CN111664234A - 一种双支承圆锥滚子丝杠螺母副及其制作方法 - Google Patents

一种双支承圆锥滚子丝杠螺母副及其制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种双支承圆锥滚子丝杠螺母副及其制作方法,其技术方案为:包括螺母体和丝杠,其特征在于,所述螺母体内部沿丝杠螺旋线方向布设若干圆锥滚子,且圆锥滚子的母线与丝杠牙齿母线接触;所述圆锥滚子内部安装有与支承轴相连的轴承,所述支承轴一端通过轴承安装于安装套内部,另一端与螺母体卡接形成双支承结构。本发明具有摩擦小、提高承载力的效果。

Description

一种双支承圆锥滚子丝杠螺母副及其制作方法
技术领域
本发明属于螺旋进给传动领域,尤其涉及一种双支承圆锥滚子丝杠螺母副及其制作方法。
背景技术
机械进给传动常用方式有:普通滑动丝杠、滚珠丝杠、静压丝杠等。发明人发现,普通滑动丝杠的摩擦系数大,在精密传动中基本被淘汰。滚珠丝杠应用广泛,但也存在接触磨损和高速碰撞等缺点。静压丝杠也存在静压油腔加工困难和需要供油系统的缺点。
发明内容
针对现有技术存在的不足,本发明的目的是提供一种双支承圆锥滚子丝杠螺母副及其制作方法,具有摩擦小、提高承载力的效果。
为了实现上述目的,本发明是通过如下的技术方案来实现:
第一方面,本发明的实施例提供了一种双支承圆锥滚子丝杠螺母副,包括螺母体和丝杠,所述螺母体内部沿丝杠螺旋线方向布设若干圆锥滚子,且圆锥滚子的母线与丝杠牙齿母线接触;所述圆锥滚子内部安装有与支承轴相连的轴承,所述支承轴一端通过轴承安装于安装套内部,另一端与螺母体卡接形成双支承结构。
作为进一步的实现方式,所述螺母体垂直于轴向开设多个安装孔,所述安装孔并不贯穿螺母体。
作为进一步的实现方式,所述螺母体位于安装孔与丝杠牙齿顶部之间的部分开设有用于安装支承轴的配合孔。
作为进一步的实现方式,所述安装孔的直径大于圆锥滚子最大直径,所述安装套设于安装孔内部,且安装套外圆与安装孔直径相适配。
作为进一步的实现方式,所述圆锥滚子的圆锥角与丝杠的齿形角相等。
作为进一步的实现方式,所述圆锥滚子沿螺母体周向布置多个、沿轴向排列多圈。
作为进一步的实现方式,所述轴承为角接触滚珠轴承,所述丝杠为梯形丝杠。
作为进一步的实现方式,所述螺母体外侧安装固定套。
第二方面,本发明实施例还提供了一种双支承圆锥滚子丝杠螺母副的制作方法,包括:
步骤(1)根据齿形角分别制造丝杠和螺母体;
步骤(2)在螺母体设定轴向截面内,计算第一个圆锥滚子对应的轴向距离L;垂直于螺母体轴向钻安装孔φ,安装孔深H至丝杠牙齿顶部留有设定厚度h,并在厚度h处加工与支承轴相配合的配合孔d;
步骤(3)按照螺母体的螺旋升角,沿螺母体螺旋线方向按照步骤(2)加工多个安装孔、配合孔,直至所需要的承载圈数;
步骤(4)分别制造圆锥滚子、支承轴和安装套,并与轴承装配成滚子组件;
步骤(5)将多个滚子组件依次装入螺母体的安装孔内,然后与螺母体一同磨削外圆;
步骤(6)制造固定套,将螺母体与固定套装配在一起。
作为进一步的实现方式,所述步骤(1)中,螺母体的齿槽宽度大于丝杠的牙齿宽度。
上述本发明的实施例的有益效果如下:
(1)本发明的一个或多个实施方式利用固定滚子作为传动和受力元件,具有线接触和无碰撞优点;圆锥滚子母线与丝杠牙齿母线接触,圆锥滚子与丝杠接触线上为纯滚动,没有滑动,与普通梯形丝杠副比,其摩擦小;与滚珠丝杠副相比,把滚珠的点接触变为滚子的线接触,有利于提高承载力;与静压丝杠副比,不需要静压油腔和供油系统;
(2)本发明的一个或多个实施方式的轴承安装在支承轴上,圆锥滚子固定于轴承外侧,通过支承轴形成双支承结构,结构稳定,提高承载能力;并能够根据承载力大小,确定圆锥滚子数目,适用性广。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。
图1是本发明根据一个或多个实施方式的轴向剖视图;
图2是本发明根据一个或多个实施方式的径向剖视图;
其中,1、螺母体,2、圆锥滚子,3、轴承,4、支承轴,5、安装套,6、固定套,7、丝杠。
具体实施方式
应该指出,以下详细说明都是例示性的,旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明,本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合;
为了方便叙述,本申请中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样,仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致,并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位,以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。
术语解释部分:本申请中的术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或为一体;可以是直接连接,也可以是通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部连接,或者两个元件的相互作用关系,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。
实施例一:
下面结合附图1-图2对本发明进行详细说明,具体的,结构如下:
本实施例提供了一种双支承圆锥滚子丝杠螺母副,其包括螺母体1、丝杠7、圆锥滚子2、轴承3、安装套5和固定套6,丝杠7与螺母体1螺纹连接,圆锥滚子2、轴承3、安装套5安装于螺母体1内部。固定套6设置于螺母体1外侧,且固定套6的内孔与螺母体1的外圆一致。
具体的,所述丝杠7采用梯形丝杠,螺母体1采用梯形螺母,且螺母体1的齿槽宽度大于丝杠7的牙齿宽度,保证工作过程中螺母体1的齿槽不与丝杠7的牙齿母线接触。
如图1和图2所示,所述螺母体1齿槽位置沿垂直于轴向开设若干用于安装滚子组件的安装孔,安装孔沿螺母体1周向螺旋线方向排列多个,沿轴向排列多圈;具体个数根据实际承载要求设定。所述安装孔并不贯穿螺母体1内壁,即,安装孔的内侧边缘与丝杠牙齿顶部留有一定厚度的螺母体1。在所述厚度的螺母体1位置开设配合孔,所述配合孔与安装孔的轴线重合,且配合孔直径小于安装孔直径。
圆锥滚子2设置于丝杠7的相邻牙齿之间,且圆锥滚子2的母线与丝杠7牙齿母线接触,且圆锥滚子2的圆锥角与丝杠7的齿形角相等。如图2所示,圆锥滚子2沿螺母体1周向均匀布置多个,例如四个、六个等,具体可以根据承载力选择。
圆锥滚子2的母线与丝杠7齿形母线接触的各点没有相对运动,即圆锥滚子2做纯滚动。这时,齿形角a满足tana=R/r;其中,R表示丝杠7外圆半径,r表示与丝杠7外径接触点的圆锥滚子2大端半径。
所述轴承3安装于圆锥滚子2内部,且圆锥滚子2固定于支承轴4上;支承轴4安装在安装套5内。所述安装套5设置于安装孔内,且安装套5的外壁与安装孔内壁接触,即安装套5的外圆与安装孔直径相适配,以保证滚子组件的稳定安装。
进一步的,支承轴4一端通过轴承3设置于安装套5内,另一端设于配合孔内,形成双支承结构,为滚子组件提供稳定支承。支承轴4安装轴承3的一端具有轴肩,以避免轴承3沿支承轴4轴线方向运动。同时,安装套5内部具有台阶孔,以对支承轴4形成轴线方向的限制。
在本实施例中,为了承受较大轴向载荷,所述轴承3采用角接触滚珠轴承。
本实施例与普通梯形丝杠副比,圆锥滚子2与丝杠7接触线上为纯滚动,没有滑动,摩擦小;与滚珠丝杠副相比,把滚珠的点接触变为圆锥滚子2的线接触,有利于提高承载力;与静压丝杠副比,不需要静压油腔和供油系统。
本实施例的圆锥滚子2的支持轴承3安装在螺母牙齿的内部,受滚动轴承尺寸影响,适合螺距较大的传动丝杠。
实施例二:
本实施例提供了一种双支承圆锥滚子丝杠螺母副的制作方法,用于制作实施例一所述的丝杠螺母副,包括:
步骤(1)按齿形角a分别制造丝杠7和螺母体1,螺母体1的齿槽宽度大于丝杠7的牙齿宽度,保证工作过程中螺母体1齿槽不与丝杠7牙齿母线接触。
步骤(2)在图1所示的切入点所对应的螺母轴向截面内,计算测量第一个圆锥滚子2对应的轴向位置L。
垂直螺母轴向钻安装孔φ,安装孔的直径略大于圆锥滚子2最大直径,且与安装套5外圆尺寸一致。安装孔深H至丝杠7牙齿顶部留有一定的厚度h。在此厚度上加工与支承轴4相配合的配合孔d。
步骤(3)按照螺母体1的螺旋升角,沿螺母螺旋线方向,按步骤(2)加工多个安装孔、配合孔,直至所需要的承载圈数。
步骤(4)分别制造圆锥滚子2、支承轴4和安装套5,并与轴承3装配成滚子组件。
步骤(5)将多个滚子组件依次装入螺母体1的上述步骤(2)步骤(3)所加工的安装孔内,然后与螺母体1一同磨削外圆。
步骤(6)制造固定套6,其内孔与螺母体1外圆一致;将固定套6与螺母体1装配在一起。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种双支承圆锥滚子丝杠螺母副,包括螺母体和丝杠,其特征在于,所述螺母体内部沿丝杠螺旋线方向布设若干圆锥滚子,且圆锥滚子的母线与丝杠牙齿母线接触;所述圆锥滚子内部安装有与支承轴相连的轴承,所述支承轴一端通过轴承安装于安装套内部,另一端与螺母体卡接形成双支承结构。
2.根据权利要求1所述的一种双支承圆锥滚子丝杠螺母副,其特征在于,所述螺母体垂直于轴向开设多个安装孔,所述安装孔并不贯穿螺母体。
3.根据权利要求2所述的一种双支承圆锥滚子丝杠螺母副,其特征在于,所述螺母体位于安装孔与丝杠牙齿顶部之间的部分开设有用于安装支承轴的配合孔。
4.根据权利要求2所述的一种双支承圆锥滚子丝杠螺母副,其特征在于,所述安装孔的直径大于圆锥滚子最大直径,所述安装套设于安装孔内部,且安装套外圆与安装孔直径相适配。
5.根据权利要求1所述的一种双支承圆锥滚子丝杠螺母副,其特征在于,所述圆锥滚子的圆锥角与丝杠的齿形角相等。
6.根据权利要求1所述的一种双支承圆锥滚子丝杠螺母副,其特征在于,所述圆锥滚子沿螺母体周向布置多个、沿轴向排列多圈。
7.根据权利要求1所述的一种双支承圆锥滚子丝杠螺母副,其特征在于,所述轴承为角接触滚珠轴承,所述丝杠为梯形丝杠。
8.根据权利要求1所述的一种双支承圆锥滚子丝杠螺母副,其特征在于,所述螺母体外侧安装固定套。
9.根据权利要求1-8任一所述的一种双支承圆锥滚子丝杠螺母副的制作方法,其特征在于,包括:
步骤(1)根据齿形角分别制造丝杠和螺母体;
步骤(2)在螺母体设定轴向截面内,计算第一个圆锥滚子对应的轴向距离L;垂直于螺母体轴向钻安装孔φ,安装孔深H至丝杠牙齿顶部留有设定厚度h,并在厚度h处加工与支承轴相配合的配合孔d;
步骤(3)按照螺母体的螺旋升角,沿螺母体螺旋线方向按照步骤(2)加工多个安装孔、配合孔,直至所需要的承载圈数;
步骤(4)分别制造圆锥滚子、支承轴和安装套,并与轴承装配成滚子组件;
步骤(5)将多个滚子组件依次装入螺母体的安装孔内,然后与螺母体一同磨削外圆;
步骤(6)制造固定套,将螺母体与固定套装配在一起。
10.根据权利要求9所述的一种双支承圆锥滚子丝杠螺母副的制作方法,其特征在于,所述步骤(1)中,螺母体的齿槽宽度大于丝杠的牙齿宽度。
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