延伸出所述第一外螺纹部的齿面，所述第二外螺纹部与所述中间丝杆相啮合，且所述第二外螺纹部的螺纹形状呈环形齿螺纹，所述中间丝杆外周面的螺纹形状呈螺旋齿螺纹；

所述左齿圈和/或所述右齿圈的内周面上设有至少一个凹槽，所述凹槽与所述第二外螺纹部相对设置，所述凹槽沿所述中间丝杆的径向方向向内凹陷，且所述第二外螺纹部插入所述凹槽内。

在本方案中，采用上述结构形式，通过环形齿螺纹确定和保持左齿圈、右齿圈与滚柱体之间的轴向相互位置，通过螺旋齿螺纹使得滚柱体在中间丝杆上沿轴向方向移动，使得滚柱体在中间丝杆上移动的同时带动左齿圈、右齿圈沿轴向方向移动，实现行星滚柱丝杠的平稳传动。

较佳地，所述抱紧构件为弹簧体，所述弹簧体缠绕于所述左齿圈和所述右齿圈的外周面上。

较佳地，所述抱紧构件为夹紧体，所述夹紧体压紧抵靠于所述左齿圈和所述右齿圈的外表面的两端。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明的积极进步效果在于：

本发明的行星滚柱丝杠，通过抱紧构件使得多个滚柱体与中间丝杆、左齿圈、右齿圈之间紧密啮合，防止牙面之间间隙的产生，增加牙面之间的摩擦力，有效避免了打滑现象。同时，提高了传动的平稳性，延长了使用寿命。

附图说明

图1为本发明实施例的行星滚柱丝杠的结构示意图。

图2为图1沿A-A向的剖面示意图。

图3为本发明实施例的行星滚柱丝杠的内部结构示意图。

附图标记说明：

中间丝杆1

滚柱体2

第一外螺纹部21

第二外螺纹部22

左齿圈3

第一缝隙31

凹槽32

右齿圈4

抱紧构件5

第一抱紧部件51

第二抱紧部件52

滚柱体支架6

安装槽61

套筒62

端盖63

第一滚珠体7

第二滚珠体8

具体实施方式

下面通过实施例的方式并结合附图来更清楚完整地说明本发明，但并不因此将本发明限制在的实施例范围之中。

如图1、图2和图3所示，本发明实施例的行星滚柱丝杠包括中间丝杆1、多个滚柱体2、左齿圈3、右齿圈4和抱紧构件5，多个滚柱体2均绕设在中间丝杆1的外圆周上，且多个滚柱体2均与中间丝杆1相啮合，左齿圈3套设于多个滚柱体2。中间丝杆1可以作为输入端或者输出端，中间丝杆1在旋转时，将会带动多个滚柱体2随同一起做旋转运动。

左齿圈3上开设有第一缝隙31，第一缝隙31贯穿左齿圈3沿中间丝杆1的轴向方向的两侧，右齿圈4套设于多个滚柱体2，右齿圈4上开设有第二缝隙，第二缝隙贯穿右齿圈4沿中间丝杆1的轴向方向的两侧，抱紧构件5抵靠于左齿圈3和右齿圈4的外表面上并对左齿圈3和右齿圈4的外表面施加向中间丝杆1的方向的作用力。通过抱紧构件5施加作用力在左齿圈3的外表面上，使得左齿圈3上的第一缝隙31的开裂变小，同时，通过抱紧构件5施加作用力在右齿圈4的外表面上，使得右齿圈4上的第二缝隙的开裂也变小，从而实现多个滚柱体2与中间丝杆1、左齿圈3、右齿圈4之间紧密啮合，防止牙面之间间隙的产生，增加牙面之间的摩擦力，有效避免了打滑现象。同时，结构更加紧凑。

左齿圈3与右齿圈4之间具有间隙。通过左齿圈3与右齿圈4分体式设计，结构简单，制作方便，便于维护和更换。同时，多个滚柱体2在做旋转运动时，将会带动左齿圈3、右齿圈4和抱紧构件5一同做旋转运动，使得多个滚柱体2、左齿圈3、右齿圈4和抱紧构件5沿中间丝杆1的轴向方向移动，由于左齿圈3与右齿圈4之间具有间隙，使得左齿圈3与多个滚柱体2之间的啮合、右齿圈4与多个滚柱体2之间的啮合相互不受干扰，进一步实现左齿圈3和右齿圈4的牙面与滚柱体2的牙面紧密贴合，进一步提高了行星滚柱丝杠传动的平稳性，延长了使用寿命。

抱紧构件5可以为弹簧体，弹簧体缠绕于左齿圈3和右齿圈4的外周面上，弹簧体可为螺旋弹簧抱紧式、碟形弹簧压紧式。抱紧构件5为夹紧体，夹紧体压紧抵靠于左齿圈3和右齿圈4的外表面的两端，夹紧体可为V形结构压紧式。左齿圈3、右齿圈4可以为分体式，可沿周向方向开分裂开，即多个弧形结构组成，左齿圈3、右齿圈4优选为一体式。

抱紧构件5可以包括有第一抱紧部件51和第二抱紧部件52，第一抱紧部件51抵靠于左齿圈3的外表面上，第二抱紧部件52抵靠于左齿圈3的外表面上，第一抱紧部件51和第二抱紧部件52之间具有间隙。抱紧构件5采用分体式结构，第一抱紧部件51对左齿圈3施加作用力，而不会对右齿圈4产生接触并影响到右齿圈4，同时，第二抱紧部件52对右齿圈4施加作用力，并不会对左齿圈3产生接触并影响到左齿圈3，进一步提高了行星滚柱丝杠传动的平稳性，延长了使用寿命。

行星滚柱丝杠还可以包括有滚柱体支架6，滚柱体支架6套设于中间丝杆1上，多个滚柱体2均位于滚柱体支架6内，且多个滚柱体2均可转动地连接于滚柱体支架6。滚柱体支架6用于保持多个滚柱体2相互不接触，且便于多个滚柱体2的装配。多个滚柱体2沿中间丝杆1的轴向方向分布在中间丝杆1的外周面上，并安装在滚柱体支架6上。滚柱体2的个数可以为3-12个，优选于6个。

滚柱体支架6可以包括有套筒62和两个端盖63，滚柱体2的两端分别可转动地连接于两个端盖63，两个端盖63分别连接于套筒62的两端，套筒62与两个端盖63之间形成有容置腔，抱紧构件5、左齿圈3、右齿圈4和多个滚柱体2均位于容置腔内。将抱紧构件5、左齿圈3、右齿圈4和多个滚柱体2都设置在容置腔内，有效避免了外部的干扰，进一步提高了行星滚柱丝杠传动的平稳性，延长了行星滚柱丝杠的使用寿命。

行星滚柱丝杠在使用时，滚柱体支架6可以作为输出端或者输入端，滚柱体支架6始终保持只沿中间丝杆1的轴向方向移动而不会产生旋转。当行星滚柱丝杠在不使用的状态时，中间丝杆1在受到外部作用力并产生轻微旋转时，为了防止滚柱体支架6产生移动。抱紧构件5可以压设于套筒62和左齿圈3、右齿圈4之间。通过将抱紧构件5压设在套筒62和左齿圈3、右齿圈4之间，中间丝杆1即便受到产生轻微旋转移动，由于在套筒62与抱紧构件5之间的摩擦力的作用下，左齿圈3、右齿圈4和抱紧构件5也不会产生旋转运动，从而实现行星滚柱丝杠具有自锁功能，提高了行星滚柱丝杠的安全稳定性。

滚柱体支架6沿中间丝杆1的轴向方向可以开设有一贯穿孔，中间丝杆1穿过贯穿孔，滚柱体支架6的内周面的两端开设有多个安装槽61，安装槽61与贯穿孔相连通，滚柱体2的两端分别位于安装槽61内并能在安装槽61内转动。行星滚柱丝杠在装配时，多个滚柱体2通过贯穿孔的空间放入至滚柱体支架6内并安装设置在安装槽61内，之后再将中间丝杆1穿过贯穿孔并与多个滚柱体2相啮合，提高了行星滚柱丝杠的装配效率，且保证了行星滚柱丝杠的啮合刚性。其中，多个安装槽61分别开设在两个端盖63上，安装槽61的形状为非全封闭的腰型孔，腰型孔的直径匹配滚柱体2两端头的直径。

行星滚柱丝杠在使用时，中间丝杆1的旋转将会带动多个滚柱体2、左齿圈3和右齿圈4的旋转运动，同时，将会带着左齿圈3、右齿圈4和滚柱体支架6沿中间丝杆1的轴向方向移动，为了达到避免滚柱体支架6产生周向旋转。左齿圈3与端盖63之间相对侧面均对应开设有若干个第一滚体沟道，两个对应开设的第一滚体沟道之间设有第一滚珠体7，两个对应开设的第一滚体沟道与第一滚珠体7之间的配合作用并形成为滚珠轴承，使得滚柱体支架6只能承受左齿圈3在轴向方向上的推力。同时，右齿圈4与端盖63之间相对侧面均对应开设有若干个第二滚体沟道，两个对应开设的第二滚体沟道之间设有第二滚珠体8。两个对应开设的第二滚体沟道与第二滚珠体8之间的配合作用并也形成为滚珠轴承，使得滚柱体支架6只能承受右齿圈4在轴向方向上的推力，确定和保持左齿圈3、右齿圈4与滚柱体支架6之间的轴向相互位置，提高了行星滚柱丝杠传动的平稳性。

当然，也可以不在左齿圈3、右齿圈4与滚柱体支架6上开设滚体沟道和只保留其滚动体部分，而直接将推力轴承安装设置在左齿圈3、右齿圈4与滚柱体支架6之间。左齿圈3与端盖63之间均可以设有推力轴承(图中未示出)，右齿圈4与端盖63之间也可以设有推力轴承。通过推力轴承使得滚柱体支架6只能承受左齿圈3、右齿圈4在轴向方向上的推力，确定和保持左齿圈3、右齿圈4与滚柱体支架6之间的轴向相互位置，提高了行星滚柱丝杠传动的平稳性。

滚柱体2的外周面上设有若干个第一外螺纹部21和至少一个第二外螺纹部22，左齿圈3和右齿圈4均设有至少一个内螺纹部，内螺纹部与第一外螺纹部21相对设置，内螺纹部与第一外螺纹部21相啮合，且内螺纹部和第一外螺纹部21的螺纹形状均呈环形齿螺纹；第二外螺纹部22沿中间丝杆1的径向方向向外延伸出第一外螺纹部21的齿面，第二外螺纹部22与中间丝杆1相啮合，且第二外螺纹部22的螺纹形状呈环形齿螺纹，中间丝杆1外周面的螺纹形状呈螺旋齿螺纹；左齿圈3的内周面上可以设有至少一个凹槽32，当然，右齿圈4的内周面上也可以设有至少一个凹槽32，凹槽32与第二外螺纹部22相对设置，凹槽32沿中间丝杆1的径向方向向内凹陷，且第二外螺纹部22插入凹槽32内。

滚柱体2在旋转运动时，第二外螺纹部22延伸出第一外螺纹部21的齿面并与中间丝杆1的外周面上的螺纹相啮合，而第一外螺纹部21未与中间丝杆1的外周面上的螺纹相啮合，通过第二外螺纹部22使得滚柱体2在中间丝杆1上沿轴向方向移动，由于第二外螺纹部22位于凹槽32内，第二外螺纹部22的旋转将不会对左齿圈3、右齿圈4的内周面产生摩擦作用，使得滚柱体2在中间丝杆1上移动的同时带动左齿圈3、右齿圈4沿轴向方向移动，实现行星滚柱丝杠的平稳传动。优选地，第一外螺纹部21的数量为两个，第二外螺纹部22的数量为一个，两个第一外螺纹部21分别位于第二外螺纹部22的两端。中间丝杆1、多个滚柱体2、左齿圈3和右齿圈4的牙形均为锐角，锐角的角度为30度至90度，且牙形的锐角相互匹配。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种行星滚柱丝杠，其特征在于，其包括：

中间丝杆；

多个滚柱体，多个所述滚柱体均绕设在所述中间丝杆的外圆周上，且多个所述滚柱体均与所述中间丝杆相啮合；

左齿圈，所述左齿圈套设于多个所述滚柱体，所述左齿圈上开设有第一缝隙，所述第一缝隙贯穿所述左齿圈沿所述中间丝杆的轴向方向的两侧；

右齿圈，所述右齿圈套设于多个所述滚柱体，且所述左齿圈与所述右齿圈之间具有间隙，所述右齿圈上开设有第二缝隙，所述第二缝隙贯穿所述右齿圈沿所述中间丝杆的轴向方向的两侧；

抱紧构件，所述抱紧构件抵靠于所述左齿圈和所述右齿圈的外表面上并对所述左齿圈和所述右齿圈的外表面施加向所述中间丝杆的方向的作用力。

2.如权利要求1所述的行星滚柱丝杠，其特征在于，所述抱紧构件包括有第一抱紧部件和第二抱紧部件，所述第一抱紧部件抵靠于所述左齿圈的外表面上，所述第二抱紧部件抵靠于所述左齿圈的外表面上，所述第一抱紧部件和所述第二抱紧部件之间具有间隙。

3.如权利要求1所述的行星滚柱丝杠，其特征在于，所述行星滚柱丝杠还包括有滚柱体支架，所述滚柱体支架套设于所述中间丝杆上，多个所述滚柱体均位于所述滚柱体支架内，且多个所述滚柱体均可转动地连接于所述滚柱体支架。

4.如权利要求3所述的行星滚柱丝杠，其特征在于，所述滚柱体支架沿所述中间丝杆的轴向方向开设有一贯穿孔，所述中间丝杆穿过所述贯穿孔，所述滚柱体支架的内周面的两端开设有多个安装槽，所述安装槽与所述贯穿孔相连通，所述滚柱体的两端分别位于所述安装槽内并能在所述安装槽内转动。

5.如权利要求3所述的行星滚柱丝杠，其特征在于，所述滚柱体支架包括有套筒和两个端盖，所述滚柱体的两端分别可转动地连接于两个所述端盖，两个所述端盖分别连接于所述套筒的两端，所述套筒与两个所述端盖之间形成有容置腔，所述抱紧构件、所述左齿圈、所述右齿圈和多个所述滚柱体均位于所述容置腔内，且所述抱紧构件压设于所述套筒和所述左齿圈、所述右齿圈之间。

6.如权利要求5所述的行星滚柱丝杠，其特征在于，所述左齿圈与所述端盖之间、所述右齿圈与所述端盖之间均设有推力轴承。

7.如权利要求5所述的行星滚柱丝杠，其特征在于，所述左齿圈与所述端盖之间相对侧面均对应开设有若干个第一滚体沟道，两个对应开设的所述第一滚体沟道之间设有第一滚珠体；

所述右齿圈与所述端盖之间相对侧面均对应开设有若干个第二滚体沟道，两个对应开设的所述第二滚体沟道之间设有第二滚珠体。

8.如权利要求1所述的行星滚柱丝杠，其特征在于，所述滚柱体的外周面上设有：

若干个第一外螺纹部，所述左齿圈和所述右齿圈均设有至少一个内螺纹部，所述内螺纹部与所述第一外螺纹部相对设置，所述内螺纹部与所述第一外螺纹部相啮合，且所述内螺纹部和所述第一外螺纹部的螺纹形状均呈环形齿螺纹；

至少一个第二外螺纹部，所述第二外螺纹部沿所述中间丝杆的径向方向向外延伸出所述第一外螺纹部的齿面，所述第二外螺纹部与所述中间丝杆相啮合，且所述第二外螺纹部的螺纹形状呈环形齿螺纹，所述中间丝杆外周面的螺纹形状呈螺旋齿螺纹；

所述左齿圈和/或所述右齿圈的内周面上设有至少一个凹槽，所述凹槽与所述第二外螺纹部相对设置，所述凹槽沿所述中间丝杆的径向方向向内凹陷，且所述第二外螺纹部插入所述凹槽内。

9.如权利要求1所述的行星滚柱丝杠，其特征在于，所述抱紧构件为弹簧体，所述弹簧体缠绕于所述左齿圈和所述右齿圈的外周面上。

10.如权利要求1所述的行星滚柱丝杠，其特征在于，所述抱紧构件为夹紧体，所述夹紧体压紧抵靠于所述左齿圈和所述右齿圈的外表面的两端。