CN110513457B - 用于滚珠丝杆螺母副的螺母组件、滚珠丝杆螺母副及机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及在共同作用的零件之间有滚珠、滚柱或类似元件的传动装置领域。用于滚珠丝杆螺母副的螺母组件包括螺母、出油件和弹性件，螺母的内周壁上设有沿螺母的轴线方向螺旋延伸的第一滚珠槽；螺母上设有油腔，油腔与第一滚珠槽通过油道连通，出油件可滑动地设于油道内，出油件将油道封堵，出油件与螺母通过弹性件连接；在弹性件的作用下，出油件部分露出至第一滚珠槽。本发明的螺母组件在用于滚珠丝杆螺母副中时，便于润滑第一滚珠槽中的滚珠，实现滚珠的持续、精准且有效的润滑；并且在滚珠丝杆螺母副不运行时，由于出油珠封堵于油道中，润滑油不容易从油道泄漏，有利于减少润滑油的损失。

Description

用于滚珠丝杆螺母副的螺母组件、滚珠丝杆螺母副及机器人

技术领域

本发明涉及在共同作用的零件之间有滚珠、滚柱或类似元件的传动装置领域，具体是涉及一种用于滚珠丝杆螺母副的螺母组件、滚珠丝杆螺母副及机器人。

背景技术

滚珠丝杆螺母副具有滚珠循环通道，滚珠循环通道由两段组成，其中一段由螺母上的螺旋槽和丝杆上的螺旋槽组成，另一段由回程引导装置(回珠器)形成，滚珠填充在该滚珠循环通道中；当丝杆与螺母相对运动时，滚珠在滚珠循环通道中循环滚动，以减少传动摩擦，滚珠丝杆螺母副的具体结构原理可以参考百度百科中“滚珠丝杆螺母副”词条的相关介绍。

然而，在滚珠丝杆螺母副运行过程，滚珠与滚珠循环通道的壁面之间仍然会产生摩擦，虽然可以通过定期涂覆润滑油的方式降低滚珠丝杆螺母副运行的摩擦，但一方面，定期涂覆润滑油的方式不能准确对滚珠进行润滑，不能对各滚珠施加同等有效的润滑，并且容易造成润滑油浪费，另一方面，定期涂覆润滑油的方式不能持续为滚珠提供润滑，不能保证对滚珠实施持续有效的润滑。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种便于为各滚珠实施持续精准有效润滑的用于滚珠丝杆螺母副的螺母组件。

为了实现上述目的，本发明提供的用于滚珠丝杆螺母副的螺母组件，螺母组件包括螺母、出油件和弹性件，螺母的内周壁上设有沿螺母的轴线方向螺旋延伸的第一滚珠槽；螺母上设有油腔，油腔与第一滚珠槽通过油道连通，出油件可滑动地设于油道内，出油件与螺母通过弹性件连接；在弹性件的作用下，出油件部分露出至第一滚珠槽；在滚珠丝杆螺母副运行时，出油件在油道中往复运动以将油道中的润滑油带至第一滚珠槽中；在滚珠丝杆螺母副不运行时，出油件封堵于油道中。

由上可见，本发明通过对螺母组件的结构设计，使得本发明的螺母组件在用于滚珠丝杆螺母副中时，滚珠丝杆螺母副运行使得出油件在油道中往复运动以将油道中的润滑油带至第一滚珠槽中，便于润滑第一滚珠槽中的滚珠，实现滚珠的持续、精准且有效的润滑；并且在滚珠丝杆螺母副不运行时，由于出油件封堵于油道中，润滑油不容易从油道泄漏，有利于减少润滑油的损失。

一个优选的方案是，油腔设有至少两个，各油腔沿螺母的周向阵列分布，各油腔均对应设置有油道、出油件及弹性件。

由上可见，这样有利于提升螺母组件转动的稳定性。

另一个优选的方案是，螺母组件还包括透视件，螺母上还设有透视窗口，透视窗口从螺母外贯通至油腔，透视件封堵透视窗口。

由上可见，这样便于用户通过透视窗口观察油腔中润滑油的剩余情况。

再一个优选的方案是，螺母组件还包括油口塞，螺母的轴线方向沿竖直方向，油腔位于螺母的顶部，螺母的顶部端面上还设有加油口，加油口从螺母的顶部端面贯通至油腔，油口塞可拆卸地连接于螺母上，油口塞封堵加油口。

又一个优选的方案是，出油件为球状体。

由上可见，这样在滚珠经过出油件时，出油件更加容易在滚珠的挤压下回缩，有利于滚珠顺畅地经过出油件。

又一个优选的方案是，出油件为柱状体，柱状体的长度方向沿油道的延伸方向。

又一个优选的方案是，弹性件为压簧，压簧的一端抵接于出油件的背向第一滚珠槽的一侧，压簧的另一端抵接于螺母上。

又一个优选的方案是，油道的位于第一滚珠槽一端的开口处具有限位部，限位部限制出油件完全滑出油道。

由上可见，在滚珠不与出油件抵接时，出油件抵接于限位部与弹性件之间，限位部有利于使出油件露出至第一滚珠槽中的程度稳定，避免出现漏油和出油速率达不到设定速率的现象；并且，这样也有利于加大弹性件的预紧力，使得滚珠经过出油件后，弹性件能够及时将出油件压回原位，有利于顺利实现出油件往复运动出油。

又一个优选的方案是，出油件具有头部，头部露出于第一滚珠槽中，沿油道从第一滚珠槽至油腔的方向，头部的截面轮廓尺寸逐渐增大；沿第一滚珠槽的螺旋延伸方向，头部的表面从前至后均为光滑弧面。

由上可见，这样在滚珠经过出油件时，出油件更加容易在滚珠的挤压下回缩，有利于滚珠顺畅地经过出油件。

还一个优选的方案是，螺母上开设有出油孔，出油孔连通油腔与第一滚珠槽；出油孔为油道，或，螺母组件还包括内套筒，内套筒嵌于出油孔中，内套筒的筒腔为油道。

由上可见，内套筒的设置，使得在储油孔只需设置为各处截面尺寸相等的通孔，而无需考虑为出油孔加工限位部，有利于降低螺母的加工难度。

本发明的目的之二是提供一种便于为各滚珠实施持续精准有效润滑的滚珠丝杆螺母副。

为了实现上述目的，本发明提供的滚珠丝杆螺母副包括滚珠、丝杆和前述的螺母组件，丝杆的外周壁上设有沿丝杆的轴线方向螺旋延伸的第二滚珠槽，螺母套于丝杆上，第一滚珠槽与第二滚珠槽组成滚珠丝杆螺母副中滚珠循环通道的螺旋段，滚珠填充于滚珠循环通道中。

由上可见，本发明的滚珠丝杆螺母副由于采用前述的螺母组件，使得在滚珠丝杆螺母副运行时，出油件在油道中往复运动以将油道中的润滑油带至第一滚珠槽中，便于润滑第一滚珠槽中的滚珠，实现滚珠的持续、精准且有效的润滑；并且在滚珠丝杆螺母副不运行时，由于出油件封堵于油道中，润滑油不容易从油道泄漏，有利于减少润滑油的损失。

本发明的目的之三是提供一种便于为滚珠丝杆螺母副中各滚珠实施持续精准有效润滑的机器人。

为了实现上述目的，本发明提供的机器人包括前述的滚珠丝杆螺母副。

由上可见，本发明的机器人由于采用前述的滚珠丝杆螺母副，使得在滚珠丝杆螺母副运行时，出油件在油道中往复运动以将油道中的润滑油带至第一滚珠槽中，便于润滑第一滚珠槽中的滚珠，实现滚珠的持续、精准且有效的润滑；并且在滚珠丝杆螺母副不运行时，由于出油件封堵于油道中，润滑油不容易从油道泄漏，有利于减少润滑油的损失。

附图说明

图1是本发明滚珠丝杆螺母副实施例一的局部剖视图；

图2是本发明螺母组件实施例一的局部剖视图；

图3是图2中A处的局部放大图；

图4是本发明螺母组件实施例一中螺母的局部剖视图；

图5是本法明螺母组件实施例二的内套筒部分的局部放大图。

具体实施方式

用于滚珠丝杆螺母副的螺母组件、滚珠丝杆螺母副及机器人实施例一：

本实施例的机器人例如为工业机器人，工业机器人采用本实施例的滚珠丝杆螺母副作为传动部件。

请参照图1，本实施例的滚珠丝杆螺母副包括滚珠1、丝杆2和本实施例的螺母组件3，螺母组件3包括螺母31、出油珠32、螺旋压簧33、油口塞34和透视件35，螺母31套于丝杆2上，滚珠丝杆螺母副具有滚珠循环通道，滚珠1填充于滚珠循环通道内，滚珠循环通道包括螺旋段和回珠段，其中回珠段由回程引导装置形成，回程引导装置可以是额外设置的导管类结构，回程引导装置也可以是开设于螺母31上的回珠通道，滚珠循环通道的具体结构可以参考现有技术的相关设置，这里不作赘述。本实施例的滚珠丝杆螺母副中，不论螺母组件3转动还是丝杆2转动，都能持续、准确、有效地实现滚珠1与滚珠循环通道侧壁之间的良好润滑。

请参照图1及图2，螺母31的内周壁上设有沿螺母31轴线方向螺旋延伸的第一滚珠槽312，丝杆2的外周壁上设有沿丝杆2轴线方向螺旋延伸的第二滚珠槽21，第一滚珠槽312与第二滚珠槽21相合形成滚珠循环通道的螺旋段。

图1所示的方向上，丝杆2的轴线方向及螺母31的轴线方向均沿竖直方向。

请参照图1至图4，螺母31上开设有油腔311、加油口314、透视窗口315和出油孔313，出油孔313连通油腔311与滚珠循环通道的螺旋段，螺旋压簧33设于出油孔313中，螺旋压簧33的轴线方向沿出油孔313的延伸方向，出油珠32为球状体，出油珠32可滑动地设于出油孔313中，沿出油孔313的延伸方向，螺旋压簧33连接于出油珠32的背向第一滚珠槽312的一侧，例如螺旋压簧33与出油珠32焊接或者抵接，螺旋压簧33的远离出油珠32的一端连接于螺母31上，例如螺旋压簧33的远离出油珠32的一端与螺母31焊接或者抵接，出油珠32部分露出至螺旋段中，出油珠32将出油孔313封堵。在使用本实施例的滚珠丝杆螺母副时，油腔311中填充有润滑油，润滑油顺着出油孔313到达出油珠32处，随着丝杆2与螺母31的相对运动，滚珠1也在滚珠循环通道内循环运动，在滚珠1经过出油珠32时滚珠1将出油珠32挤压回出油孔313中，此时螺旋压簧33被压缩，在滚珠1通过出油珠32后出油珠32在螺旋压簧33的作用下回位(部分露出至第一滚珠槽312中)，这样随着滚珠的持续运动，使得出油珠32在出油孔313中不停地往复滑动，出油珠32往复滑动将润滑油从出油孔313中带出至滚珠1与螺旋段的侧壁之间，实现对滚珠1的润滑。

本实施例中，润滑油只在滚珠丝杆螺母副运行时通过出油珠32的往复滑动缓慢带出，并且通过出油珠32带出的润滑油均直接带出至螺旋段，带出至螺旋段的润滑油直接作用于滚珠1与滚珠循环通道的侧壁之间，使得滚珠丝杆螺母副在运行时能得到够持续、有效、精准的润滑；并且在滚珠丝杆螺母副不运行时，由于出油珠32封堵于出油孔313中，润滑油不容易从出油孔313泄漏，有利于减少润滑油的损失。

优选地，请参照图1至图4，出油孔313连通至油腔311的侧壁底部，这样油腔311中的润滑油均能通过出油孔313流出，更有选地，沿出油孔313的延伸方向从油腔311至螺旋段，出油孔313向下倾斜，这样更有利于润滑油油腔311通过出油孔313引出至螺旋段。

请参照图1至图4，油腔311位于螺母31的顶部，加油口314开设于螺母31的顶部端面上，加油口314从螺母31的顶部端面贯通至油腔311中，油口塞34可拆卸地连接于螺母31上，油口塞34封堵加油口314。润滑油进入到第一滚珠槽312中后容易在重力作用下向下流动，因此将油腔311设于螺母31的顶部，这样从油腔311进入到第一滚珠槽312中的润滑油即使向下流动，仍然是流至下侧的滚珠1上，有利于优化各滚珠1的润滑效果，并且有利于降低润滑油损失。

请参照图1至图4，透视窗口315开设于螺母31的侧壁上，透视窗口315从螺母31外部贯通至油腔311中，且透视窗口315位于油腔311的侧壁底部，透视件35固定安装在螺母31的侧壁上，透视窗口315封堵该透视窗口315。这样便于用户通过透视窗口315观察油腔311中润滑油的剩余情况，并且由于透视窗口315位于油腔311的侧壁底部，这样在油腔311出现润滑油不足的情况时更容易被发现。

优选地，请参照图3，出油孔313的靠近第一滚珠槽312的一端设有第一限位部316，第一限位部316限制出油珠32滑出出油孔313。如果将出油孔313的各处孔径设置为相等，出油珠32露出至第一滚珠槽312的程度主要由螺旋压簧33确定，这容易导致出油珠32露出过多或过少，甚至导致出油珠32完全进入到第一滚珠槽312中，导致润滑油泄漏或导致润滑油出油速率达不到设定速率，影响滚珠1润滑；因此本实施例设置第一限位部316，在滚珠1不与出油珠32抵接时，出油珠32抵接于第一限位部316与螺旋压簧33之间，第一限位部316有利于使出油珠32露出至第一滚珠槽312中的程度稳定，避免出现漏油和出油速率达不到设定速率的现象；并且，这样也有利于加大螺旋压簧33的预紧力，使得滚珠1经过出油珠32后，螺旋压簧33能够及时将出油珠32压回原位；具体地，第一限位部316为沿出油孔313的延伸方向从油腔311至第一滚珠槽312逐渐向出油孔313孔腔方向收缩的环体，该环体可以在加工出油孔313时形成。

需要说明的是，本发明中，抵接也属于连接的一种，出油珠32与螺旋压簧33可以只设置为抵接，而不进行其它连接，这样有利于出油珠32跟随滚珠的运动而转动，这样在滚珠1经过出油珠32时，出油珠32更加容易在滚珠1的挤压下回缩，进一步有利于滚珠1顺畅地经过出油珠32。

可选择地，螺母31上设有多个油腔311，各油腔311沿螺母31的周向阵列分布，每个油腔311均对应设置有出油孔313、螺旋压簧33、出油珠32、加油口314、油口塞34、透视窗口315及透视件35，具体地，请参照图1，螺母31上设置有两个油腔311。

可选择地，一个油腔311可以对应有多组出油孔313、螺旋压簧33、出油珠32的组合，这样同一个油腔311多处出油，有利于提升润滑效果，具体地，请参照图1，每一油腔对应两组出油孔313、螺旋压簧33、出油珠32的组合。

可选择地，出油珠32也可以采用出油柱(图中未示出)代替，出油柱为柱状体，本实施例的出油柱、出油珠32均为权利要求中出油件的优选实施方式，优选地，出油柱具有头部，出油柱的头部露出于第一滚珠槽312中，沿油道从第一滚珠槽312至油腔311的方向，出油柱的头部的截面轮廓尺寸逐渐增大，沿第一滚珠槽312的螺旋延伸方向，出油柱的头部表面从前至后均为光滑弧面。这样通过出油柱往复滑动向螺旋段带出润滑油，同样能实现发明目的，并且光滑弧面的设置有利于滚珠1在经过出油柱时能顺利将出油柱挤回出油孔313，有利于滚珠1顺利通过出油柱。

可选择地，螺旋压簧33也可以采用螺旋拉簧、弹片等代替，螺旋压簧33、螺旋拉簧及弹片均为权利要求中弹性件的优选实时方式，例如出油柱抵接至第一限位部316时，出油柱的远离第一滚珠槽312的一端伸出至油腔311中，且出油柱的伸于油腔311中的一端具有端部圆台，螺旋拉簧套于出油柱上，沿储油孔313的延伸方向，螺旋拉簧的靠近第一滚珠槽312的一端抵接至油腔313的内壁上，螺旋拉簧的远离第一滚珠槽312的一端抵接至出油柱的端部圆台上。又例如出油柱抵接至第一限位部316时，出油柱的远离第一滚珠槽312的一端与油腔311的侧壁平齐(或出油柱少量伸出至油腔311中)，此时可以通过在油腔311的侧壁上设置弹片对出油柱施加预紧力，出油柱挤压于弹片与第一限位部316之间。

当然，为了保证油腔311不会随着润滑液的消耗而产生过大负压导致出油不畅，可以为油腔311施加高压；当然也可以在螺母上设置通气口，并在通气口处安装流通方向从外部环境至油腔311的单向阀，单向阀响应油腔311的负压而开启，以为油腔充入气体，避免油腔负压过大影响润滑出油。

用于滚珠丝杆螺母副的螺母组件、滚珠丝杆螺母副及机器人实施例二：

请参照图5，本实施例中出油孔设置为各处截面尺寸相等的通孔，本实施例的螺母组件3还包括内套筒36，内套筒36固定嵌于出油孔中，螺旋压簧33、出油珠32均设于内套筒36的筒腔中，内套筒36的靠近第一滚珠槽312的一端设有第二限位部361，第二限位部361为沿出油孔的延伸方向从油腔311至第一滚珠槽312逐渐向内套筒36筒腔方向收缩的环体，出油珠32挤压于第二限位部361与螺旋压簧33之间。

由于出油孔开设于油腔311与第一滚珠槽312之间，出油孔的位置较为隐蔽，导致出油孔的加工难度较大，尤其是实施例一中在出油孔313处设置有作为第一限位部316的环体，也即需要出油孔313在靠近第一滚珠槽312一端的孔径逐渐收缩，这更加使得出油孔313的加工难度加大，因此本实施例设置内套筒36，在内套筒36上加工第二限位部361，这样只需将出油孔313加工为各处截面尺寸相等的通孔，而无需考虑为出油孔313加工第一限位部316，有利于降低螺母31的加工难度。

用于滚珠丝杆螺母副的螺母组件、滚珠丝杆螺母副及机器人实施例二的其余部分同用于滚珠丝杆螺母副的螺母组件、滚珠丝杆螺母副及机器人实施例一。

最后需要强调的是，以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种变化和更改，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 (12)

1.用于滚珠丝杆螺母副的螺母组件，所述螺母组件包括螺母，所述螺母的内周壁上设有沿所述螺母的轴线方向螺旋延伸的第一滚珠槽；

其特征在于：

所述螺母组件还包括出油件和弹性件，所述螺母上设有油腔，所述油腔与所述第一滚珠槽通过油道连通，所述出油件可滑动地设于所述油道内，所述出油件与所述螺母通过所述弹性件连接；

在所述弹性件的作用下，所述出油件部分露出至所述第一滚珠槽；

在所述滚珠丝杆螺母副运行时，所述出油件在所述油道中往复运动以将所述油道中的润滑油带至所述第一滚珠槽中；

在所述滚珠丝杆螺母副不运行时，所述出油件封堵于所述油道中。

2.根据权利要求1所述的螺母组件，其特征在于：

所述油腔设有至少两个，各所述油腔沿所述螺母的周向阵列分布，各所述油腔均对应设置有所述油道、所述出油件及所述弹性件。

3.根据权利要求1所述的螺母组件，其特征在于：

所述螺母组件还包括透视件，所述螺母上还设有透视窗口，所述透视窗口从所述螺母外贯通至所述油腔，所述透视件封堵所述透视窗口。

4.根据权利要求1所述的螺母组件，其特征在于：

所述螺母组件还包括油口塞，所述螺母的轴线方向沿竖直方向，所述油腔位于所述螺母的顶部，所述螺母的顶部端面上还设有加油口，所述加油口从所述螺母的顶部端面贯通至所述油腔，所述油口塞可拆卸地连接于所述螺母上，所述油口塞封堵所述加油口。

5.根据权利要求1所述的螺母组件，其特征在于：

所述出油件为球状体。

6.根据权利要求1所述的螺母组件，其特征在于：

所述出油件为柱状体，所述柱状体的长度方向沿所述油道的延伸方向。

7.根据权利要求1所述的螺母组件，其特征在于：

所述弹性件为压簧，所述压簧的一端抵接于所述出油件的背向所述第一滚珠槽的一侧，所述压簧的另一端抵接于所述螺母上。

8.根据权利要求1所述的螺母组件，其特征在于：

所述油道的位于所述第一滚珠槽一端的开口处具有限位部，所述限位部限制所述出油件完全滑出所述油道。

9.根据权利要求1至8任一项所述的螺母组件，其特征在于：

所述出油件具有头部，所述头部露出于所述第一滚珠槽中，沿所述油道从所述第一滚珠槽至所述油腔的方向，所述头部的截面轮廓尺寸逐渐增大；

沿所述第一滚珠槽的螺旋延伸方向，所述头部的表面从前至后均为光滑弧面。

10.根据权利要求1至8任一项所述的螺母组件，其特征在于：

所述螺母上开设有出油孔，所述出油孔连通所述油腔与所述第一滚珠槽；

所述出油孔为所述油道；或，所述螺母组件还包括内套筒，所述内套筒嵌于所述出油孔中，所述内套筒的筒腔为所述油道。

11.滚珠丝杆螺母副，包括滚珠和丝杆，所述丝杆的外周壁上设有沿丝杆的轴线方向螺旋延伸的第二滚珠槽，其特征在于：

还包括如权利要求1至10任一项所述的螺母组件，所述螺母套于所述丝杆上，所述第一滚珠槽与所述第二滚珠槽组成所述滚珠丝杆螺母副中滚珠循环通道的螺旋段，所述滚珠填充于所述滚珠循环通道中。

12.机器人，其特征在于：

包括如权利要求11所述的滚珠丝杆螺母副。

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