CN1735762A - 滚动螺旋装置 - Google Patents

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Abstract

一种滚动旋转装置，能够抑制例如端部偏转装置的舌状件出现裂痕的损坏过早出现，其中所述舌状件(20)的顶部(20a)与作为滚动元件的滚珠(13)相接触，顶部(20a)倾斜形成弧形形状，从而增加了所述舌状件(20)的顶部(20a)与滚珠(13)的接触面积。

Description

滚动螺旋装置
技术领域
本发明涉及一种滚动螺旋装置，例如用于机床进给装置的滚珠丝杠或者滚子丝杠，作为将例如马达的旋转运动转换为直线运动的机械部件，尤其涉及一种内循环类型的滚动螺旋装置。
背景技术
一种用于例如机床的进给装置中的滚动螺旋装置，包括：螺杆轴，在其外圆周表面具有螺旋的内部滚动元件滚道沟槽；螺母，在其内圆周表面具有与螺杆轴的内部滚动元件滚道沟槽相对的螺旋的外部滚动元件滚道沟槽，在该装置中，当螺杆轴或者螺母的一个绕转轴旋转时，多个装配于螺母中的滚动元件通过滚动元件滚动通道进行滚动移动，该通道形成于内部滚动元件滚道沟槽和外部滚动元件滚道沟槽之间，同时，螺母或者螺杆轴进行直线运动。
上述滚动螺旋装置具有滚动元件循环部件，用于无限循环通过滚动元件滚动通道进行滚动移动的滚动元件，一种记载于日本的实用新型注册No.3034052中的内部循环类型的滚动螺旋装置使用图5A和5B所示的端部偏转装置18作为滚动元件循环部件。端部偏转装置18具有：滚动元件导引通道19，用于将通过滚动元件滚动通道滚动移动的滚动元件导引至形成于螺母内部的滚动元件返回通过通道；以及舌状件20，其中通过滚动元件滚动通道而滚动移动的滚动元件与舌状件20的顶端相接触并被引入滚动元件导引通道19。
不过，在上述文件中揭示的滚动螺旋装置中，舌状件的上部具有刃形部分，并刃形部分经受滚动元件的冲击负载。因此，例如端部偏转装置的舌状件出现裂痕的损坏会过早出现，从而有时会使滚动螺旋装置的持久性下降。
本发明就是为了解决上述问题而提出的，本发明提供了一种滚动螺旋装置，该装置能够抑制例如端部偏转装置的舌状件出现裂痕的损坏过早出现。
发明内容
为了达到上述目的，根据权利要求1所述的发明提供了一种滚动螺旋装置，包括：螺杆轴，在其外圆周表面具有螺旋的内部滚动元件滚道沟槽；螺母，在其内圆周表面具有与螺杆轴的内部滚动元件滚道沟槽相对的螺旋的外部滚动元件滚道沟槽；多个滚动元件，所述滚动元件随着螺杆轴或螺母的旋转运动而通过滚动元件滚动通道滚动移动，所述通道形成于内部滚动元件滚道沟槽和外部滚动元件滚道沟槽之间；以及端部偏转装置，所述装置具有滚动元件导引通道，用于将滚动元件导引至形成于螺母内部的滚动元件返回通过通道，其中所述端部偏转装置设置有舌状件，用于将通过滚动元件滚动通道而滚动移动的滚动元件引至滚动元件导引通道，其中，所述舌状件的顶部倒角成相对于滚动元件的弧形形状。
通过上述结构，滚动元件与舌状件顶部的点对点接触现在变为与舌状件顶部的面对面接触，舌状件顶部与滚动元件之间的接触面积与一般情况下相比有所增加。这就能在较大的面积上承受滚动元件的冲击负载，由于施加于舌状件顶部的每单位面积的负载重量减小，所以可抑制例如端部偏转装置的舌状件出现裂痕的损坏过早出现。而且，当通过螺母的滚动元件返回通过通道而滚动移动的滚动元件离开端部偏转装置的滚动元件导引通道时，可以防止舌状件的回转，从而改善端部偏转装置的寿命。
根据权利要求2所述的发明提供了一种根据权利要求1所述的滚动螺旋装置，其中舌状件的顶部以一定的曲率半径倒角，所述曲率半径相对于滚动元件的直径的比率为0.015或者更大。采用了这种结构，就可更加有效地抑制例如端部偏转装置的舌状件出现裂痕的损坏过早出现，从而进一步改善滚动螺旋装置的持久性。
附图说明
图1是根据本发明实施例所述的滚动螺旋装置的轴向方向的剖面图；
图2是根据本发明实施例所述的滚动螺旋装置的一部分的透视图；
图3是图2所示的端部偏转装置的侧视图；
图4是滚珠丝杠持久性测试的测试结果图；
图5A和5B是用于现有滚动螺旋装置的端部偏转装置的透视图。
附图标记描述
11    螺杆轴
12    螺母
13    滚珠
14    内部滚动元件滚道沟槽
15    外部滚动元件滚道沟槽
16    滚动元件返回通过通道
17    滚动元件滚动通道
18    端部偏转装置
19    滚动元件导引通道
20    舌状件
20a   顶部
具体实施方式
下面将结合附图描述本发明的优选实施例。
图1至图3是示出本发明的实施例的视图。如图1所示，根据本实施例所述的滚动螺旋装置包括螺杆轴11、以螺杆轴11的轴向方向进行相对移动的圆柱体螺母12、以及作为装配于螺母12中的多个滚动元件的滚珠13。
螺杆轴11具有垂直于轴向方向的横向平面，该平面形成为圆形，螺旋的内部滚动元件滚道沟槽14形成于螺杆轴11的外圆周表面上，并且从螺杆轴11的一段延伸到另一端。
螺母12具有相对于螺杆轴11的外圆周表面的内圆周表面，螺旋的外部滚动元件滚道沟槽15形成于螺母12的内圆周表面上。而且，螺母12的形状相对较厚，滚动元件返回通过通道16形成于螺母12中并处于螺母12的轴向方向上。
内部滚动元件滚道沟槽14和外部滚动元件滚道沟槽15彼此相对，当螺杆轴11或者螺母12中的一个围绕转轴进行旋转运动时，滚珠18相应地通过形成于内部滚动元件滚道沟槽14和外部滚动元件滚道沟槽15之间的滚动元件滚动通道17旋转移动。
用于滚珠13无限循环的一对端部偏转装置18连接于螺母12的两端。端部偏转装置18分别具有滚动元件导引通道19(参照图1)，从而通过滚动元件滚动通道17而滚动移动的滚珠13由滚动元件导引通道17进行引导，并且引入螺母12的滚动元件返回通过通道16。而且，端部偏转装置18例如通过将树脂材料注模成型于预定形状而形成，每个端部偏转结构18都设置有舌状件20，用于将通过滚动元件滚动通道17而滚动移动的滚珠13引入滚动元件导引通道19。
舌状件20由树脂材料与端部偏转装置18一体地形成。而且，舌状件20具有顶部20a，用于接收来自滚珠13的冲击负载，该滚珠13通过滚动元件滚动通道17而滚动移动，顶部20a以曲率半径R倒角成对应于滚珠13的弧形形状，例如，满足开孔关系：
R/DW≥0.015------(1)
其中DW：滚珠直径
如上所述，当舌状件20的顶部20a倒角成对应于滚珠13的弧形形状时，与舌状件20的顶部20a点对点接触的滚珠13现在变为与舌状件20的顶部20a面对面接触，从而将舌状件20顶部20a和滚珠13的接触表面面积增加至超过一般情况的面积。由于这能够以较大的面积承受滚珠13的冲击负载，并且施加于舌状件20的顶部20a的单位面积加载重量减小，所以可抑制例如端部偏转装置的舌状件出现裂痕的损坏过早出现。
而且，舌状件20的顶部20a倾斜形成对应于滚珠13的弧形形状，当滚动移动而通过螺母12的滚动元件返回通过通道16的滚珠13离开端部偏转装置18的滚动元件导引通道19时，能够防止舌状件20回转，从而改善端部偏转装置18的寿命。
然后，下面将参照表1和图5A和5B描述将舌状件顶部20a的曲率半径R相对滚珠13的直径DW的比率设定为R/DW≥0.015的原因。
为了检验舌状件顶部20a的曲率半径R与滚珠直径DW之间的关系，发明人使用了表1所示的端部偏转装置TP1至TP7作为样本，进行了滚珠丝杠耐久性测试，测试条件下的滚珠丝杠为NSK滚珠丝杠(滚珠丝杠型号为：40×40×1300)，使用NSK生产的滚珠丝杠高速测试器，测试速度为1000min-1和7500min-1，行程为1000毫米，使用Albania No.2(Showa Shell Petroleum)润滑油脂。然后，运行一段距离，直到端部偏转装置TP1至TP7的舌状件出现损坏，在端部偏转装置出现损坏时所运行距离的基础上，对每个端部偏转装置的寿命进行评估，以TP1号样本作为基准(旋转速度为7500min-1)。评估结果如图4所示。
表1
  样本号   R/DW
  TP1   0
  TP2   0.002
  TP3   0.009
  TP4   0.015
  TP5   0.019
  TP6   0.055
  TP7   0.09
从图4可明显得知，舌状件顶部20a的曲率半径R和滚珠直径DW之间的比率为：R/DW≥0.015，舌状件出现损坏的运行距离比率高达2.0或者更大，而舌状件顶部20a的曲率半径R和滚珠直径DW之间的比率为：R/DW＜0.015时，舌状件出现损坏的运行距离比率则低于2.0或者更小。
因此，通过以曲率半径相对于滚珠13的直径的比率为0.015或者更多来倒角舌状件20的顶部20a，就可更加有效地抑制例如端部偏转装置的舌状件出现裂痕的损坏过早出现。
本发明并不局限于上述实施例。例如，虽然上述实施例中，端部偏转装置使用树脂材料形成，但是并不总是一定要使用树脂材料形成端部偏转装置。而且，虽然在该实施例中使用滚珠作为滚动元件的实例，但是并不局限于滚珠，也可以使用滚子。
实用性
如上文所述，在根据权利要求1所述的滚动螺旋装置中，曾经与舌状件顶部点对点接触的滚动元件现在变为与舌状件顶部面对面接触，舌状件顶部和滚动元件之间的接触面积增加至超过一般情况的面积。由于这会在较大的区域上承受滚动元件的冲击负载，并且减小施加于舌状件顶部的单位面积加载重量，所以可抑制例如端部偏转装置的舌状件出现裂痕的损坏过早出现。而且，当滚动移动而通过螺母的滚动元件返回通过通道的滚动元件离开端部偏转装置的滚动元件导引通道时，可防止舌状件的回转，从而改善端部偏转装置的寿命。
根据权利要求2所述发明的滚动旋转装置，可更加有效地抑制例如端部偏转装置的舌状件出现裂痕的损坏过早出现。

Claims (2)

1、一种滚动螺旋装置，包括：螺杆轴，在所述螺杆轴的外圆周表面具有螺旋内部滚动元件滚道沟槽；螺母，在所述螺母的内圆周表面具有与所述内部滚动元件滚道沟槽相对的螺旋外部滚动元件滚道沟槽；多个滚动元件，所述滚动元件随着所述螺杆轴或所述螺母的旋转运动通过滚动元件滚动通道而滚动移动，所述通道形成于所述内部滚动元件滚道沟槽和所述外部滚动元件滚道沟槽之间；以及端部偏转装置，所述端部偏转装置具有滚动元件导引通道，用于将所述滚动元件导引至形成于所述螺母内部的滚动元件返回通过通道，其中所述端部偏转装置设置有舌状件，用于将通过所述滚动元件滚动通道而滚动移动的滚动元件导引至所述滚动元件导引通道，其中，
所述舌状件的顶部倒角成对应于所述滚动元件的弧形形状。
2、根据权利要求1所述的旋转装置，其中所述舌状件的顶部以一定曲率半径倒角，所述曲率半径与所述滚动元件直径的比率为0.015或者更大。
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