CN112460217A - 一种新型行星滚柱丝杠 - Google Patents

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豆永强
郭锐
徐强
赵守军
黄玉平
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张兆晶
郑继贵
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Abstract

本发明涉及一种新型行星滚柱丝杠，包括丝杠(11)、滚柱(12)、螺母(13)、挡盘(14)、挡圈(15)；丝杠(11)一端为光轴，另一端设置螺纹，光轴与螺纹段之间设置轴肩；螺母(13)安装在丝杠(11)的螺纹段，滚柱(12)沿丝杠(11)的周向均匀分布在螺母(13)和丝杠(11)之间；螺母(13)两端依次安装挡盘(14)和挡圈(15)，挡盘(14)位于挡圈(15)内侧；各滚柱(12)的两端插入挡盘(14)和挡圈(15)中，各滚柱(12)绕自身的轴转动。本发明的新型滚柱丝杠结构降低了滚柱生产制造过程中重复定位的难度，提高了生产加工效率。

Description

一种新型行星滚柱丝杠
技术领域
本发明涉及一种滚珠丝杠。
背景技术
行星滚柱丝杠是一种螺旋运动与直线运动相互转化的机械装置。行星滚柱丝杠有丝杆、滚柱、螺母、齿圈、保持架、挡圈等组成。其标准结构是：丝杆和螺母上设置有相同螺距和头数的多头螺纹，滚柱中间与丝杆和螺母啮合段设置有与相同螺距的单头螺纹，滚柱两端设置有与齿圈相同模数且与其啮合的齿轮；多个滚柱均匀的布置在丝杆的周围，螺母与滚柱同轴布置，齿圈布置在滚柱两端齿轮所处的位置，保持架同轴布置在滚柱两端保持滚柱之间的间距，挡圈同轴布置在保持架的外部，使得保持架、齿圈、螺母通过挡圈装配在一起；组成行星滚柱丝杠副。滚柱与丝杆和滚柱与螺母之间既存在行星传动，也存在螺旋传动。
如图1所示，现有的行星滚柱丝杠结构中，其滚柱两端的齿轮结构和螺纹结构需要根据在周向上的分布位置，满足相位角的对应关系，才能使得滚柱在任意位置时满足同时滚柱螺纹结构与丝杆和滚柱螺纹结构与螺母的螺旋啮合、滚柱齿轮结构与齿圈的行星轮系啮合，并设置保持架和挡圈。
上述结构对滚柱上的齿轮结构和螺纹结构有精确的相位要求，在生产过程中，由于螺纹结构需要在螺纹磨床上完成加工，齿轮结构需要在滚齿机等齿轮加工设备上完成，这就造成不管工序上先安排螺纹加工还是齿轮结构加工，均存在二次装夹的问题。二次装夹会引起定位基准的变化，即使选择同一定位基准，由于二次装夹，其重复定位也是存在一定偏差的，这会造成加工精度的不稳定。为了解决这个问题，需要通过其他的途径来保证。这都引起加工效率的降低，加工成本的升高。
另外，由于为了保证齿圈和滚柱上齿轮的啮合强度，其结构在轴向上需要占用一定的长度。针对某些承载力要求较大，必须保证螺纹啮合段长度，对轴向尺寸限制比较严的场合，需要从整体上优化结构尺寸。齿圈与滚柱齿轮啮合结构主要功能是辅助实现滚柱与螺母和滚柱与丝杆之间的纯滚动运动，该处结构存在优化空间。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：本发明提出了一种新型行星滚柱丝杠，该行星滚柱丝杠从结构上取消了齿圈，把齿圈部分的实体布置在螺母实体上，且在该处实体上设置一个内环槽结构；取消滚柱两端的齿轮结构，在滚柱两端与螺母环槽位置对应的位置，同样设置一个外环槽结构；在行星滚柱丝杠原理上，螺母的内环槽和滚柱的外环槽配合，保证滚柱相对螺母的轴向位置，同时实现滚柱与丝杆和螺母之间的螺纹啮合，并辅助保证滚柱与丝杆和滚柱与螺母之间是滚动运动。本发明的新型滚柱丝杠结构降低了滚柱生产制造过程中重复定位的难度，提高了生产加工效率。
本发明所采用的技术方案是：一种新型行星滚柱丝杠，包括丝杠、滚柱、螺母、挡盘、挡圈；螺母安装在丝杠的螺纹段，滚柱沿丝杠的周向均匀分布在螺母和丝杠之间；螺母两端依次安装挡盘和挡圈，挡盘位于挡圈内侧；各滚柱的两端插入挡盘和挡圈中，各滚柱绕自身的轴转动。
滚柱包括外环槽结构和螺纹结构；滚柱中部设置螺纹结构，螺纹结构两端为光轴，光轴上设置外环槽结构。
螺母包括内环槽结构和多头螺纹结构；螺母内壁中部为多头螺纹结构，多头螺纹结构两侧分别设置与外环槽结构配合的内环槽结构；内环槽结构外分别设置环形的挡盘安装槽和挡圈安装槽。
外环槽结构和内环槽结构的法向截面相同，在行星滚柱丝杠运行中相互配合，外环槽结构和内环槽结构截面为直边锐角或设置成弧形过渡截面。
丝杠一端为光轴，另一端设置螺纹，光轴与螺纹段之间设置轴肩。
滚柱的螺纹结构为单头螺纹。
螺母的多头螺纹结构和丝杆的螺纹段为相同头数的多头螺纹，其头数大于3。
多头螺纹头数设置在3～8之间。
螺母的螺纹部分和丝杆的螺纹段的法向截面均为三角螺纹，螺纹角的取值范围为60°～90°。
滚柱的螺纹法向截面的牙型角与螺母的螺纹和丝杆的螺纹一致，滚柱的螺纹边可设置成圆弧过渡的曲线。
本发明与现有技术相比的有益效果是：
(1)本发明简化了滚柱的制造精度要求，在周向上，由于滚柱两端是不带升角的外环槽，所以螺纹的起始位置与环槽之间不存在相位的要求；螺母两端是不带升角的内环槽，螺母内螺纹的起始位置与环槽之间同样不存在相位的要求；该结构从生产制造上降低了对螺母和滚柱的重复定位要求；在原理实现上，在滚柱丝杠的装配中，虽然仍要保证滚柱与螺母之间的相对位置，但是通过上述结构，可以保证滚柱的外环槽结构与螺母的内环槽结构啮合的同时，靠转动滚柱实现滚柱螺纹与丝杆螺纹和螺母螺纹的螺旋啮合，实现行星螺旋传动。上述新型滚柱丝杠结构降低了滚柱生产制造过程中重复定位的难度，提高了生产加工效率。
(2)本发明所提出的新型滚柱结构在滚柱生产加工过程中，由于不硬性要求端部齿轮结构与中间螺纹结构的相位角，虽然螺纹结构的加工在螺纹磨床上完成，齿轮结构在滚齿机等齿轮加工设备上完成，但是设备的更换，定位基准的二次找正均不影响啮合的精度，可以简化二次对刀找正的工作，提高工作效率，同时不降低啮合性能。
附图说明
图1为标准型行星滚柱丝杠结构图；
图2为本发明行星滚柱丝杠结构图；
11、丝杆；12、滚柱；13、螺母；14、挡盘；15、挡圈；
图3为本发明的滚柱结构图；
12、滚柱；12-1、滚柱上的环槽结构；12-2、滚柱上的螺纹结构
图4为本发明的螺母结构图。
13、螺母；13-1、螺母上的环槽结构；13-2、螺母上的螺纹结构
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步阐述。
实施例1
行星滚柱丝杠，包括丝杠11、滚柱12、螺母13、挡盘14、挡圈15；丝杠11一端为光轴，另一端设置螺纹，光轴与螺纹段之间设置轴肩；螺母13安装在丝杠11的螺纹段，滚柱12沿丝杠11的周向均匀分布在螺母13和丝杠11之间；螺母13两端依次安装挡盘14和挡圈15，挡盘14位于挡圈15内侧；各滚柱12的两端插入挡盘14和挡圈15中，转动连接。
如图2所示，滚柱12包含外环槽结构12-1和螺纹结构12-2；滚柱12中部设置螺纹结构12-2，螺纹结构12-2两端为光轴，光轴上设置外环槽结构12-1。
螺母13包括内环槽结构13-1和多头螺纹结构13-2；螺母13内壁中部为多头螺纹结构13-2，多头螺纹结构13-2两侧分别设置与外环槽结构12-1配合的内环槽结构13-1；内环槽结构13-1外分别设置环形的挡盘安装槽和挡圈安装槽；外环槽结构12-1和内环槽结构13-1的法向截面相同，在行星滚柱丝杠运行中相互配合，其环槽结构截面可以是直边锐角也可以设置成弧形过渡截面。
滚柱12为单头螺纹；螺母13的多头螺纹结构13-2和丝杆11的螺纹段为相同头数的多头螺纹，其头数一般大于3，可设置为3～8之间。
螺母13螺纹部分和丝杆11的螺纹，其法向截面为三角螺纹，其螺纹角可设置为60°～90°，其典型数值为60°、72°、90°；滚柱12的螺纹法向截面的牙型角与螺母13螺纹和丝杆11螺纹一致，其螺纹边可设置成圆弧过渡的曲线。
本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。
本发明未详细说明的部分为本领域技术人员的公知技术。

Claims (10)

1.一种新型行星滚柱丝杠，其特征在于：包括丝杠(11)、滚柱(12)、螺母(13)、挡盘(14)、挡圈(15)；螺母(13)安装在丝杠(11)的螺纹段，滚柱(12)沿丝杠(11)的周向均匀分布在螺母(13)和丝杠(11)之间；螺母(13)两端依次安装挡盘(14)和挡圈(15)，挡盘(14)位于挡圈(15)内侧；各滚柱(12)的两端插入挡盘(14)和挡圈(15)中，各滚柱(12)绕自身的轴转动。
2.根据权利要求1所述的一种新型行星滚柱丝杠，其特征在于：滚柱(12)包括外环槽结构(12-1)和螺纹结构(12-2)；滚柱(12)中部设置螺纹结构(12-2)，螺纹结构(12-2)两端为光轴，光轴上设置外环槽结构(12-1)。
3.根据权利要求1或2所述的一种新型行星滚柱丝杠，其特征在于：螺母(13)包括内环槽结构(13-1)和多头螺纹结构(13-2)；螺母(13)内壁中部为多头螺纹结构(13-2)，多头螺纹结构(13-2)两侧分别设置与外环槽结构(12-1)配合的内环槽结构(13-1)；内环槽结构(13-1)外分别设置环形的挡盘安装槽和挡圈安装槽。
4.根据权利要求3所述的一种新型行星滚柱丝杠，其特征在于：外环槽结构(12-1)和内环槽结构(13-1)的法向截面相同，在行星滚柱丝杠运行中相互配合，外环槽结构(12-1)和内环槽结构(13-1)截面为直边锐角或设置成弧形过渡截面。
5.根据权利要求4所述的一种新型行星滚柱丝杠，其特征在于：丝杠(11)一端为光轴，另一端设置螺纹，光轴与螺纹段之间设置轴肩。
6.根据权利要求5所述的一种新型行星滚柱丝杠，其特征在于：滚柱(12)的螺纹结构(12-2)为单头螺纹。
7.根据权利要求6所述的一种新型行星滚柱丝杠，其特征在于：螺母(13)的多头螺纹结构(13-2)和丝杆(11)的螺纹段为相同头数的多头螺纹，其头数大于3。
8.根据权利要求7所述的一种新型行星滚柱丝杠，其特征在于：多头螺纹头数设置在3～8之间。
9.根据权利要求8所述的一种新型行星滚柱丝杠，其特征在于：螺母(13)的螺纹部分和丝杆(11)的螺纹段的法向截面均为三角螺纹，螺纹角的取值范围为60°～90°。
10.根据权利要求9所述的一种新型行星滚柱丝杠，其特征在于：滚柱(12)的螺纹法向截面的牙型角与螺母(13)的螺纹和丝杆(11)的螺纹一致，滚柱(12)的螺纹边可设置成圆弧过渡的曲线。
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