CN110273992A - 滚珠螺母旋转组件及其安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种滚珠螺母旋转组件，包括滚珠螺杆、滚珠螺母、伺服电机、旋转螺母主动带轮、旋转螺母同步带轮和旋转螺母同步带，伺服电机驱动旋转螺母主动带轮主动转动，旋转螺母主动带轮通过旋转螺母同步带带动旋转螺母同步带轮同步转动，还包括滚珠螺杆固定座、角接触球轴承和螺母旋转轴，滚珠螺杆与滚珠螺杆固定座固定连接，滚珠螺母套设在滚珠螺杆上与滚珠螺杆转动连接，可相对于滚珠螺杆的中心轴旋转；角接触球轴承设置在螺母旋转轴上，角接触球轴承的支撑点与滚珠螺母的旋转受力点，位于同一中轴线上；螺母旋转轴套设在滚珠螺母上，分别与滚珠螺母和旋转螺母同步带轮固定连接；本发明稳定性强，结构刚性强，能使机械传动实现直线运动。

Description

滚珠螺母旋转组件及其安装方法

技术领域

本发明涉及机械设计技术领域，尤其涉及一种滚珠螺母旋转组件以及安装方法。

背景技术

滚珠螺母组件，由滚珠螺母、钢球、循环机构和附件所构成的组件。

现有的滚珠螺母组件，多采用螺杆转动，螺母固定的方式进行运动，容易使滚珠螺母组件上的其他零部件出现滑动，松懈等问题，且滚珠螺母组件转动时，轴承一般与螺杆同步且在同一平面内转动，导致运动不稳定，且组件的整体刚性较差，存在诸多缺陷。

因此，如何针对上述现有技术所存在的缺点进行研发改良，实为相关业界所需努力研发的目标，本发明设计人有鉴于此，乃思及创作的意念，遂以多年的经验加以设计，经多方探讨并试作样品试验，及多次修正改良，乃推出本发明。

例如申请号为：201320285336.8的中国专利公开了一种球头滚珠螺母组件，包括螺母(4)，其特征在于一端设有滚珠固定孔，一端为螺纹孔，还包括内嵌于螺母(4)的球头滚珠(1)，所述球头滚珠(1)露出螺母(4)的端头，所述球头滚珠(1)通过堵头进行固定，堵头(3)和球头滚珠(1)之间形成间隙配合，该申请通过将球头滚珠固定在螺母内，将一般螺母与其他零件接触面之间的滑动摩擦改进为滚动摩擦，提高运动效率，又能起到紧固零部件的目的，设计巧妙，构思新颖，使用、安装方便，但是该申请无法实现螺杆固定且螺母转动的工作。

再例如申请号为：201520172034.9的中国专利公开了一种基于行星滚柱丝杠副与滚珠丝杠副组合的旋转输出装置，其特征在于：包括电机(7)、传动单元、工作旋转部件(13)、支撑座(8)、中间轴(20)、行星滚柱螺母组件(2)和滚珠螺母组件(12)；所述中间轴(20)穿过支撑座(8)，中间轴(20)的两端分别加工有行星滚柱丝杠(1)和滚珠丝杠(10)，所述的行星滚柱螺母组件(2)设置在行星滚柱丝杠(1)上，所述的滚珠螺母组件(12)设置在滚珠丝杠(10)上，所述的电机(7)通过传动单元带动行星滚柱螺母组件(2)旋转，所述的工作旋转部件(13)固联在滚珠螺母组件(12)上，所述的中间轴(20)和支撑座(8)之间设置有导向键(9)；该申请结构紧凑，安装空间小，可靠性高，但是该申请的运行稳定性较差，且组件的整体刚性较弱。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于上述技术问题，本发明提供了一种能把旋转运动转换成直线运动，运动的稳定性好，结构的刚性强，传动效率高的滚珠螺母旋转组件及其安装方法。

(二)技术方案

本发明提供了一种滚珠螺母旋转组件，包括滚珠螺杆、滚珠螺母、伺服电机、旋转螺母主动带轮、旋转螺母同步带轮和旋转螺母同步带，所述伺服电机驱动所述旋转螺母主动带轮主动转动，所述旋转螺母主动带轮通过所述旋转螺母同步带带动所述旋转螺母同步带轮同步转动，还包括滚珠螺杆固定座、角接触球轴承和螺母旋转轴，所述滚珠螺杆与所述滚珠螺杆固定座固定连接，

所述滚珠螺母，套设在所述滚珠螺杆上，与所述滚珠螺杆转动连接，可相对于所述滚珠螺杆的中心轴旋转；

所述角接触球轴承，设置在所述螺母旋转轴上，所述角接触球轴承的支撑点与所述滚珠螺母的旋转受力点，位于同一中轴线上；

所述螺母旋转轴，套设在所述滚珠螺母上，分别与所述滚珠螺母和所述旋转螺母同步带轮固定连接。

在本发明的一些实施例中，所述角接触球轴承与所述螺母旋转轴相连接的两端分别设有第一唇形密封圈和两个圆螺母。

在本发明的一些实施例中，所述圆螺母之间设有圆螺母止动垫圈，所述圆螺母止动垫圈与所述圆螺母的接触面上均设有耐磨层。

在本发明的一些实施例中，所述角接触球轴承的外径上设有螺母轴承座，所述螺母轴承座远离所述旋转螺母同步带轮依次设有螺母轴承压盖和轴承端护套连接罩。

在本发明的一些实施例中，所述螺母轴承座与所述螺母轴承压盖之间、所述螺母轴承压盖一端与所述轴承端护套连接罩之间均固定连接，所述螺母轴承压盖靠近所述螺母轴承座一侧设有弹性防滑垫。

在本发明的一些实施例中，所述螺母轴承压盖套设在所述圆螺母与所述圆螺母止动垫圈上，所述螺母轴承压盖内还设有第三唇形密封圈和第二唇形密封圈，所述圆螺母与所述轴承端护套连接罩之间，所述螺母轴承压盖的内壁与所述圆螺母、所述圆螺母止动垫圈、所述第三唇形密封圈和所述第二唇形密封圈均为滑动连接。

在本发明的一些实施例中，所述唇形第三唇形密封圈设有两个，第二唇形密封圈设有一个，所述第三唇形密封圈和第二唇型密封圈内径与相对应的所述螺母旋转轴外径过盈配合连接。

在本发明的一些实施例中，所述旋转螺母主动带轮的中心设有胀套体，所述旋转螺母主动带轮与所述胀套体过盈配合连接。

在本发明的一些实施例中，所述旋转螺母主动带轮、所述旋转螺母同步带轮和所述旋转螺母同步带的外侧设有带轮端护套保护罩，还设有伺服电机安装板和安装座连接板，所述伺服电机安装板连接所述伺服电机与所述螺母旋转轴，所述安装座连接板分别与所述伺服电机和所述螺母轴承座固定连接。

在本发明的一些实施例中，滚珠螺母旋转组件的安装方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1、将滚珠螺杆(14)、滚珠螺母(8)、滚珠螺杆固定座(1)、角接触球轴承(3)以及螺母旋转轴(11)的零件尺寸进行精度测量，测量后进行装配；所述角接触球轴承(3)壳体内填充润滑脂；

步骤2、将滚珠螺母旋转组件选用匹配的螺钉或垫圈与X轴滑台连接，X轴滑台在滚珠螺杆两端和中间位置均能自由运动；

步骤3、将滚珠螺母旋转组件和滚珠螺杆固定座一起配作锥销孔并安装锥销；把X轴滑台和安装座连接板一起配作锥销孔并安装锥销。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本发明至少具有以下有益效果其中之一：

(1)本发明提供的滚珠螺母旋转组件，通过设置的固定不动的滚珠螺杆和能够旋转的滚珠螺母，可以把与滚珠螺母旋转组件配套的设备的运动由旋转运动转成直线运动，安全性能更高；

(2)本发明提供的滚珠螺母旋转组件，通过将角接触球轴承的支撑点与滚珠螺母的旋转受力点重合设置，不仅可以提高机械装备运动的稳定性，还能提高组件的结构刚性；

(3)本发明提供的滚珠螺母旋转组件，通过在旋转螺母主动带轮的中心设置的胀套体，不仅能防止旋转螺母主动带轮的滑动，松动，还能提高转动精度，增加传动效率；

(4)本发明提供的滚珠螺母旋转组件，结构简单，安全性高，稳定性强，结构刚性强，能使机械传动实现直线运动，且传动效率较高。

(5)本发明提供的滚珠螺母旋转组件装配方法，组装拆卸简便，使用灵活，无卡涩现象，维修方便。

(6)本发明提供的滚珠螺母旋转组件装配方法，所述角接触球轴承壳体内填充润滑脂，可以起到润滑的作用，安装便捷，提高效率，节省人工成本。

附图说明

图1为本发明滚珠螺母旋转组件的剖面结构示意图；

图2为本发明滚珠螺母旋转组件的局部立体拆分结构示意图；

图3为本发明珠螺母旋转组件的螺母旋转轴的立体结构示意图。

【本发明主要元件符号说明】

1、滚珠螺杆固定座； 2、带轮端护套保护罩； 3、角接触球轴承；

4、第一唇形密封圈； 5、螺母轴承座； 6、圆螺母；

7、圆螺母止动垫圈； 8、滚珠螺母； 9、第三唇形密封圈；

10、第二唇形密封圈； 11、螺母旋转轴； 12、螺母轴承压盖；

13、轴承端护套连接罩； 14、滚珠螺杆； 15、螺杆护套；

16、旋转螺母同步带轮； 17、伺服电机； 18、安装座连接板；

19、伺服电机安装板； 20、旋转螺母主动带轮； 21、胀套体；

22、旋转螺母同步带。

具体实施方式

本发明提供了一种结构简单，安全性高，稳定性强，结构刚性强，能使机械传动实现直线运动，且传动效率较高的滚珠螺母旋转组件。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

在本发明的一个示例性实施例中，提供了一种滚珠螺母旋转组件。如图1至图3所示，本发明包括滚珠螺杆14、滚珠螺母8、伺服电机17、旋转螺母主动带轮20、旋转螺母同步带轮16和旋转螺母同步带22，所述伺服电机17驱动所述旋转螺母主动带轮20主动转动，所述旋转螺母主动带轮20通过所述旋转螺母同步带22带动所述旋转螺母同步带轮16同步转动，还包括滚珠螺杆固定座1、角接触球轴承3和螺母旋转轴11，所述滚珠螺杆14与所述滚珠螺杆固定座1固定连接，

所述滚珠螺母8，套设在所述滚珠螺杆14上，与所述滚珠螺杆14转动连接，可相对于所述滚珠螺杆14的中心轴旋转；

所述角接触球轴承3，设置在所述螺母旋转轴11上，所述角接触球轴承3的支撑点与所述滚珠螺母8的旋转受力点，位于同一中轴线上；

所述螺母旋转轴11，套设在所述滚珠螺母8上，分别与所述滚珠螺母8和所述旋转螺母同步带轮16固定连接；本发明通过设置的固定不动的滚珠螺杆14和能够旋转的滚珠螺母8，可以把与滚珠螺母旋转组件配套的设备的运动由旋转运动转成直线运动，安全性能更高；通过将角接触球轴承3的支撑点与滚珠螺母8的旋转受力点重合设置，不仅可以提高机械装备运动的稳定性，还能提高组件的结构刚性。

以下分别对本实施例的各个组成部分进行详细描述：

具体的，滚珠螺杆14远离滚珠螺杆固定座1的一端部还设有螺杆护套15。

具体的，在本发明的此实施例中，如图1所示，所述角接触球轴承3与所述螺母旋转轴11相连接的两端分别设有第一唇形密封圈4和两个圆螺母6，所述圆螺母6之间设有圆螺母止动垫圈7，所述圆螺母止动垫圈7与所述圆螺母6的接触面上均设有耐磨层。

具体的，第一唇型密封圈4设置角接触球轴承3与螺母旋转轴11之间，不仅能防止角接触球轴承3的滑动，还能防止灰尘等的进入，设置的耐磨层不仅能减小圆螺母止动垫圈7与圆螺母6因长时间工作而产生的摩损，而且还能防止因磨损产生的松动。

具体的，在本发明的此实施例中，如图1和图2所示，所述角接触球轴承3的外径上设有螺母轴承座5，所述螺母轴承座5远离所述旋转螺母同步带轮16依次设有螺母轴承压盖12和轴承端护套连接罩13；所述螺母轴承座5与所述螺母轴承压盖12之间、所述螺母轴承压盖12一端与所述轴承端护套连接罩13之间均固定连接，所述螺母轴承压盖12靠近所述螺母轴承座5一侧设有弹性防滑垫；所述螺母轴承压盖12套设在所述圆螺母6与所述圆螺母止动垫圈7上，所述螺母轴承压盖12内还设有第三唇形密封圈9和第二唇形密封圈10，所述圆螺母6与所述轴承端护套连接罩13之间，所述螺母轴承压盖12的内壁与所述圆螺母6、所述圆螺母止动垫圈7、所述第三唇形密封圈9和所述第二唇形密封圈10均为滑动连接；所述唇形第三唇形密封圈9设有两个，第二唇形密封圈10设有一个，所述第三唇形密封圈9和第二唇型密封圈10内径与相对应的所述螺母旋转轴11外径过盈配合连接。

具体的，两圆螺母6设置在角接触球轴承3与第三唇型密封圈9之间，第三唇型密封圈9为B型唇型密封圈，第二唇型密封圈10为FB型唇型密封圈，两个第三唇型密封圈9和一个第二唇型密封圈10，不仅增加了连接的牢固程度，还能防止灰尘等的进入，在螺母轴承压盖12上设置的弹性防滑垫，不仅可以增强螺母轴承压盖12与螺母轴承座5这件连接的牢固程度，还能较小机械损伤，进而增加使用寿命。

具体的，在本发明的此实施例中，如图1和图2所示，所述旋转螺母主动带轮20的中心设有胀套体21，所述旋转螺母主动带轮20与所述胀套体21过盈配合连接；本发明通过在旋转螺母主动带轮20的中心设置的胀套体21，不仅能防止旋转螺母主动带轮20的滑动，松动，还能提高转动精度，增加传动效率。

具体的，在本发明的此实施例中，如图1和图2所示，所述旋转螺母主动带轮20、所述旋转螺母同步带轮16和所述旋转螺母同步带22的外侧设有带轮端护套保护罩2。

具体的，在本发明的此实施例中，如图1和图2所示，还设有伺服电机安装板19和安装座连接板18，所述伺服电机安装板19连接所述伺服电机17与所述螺母旋转轴11，所述安装座连接板18分别与所述伺服电机17和所述螺母轴承座5固定连接。

具体的，本发明的工作原理：本装置通过伺服电机17的驱动作用，带动旋转螺母主动带轮20转动，旋转螺+母主动带轮20在旋转螺母同步带22的作用下带动旋转螺母同步带轮16转动，旋转螺母同步带轮16带动与旋转螺母同步带轮16固定连接的螺母旋转轴11和与螺母旋转轴11固定连接的滚珠螺母8同步转动，再通过角接触球轴承3进行转换，使螺母轴承座5、伺服电机17等，相对滚珠螺母8固定不动，从而形成滚珠螺母8沿滚珠螺杆14作直线运动的工作过程。

具体的，滚珠螺母旋转组件的安装方法，包括如下步骤：

步骤1、将滚珠螺杆14、滚珠螺母8、滚珠螺杆固定座1、角接触球轴承3以及螺母旋转轴11的零件尺寸进行擦拭、擦拭后进行安装尺寸以及精度测量，测量后进行装配；装配时采取加热方式安装轴承，采用加热方式可以使安装更加紧密牢固，所述角接触球轴承3壳体内填充润滑脂；根据装配件的螺纹孔、连接孔选用适当的螺钉、垫圈进行连接、紧固；当同一零件用多件螺钉紧固时，各螺钉需交叉、对称、逐步均匀拧紧；角接触球轴承3、滚珠螺杆14、伺服电机17装好后用手转动应灵活、无卡涩现象；安装现场装配润滑连接件及油管；

步骤2、将滚珠螺母旋转组件选用匹配的螺钉或垫圈与X轴滑台连接，X轴滑台在滚珠螺杆14两端和中间位置均能自由运动；

步骤3、将滚珠螺母旋转组件和滚珠螺杆固定座1一起配作锥销孔并安装锥销；把X轴滑台和安装座连接板18一起配作锥销孔并安装锥销。

至此，已经结合附图对本实施例进行了详细描述。依据以上描述，本领域技术人员应当对本发明有了清楚的认识。

需要说明的是，在附图或说明书正文中，未绘示或描述的实现方式，均为所属技术领域中普通技术人员所知的形式，并未进行详细说明。此外，上述对各元件和方法的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式。

还需要说明的是，本文可提供包含特定值的参数的示范，但这些参数无需确切等于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应值。实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本发明的保护范围。此外，除非特别描述或必须依序发生的步骤，上述步骤的顺序并无限制于以上所列，且可根据所需设计而变化或重新安排。并且上述实施例可基于设计及可靠度的考虑，彼此混合搭配使用或与其他实施例混合搭配使用，即不同实施例中的技术特征可以自由组合形成更多的实施例。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种滚珠螺母旋转组件，包括滚珠螺杆(14)、滚珠螺母(8)、伺服电机(17)、旋转螺母主动带轮(20)、旋转螺母同步带轮(16)和旋转螺母同步带(22)，所述伺服电机(17)驱动所述旋转螺母主动带轮(20)主动转动，所述旋转螺母主动带轮(20)通过所述旋转螺母同步带(22)带动所述旋转螺母同步带轮(16)同步转动，其特征在于：还包括滚珠螺杆固定座(1)、角接触球轴承(3)和螺母旋转轴(11)，所述滚珠螺杆(14)与所述滚珠螺杆固定座(1)固定连接，

所述滚珠螺母(8)，套设在所述滚珠螺杆(14)上，与所述滚珠螺杆(14)转动连接，可相对于所述滚珠螺杆(14)的中心轴旋转；

所述角接触球轴承(3)，设置在所述螺母旋转轴(11)上，所述角接触球轴承(3)的支撑点与所述滚珠螺母(8)的旋转受力点，位于同一中轴线上；

所述螺母旋转轴(11)，套设在所述滚珠螺母(8)上，分别与所述滚珠螺母(8)和所述旋转螺母同步带轮(16)固定连接。

2.根据权利要求1所述的滚珠螺母旋转组件，其特征在于：所述角接触球轴承(3)与所述螺母旋转轴(11)相连接的两端分别设有第一唇形密封圈(4)和两个圆螺母(6)。

3.根据权利要求2所述的滚珠螺母旋转组件，其特征在于：所述圆螺母(6)之间设有圆螺母止动垫圈(7)，所述圆螺母止动垫圈(7)与所述圆螺母(6)的接触面上均设有耐磨层。

4.根据权利要求2所述的滚珠螺母旋转组件，其特征在于：所述角接触球轴承(3)的外径上设有螺母轴承座(5)，所述螺母轴承座(5)远离所述旋转螺母同步带轮(16)依次设有螺母轴承压盖(12)和轴承端护套连接罩(13)。

5.根据权利要求4所述的滚珠螺母旋转组件，其特征在于：所述螺母轴承座(5)与所述螺母轴承压盖(12)之间、所述螺母轴承压盖(12)一端与所述轴承端护套连接罩(13)之间均固定连接，所述螺母轴承压盖(12)靠近所述螺母轴承座(5)一侧设有弹性防滑垫。

6.根据权利要求5所述的滚珠螺母旋转组件，其特征在于：所述螺母轴承压盖(12)套设在所述圆螺母(6)与所述圆螺母止动垫圈(7)上，所述螺母轴承压盖(12)内还设有第三唇形密封圈(9)和第二唇形密封圈(10)，所述圆螺母(6)与所述轴承端护套连接罩(13)之间，所述螺母轴承压盖(12)的内壁与所述圆螺母(6)、所述圆螺母止动垫圈(7)、所述第三唇形密封圈(9)和所述第二唇形密封圈(10)均为滑动连接。

7.根据权利要求6所述的滚珠螺母旋转组件，其特征在于：所述唇形第三唇形密封圈(9)设有两个，第二唇形密封圈(10)设有一个，所述第三唇形密封圈(9)和第二唇型密封圈(10)内径与相对应的所述螺母旋转轴(11)外径过盈配合连接。

8.根据权利要求1所述的滚珠螺母旋转组件，其特征在于：所述旋转螺母主动带轮(20)的中心设有胀套体(21)，所述旋转螺母主动带轮(20)与所述胀套体(21)过盈配合连接。

9.根据权利要求1所述的滚珠螺母旋转组件，其特征在于：所述旋转螺母主动带轮(2())、所述旋转螺母同步带轮(16)和所述旋转螺母同步带(22)的外侧设有带轮端护套保护罩(2)；所述滚珠螺母旋转组件还设有伺服电机安装板(19)和安装座连接板(18)，所述伺服电机安装板(19)连接所述伺服电机(17)与所述螺母旋转轴(11)，所述安装座连接板(18)分别与所述伺服电机(17)和所述螺母轴承座(5)固定连接。

10.根据权利要求1-9任意一项所述的滚珠螺母旋转组件的安装方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1、将滚珠螺杆(14)、滚珠螺母(8)、滚珠螺杆固定座(1)、角接触球轴承(3)以及螺母旋转轴(11)的零件尺寸进行精度测量，测量后进行装配；所述角接触球轴承(3)壳体内填充润滑脂；

步骤2、将滚珠螺母旋转组件选用匹配的螺钉或垫圈与X轴滑台连接，X轴滑台在滚珠螺杆(14)两端和中间位置均能自由运动；

步骤3、将滚珠螺母旋转组件和滚珠螺杆固定座(1)一起配作锥销孔并安装锥销；把X轴滑台和安装座连接板(18)一起配作锥销孔并安装锥销。