CN207111863U - 一种固体自润滑的丝杆螺母传动机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种固体自润滑的丝杆螺母传动机构，属于丝杆螺母传动技术领域。本实用新型的固体自润滑的丝杆螺母传动机构，通过在螺母和/或丝杆上镶嵌固体润滑嵌件，并将固体润滑嵌件作为螺母和/或丝杆的螺纹一部分，使固体润滑嵌件与螺纹实现旋合接触，在丝杆螺母副传动过程中，受到磨擦而脱离的固体润滑材料在旋合接触面上形成润滑层，大幅降低了螺母与丝杆之间的摩擦系数，改善了螺母与丝杆的传动稳定性，提高了丝杆螺母传动机构的使用寿命；并且该固体自润滑的丝杆螺母传动机构，具有结构简单、制作方便、制作成本低等优点，可广泛代替滚珠丝杠使用。

Description

一种固体自润滑的丝杆螺母传动机构

技术领域

本实用新型涉及一种丝杆螺母副，更具体地说，涉及一种固体自润滑的丝杆螺母传动机构。

背景技术

丝杆螺母副是一种重要的机械传动方式，其是回转运动与直线运动相互转换的理想传动装置，在各种机械装备中得到了广泛应用。丝杆螺母副具有承载能力大、结构简单、传动稳定等优点，但也正是由于丝杆螺母副属于一种利用螺母和丝杆上的螺纹配合实现传动的动力传动装置，在工作过程中，螺母和丝杆上的螺纹不可避免地会发生磨损，尤其在载荷较大的场合，螺纹的磨损更为严重，而一旦螺纹发生较为严重的磨损，丝杆螺母副即会损坏报废，例如铆钉枪中使用的丝杆螺母副，其在工作过程中需要传递较大的拉力，使丝杆螺母副的使用寿命与电机等其他部件的寿命严重不匹配，大部分铆钉枪均是因为丝杆螺母副损坏而导致提前报废。

为了提高丝杆螺母副的使用寿命，研究人员对传统的丝杆螺母副也做了大量改进，例如中国专利号ZL201620677137.5，授权公告日为2017年1月11日，实用新型名称为：一种重载滑动螺旋传动副，该申请案涉及一种丝杆螺母副，其由螺母和螺杆两部分组成，在螺母上设有若干润滑油道和若干润滑油槽，润滑油道和润滑油槽连通，润滑油槽沿螺母轴向设置且至少经过螺母螺压与螺杆螺牙的一处旋合接触面，润滑油槽为整体贯穿隔圈螺母螺牙的油槽。润滑油通过润滑油道进入润滑油槽，使得螺杆螺牙与螺母螺牙旋合的接触面在润滑油槽位置与润滑油接触，将润滑油带入旋合接触面改善润滑条件。上述的丝杆螺母副采用润滑油道和润滑油槽储存润滑油，润滑油道和润滑油槽加工较为困难，且在低速重载下润滑油的润滑效果不佳，同时存在润滑油泄漏等问题。

滚珠丝杠是一种传动效率高、定位精度高、使用寿命长的丝杆螺母副，其工作原理为：在丝杠和螺母上加工有弧形螺旋槽，当把它们套装在一起时可形成螺旋滚道，并且滚道内填满滚珠，当丝杠相对于螺母做旋转运动时，两者间发生轴向位移，而滚珠则可沿着滚道滚动，减少摩擦阻力。但滚珠丝杠价格高昂，使用成本很高，常用在高精密设备中。

因此，基于现有的丝杆螺母副存在的上述问题，非常有必要对丝杆螺母副进行改进，以寻求一种成本较低的方式来改善丝杆螺母副旋合接触面的润滑条件。经检索，中国专利号 ZL201220188739.6，授权公告日为2012年4月28日，实用新型名称为：一种适用于螺母丝杆传动机构的自动润滑装置，该申请案涉及一种螺母丝杆传动机构的自动润滑装置，其包括石墨螺母、挡板、传动螺母和丝杠，石墨螺母套接在丝杆上，挡板和传动螺母刚性联接将石墨螺母夹在中间，使石墨螺母与传动螺母同步移动。石墨螺母设置在传动螺母内部，润滑装置还包括扭簧，扭簧设置在石墨螺母上，使石墨螺母的螺牙反向旋转贴紧丝杆的槽的两侧。石墨螺母的截面为环形或半环形。该申请案的螺母丝杆传动机构的自动润滑装置，其依靠螺母丝杆传动机构自身运动实现润滑动作，具有较好的润滑效果。但该自动润滑装置的结构较为复杂，需要将石墨螺母通过挡板固定在传动螺母的一侧，且在石墨螺母上还需要设置扭簧来保证石墨螺母与丝杆接触配合，制作过程相对十分麻烦，而且由于石墨螺母仅能设置在传动螺母的两端端面上，依靠摩擦留在丝杆上的石墨粉实现润滑，难以保证传动螺母中间部分与丝杆之间的接触面始终具有良好的润滑条件，从而导致丝杆螺母副的润滑效果达不到最佳状态而产生磨损。

发明内容

1.实用新型要解决的技术问题

本实用新型的目的在于克服现有丝杆螺母副存在的上述不足，提供一种固体自润滑的丝杆螺母传动机构，采用本实用新型的技术方案，通过在螺母和/或丝杆上镶嵌固体润滑嵌件，并将固体润滑嵌件作为螺母和/或丝杆的螺纹一部分，使固体润滑嵌件与螺纹实现旋合接触，在丝杆螺母副传动过程中，受到磨擦而脱离的固体润滑材料在旋合接触面上形成润滑层，大幅降低了螺母与丝杆之间的摩擦系数，改善了螺母与丝杆的传动稳定性，提高了丝杆螺母传动机构的使用寿命；并且该固体自润滑的丝杆螺母传动机构，具有结构简单、制作方便、制作成本低等优点，可广泛代替滚珠丝杠使用。

2.技术方案

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

本实用新型的一种固体自润滑的丝杆螺母传动机构，包括螺母、与螺母相匹配的丝杆，所述的螺母上开设有连接至螺母内丝的孔或槽，且该孔或槽内镶嵌有固体润滑嵌件，该固体润滑嵌件构成螺母内丝的一部分，并与丝杆旋合接触。

更进一步地，所述的螺母上开设有若干连接至螺母内丝的径向孔，且该径向孔在螺母上沿螺母内丝的螺旋线均匀分布，每个径向孔内均镶嵌有固体润滑嵌件。

更进一步地，所述的螺母上开设有若干连接至螺母内丝的轴向槽，且该若干轴向槽沿螺母的内孔周向均匀分布，每条轴向槽内均镶嵌有固体润滑嵌件。

更进一步地，所述的固体润滑嵌件由石墨或以石墨为主的固体润滑材料制成。

更进一步地，所述的螺母的材质为铜，所述的丝杆的材质为合金钢。

本实用新型的一种固体自润滑的丝杆螺母传动机构，包括螺母、与螺母相匹配的丝杆，所述的丝杆上开设有连接至丝杆外丝的孔或槽，且该孔或槽内镶嵌有固体润滑嵌件，该固体润滑嵌件构成丝杆外丝的一部分，并与螺母旋合接触。

更进一步地，所述的丝杆上开设有若干连接至丝杆外丝的径向孔，且该径向孔在丝杆上沿丝杆外丝的螺旋线均匀分布，每个径向孔内均镶嵌有固体润滑嵌件。

更进一步地，所述的丝杆上开设有若干连接至丝杆外丝的轴向槽，且该若干轴向槽沿丝杆的周向均匀分布，每条轴向槽内均镶嵌有固体润滑嵌件。

更进一步地，所述的固体润滑嵌件由石墨或以石墨为主的固体润滑材料制成。

更进一步地，所述的螺母的材质为铜，所述的丝杆的材质为合金钢。

3.有益效果

采用本实用新型提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下有益效果：

(1)本实用新型的一种固体自润滑的丝杆螺母传动机构，其通过在螺母和/或丝杆上镶嵌固体润滑嵌件，并将固体润滑嵌件作为螺母和/或丝杆的螺纹一部分，使固体润滑嵌件与螺纹实现旋合接触，在丝杆螺母副传动过程中，受到磨擦而脱离的固体润滑材料在旋合接触面上形成润滑层，大幅降低了螺母与丝杆之间的摩擦系数，改善了螺母与丝杆的传动稳定性，提高了丝杆螺母传动机构的使用寿命；并且该固体自润滑的丝杆螺母传动机构，具有结构简单、制作方便、制作成本低等优点，可广泛代替滚珠丝杠使用；

(2)本实用新型的一种固体自润滑的丝杆螺母传动机构，其螺母和/或丝杆上可设置若干连接至旋合螺纹上的径向孔或若干连接至旋合螺纹上的轴向槽，加工制作方便，并且能够在不影响螺母和丝杆强度的情况下，根据需要进行固体润滑嵌件的灵活设置；

(3)本实用新型的一种固体自润滑的丝杆螺母传动机构，其固体润滑嵌件由石墨或以石墨为主的固体润滑材料制成，具有润滑性优异、承载能力高、热稳定性及化学稳定性好、使用寿命长的优点；

(4)本实用新型的一种固体自润滑的丝杆螺母传动机构，其螺母的材质为铜，丝杆的材质为合金钢，利用较软的铜制作螺母，利用较硬的合金钢制作丝杆，两者之间的摩擦系数小，配合石墨材质的固体润滑材料能够起到更加突出的润滑效果，使丝杆螺母传动机构传动更加顺畅。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的一种固体自润滑的丝杆螺母传动机构的结构示意图；

图2为图1中A-A方向剖视结构示意图；

图3为本实用新型实施例2的一种固体自润滑的丝杆螺母传动机构的结构示意图；

图4为本实用新型实施例3的一种固体自润滑的丝杆螺母传动机构的结构示意图；

图5为本实用新型实施例4的一种固体自润滑的丝杆螺母传动机构的结构示意图。

示意图中的标号说明：

1、螺母；2、丝杆；3、固体润滑嵌件。

具体实施方式

为进一步了解本实用新型的内容，结合附图对本实用新型作详细描述。

结合图1至图5所示，本实用新型的一种固体自润滑的丝杆螺母传动机构，其由螺母1 和丝杆2两部分组成，螺母1与丝杆2相匹配。在本实用新型中，主要包含对螺母1或丝杆2进行改进的两种主要形式。在对螺母1进行改进的方案中，螺母1上开设有连接至螺母内丝的孔或槽，且该孔或槽内镶嵌有固体润滑嵌件3，该固体润滑嵌件3构成螺母内丝的一部分，并与丝杆2旋合接触。在对丝杆2进行改进的方案中，丝杆2上开设有连接至丝杆外丝的孔或槽，且该孔或槽内镶嵌有固体润滑嵌件3，该固体润滑嵌件3构成丝杆外丝的一部分，并与螺母1旋合接触。上述的固体润滑嵌件3优选由石墨或以石墨为主的固体润滑材料制成，石墨或以石墨为主的固体润滑材料均为市售材料，取材方便，且具有润滑性优异、承载能力高、热稳定性及化学稳定性好、使用寿命长的优点。螺母1的材质为铜最佳，具体可采用锡青铜，丝杆2的材质为合金钢最佳，具体可采用20CrMo合金钢，利用较软的铜制作螺母1，利用较硬的合金钢制作丝杆2，两者之间的摩擦系数小，配合石墨材质的固体润滑材料能够起到更加突出的润滑效果，使丝杆螺母传动机构传动更加顺畅。

在上述两种改进方案中，通过在螺母1和/或丝杆2上镶嵌固体润滑嵌件3，并将固体润滑嵌件3作为螺母1和/或丝杆2的螺纹一部分，使固体润滑嵌件3与螺纹实现旋合接触，在丝杆螺母副传动过程中，固体润滑嵌件3受到磨擦而使固体润滑材料脱离并在旋合接触面上形成润滑层，大幅降低了螺母1与丝杆2之间的摩擦系数，改善了螺母1与丝杆2的传动稳定性，提高了丝杆螺母传动机构的使用寿命；并且该固体自润滑的丝杆螺母传动机构，具有结构简单、制作方便、制作成本低等优点，可广泛代替滚珠丝杠使用。

下面结合实施例对本实用新型作进一步的描述。

实施例1

结合图1和图2所示，本实施例的一种固体自润滑的丝杆螺母传动机构，包括螺母1、与螺母1相匹配的丝杆2，螺母1上开设有若干连接至螺母内丝的径向孔，且该径向孔在螺母1上沿螺母内丝的螺旋线均匀分布，每个径向孔内均镶嵌有固体润滑嵌件3，该固体润滑嵌件3构成螺母内丝的一部分，并与丝杆2旋合接触。在本实施例中，通过在螺母1上加工径向孔，打孔简单方便，并且非常便于径向孔位置设置，根据丝杆螺母传动机构的尺寸大小，在螺母1的每一圈螺母内丝上加工出至少4个径向孔最佳，这样即可保证螺母1在丝杆2的整个运行行程上均能够实现良好的润滑效果。

本实施例采用在螺母1上开设径向孔的方式来安装固体润滑嵌件3，这种方式最为简单方便，并且对丝杆螺母传动机构的结构强度影响最小，实用性最强。径向孔采用圆形孔，固体润滑嵌件3可采用圆形石墨柱。在制作时，先在螺母1上按规律打出径向孔，然后将石墨柱嵌入径向孔内，并使石墨柱略突出螺母内丝，然后再对螺母内丝再次进行加工，使突出的石墨柱被加工为螺母内丝，形成螺母内丝的一部分。

本实施例的一种固体自润滑的丝杆螺母传动机构，在进行传动过程中，螺母1的内丝与丝杆2的外丝紧密贴合旋转传动，当发生磨损时，石墨嵌件被摩擦下来，并在螺母1和丝杆 2的旋合接触面形成润滑层，对旋合接触面形成良好的润滑效果，有效防止了螺母1和丝杆2 之间的磨损，并且这种润滑效果持续时间很长，只要稍微发生一点磨损，即有石墨被磨损下来起到润滑作用，大大提高了丝杆螺母传动机构的使用寿命。将采用相同材质的两组丝杆螺母传动机构应用在电动铆钉枪上，第一组为普通丝杆螺母传动机构，第二组为本实施例中的固体自润滑丝杆螺母传动机构，实验表明，第一组铆钉枪在拉铆15000次左右时出现损坏，检查发现丝杆螺母传动机构中的螺母内丝严重磨损，已无法使用；第二组铆钉枪在拉铆30000 次左右时出现电机损坏，基本已达到电机使用寿命，检查发现丝杆螺母传动机构仅有轻微磨损。

实施例2

结合图4所示，本实施例的一种固体自润滑的丝杆螺母传动机构，包括螺母1、与螺母1 相匹配的丝杆2，螺母1上开设有若干连接至螺母内丝的轴向槽，且该若干轴向槽沿螺母1 的内孔周向均匀分布，每条轴向槽内均镶嵌有固体润滑嵌件3，该固体润滑嵌件3构成螺母内丝的一部分，并与丝杆2旋合接触。在本实施例中，上述的轴向槽沿螺母1的轴线方向均匀设置，并且均匀设置4条最佳，并在每个轴向槽内镶嵌条状的固体润滑嵌件3，这样即可保证螺母1在丝杆2的整个运行行程上均能够实现良好的润滑效果。

本实施例采用在螺母1上开设轴向槽的方式来安装固体润滑嵌件3，这种方式相对于实施例1而言，轴向槽加工略困难，但在完整的螺母内丝上均具有固体润滑嵌件3，因此具有非常好的润滑效果。在制作时，先在螺母1的内孔中加工出轴向槽，然后将石墨条嵌入轴向槽内，并使石墨条略突出螺母内丝，然后再对螺母内丝再次进行加工，使突出的石墨条被加工为螺母内丝，形成螺母内丝的一部分。

本实施例的一种固体自润滑的丝杆螺母传动机构，在进行传动过程中，螺母1的内丝与丝杆2的外丝紧密贴合旋转传动，当发生磨损时，石墨嵌件被摩擦下来，并在螺母1和丝杆2的旋合接触面形成润滑层，对旋合接触面形成良好的润滑效果，有效防止了螺母1和丝杆2 之间的磨损，并且这种润滑效果持续时间很长，只要稍微发生一点磨损，即有石墨被磨损下来起到润滑作用，大大提高了丝杆螺母传动机构的使用寿命。

实施例3

结合图3所示，本实施例的一种固体自润滑的丝杆螺母传动机构，包括螺母1、与螺母1 相匹配的丝杆2，丝杆2上开设有若干连接至丝杆外丝的径向孔，且该径向孔在丝杆2上沿丝杆外丝的螺旋线均匀分布，每个径向孔内均镶嵌有固体润滑嵌件3，该固体润滑嵌件3构成丝杆外丝的一部分，并与螺母1旋合接触。

本实施例采用在丝杆2上开设径向孔的方式来安装固体润滑嵌件3，这种方式相对于实施例1而言，对于丝杆2的强度存在一定影响，对于直径较大的丝杆2更为实用。在制作时，可先在丝杆2上按规律打出径向孔，然后将石墨柱嵌入径向孔内，并使石墨柱略突出丝杆外丝，然后再对丝杆外丝再次进行加工，使突出的石墨柱被加工为丝杆外丝，形成丝杆外丝的一部分。

本实施例的一种固体自润滑的丝杆螺母传动机构，在进行传动过程中，螺母1的内丝与丝杆2的外丝紧密贴合旋转传动，当发生磨损时，石墨嵌件被摩擦下来，并在螺母1和丝杆 2的旋合接触面形成润滑层，对旋合接触面形成良好的润滑效果，有效防止了螺母1和丝杆2 之间的磨损，并且这种润滑效果持续时间很长，只要稍微发生一点磨损，即有石墨被磨损下来起到润滑作用，大大提高了丝杆螺母传动机构的使用寿命。

实施例4

结合图5所示，本实施例的一种固体自润滑的丝杆螺母传动机构，包括螺母1、与螺母1 相匹配的丝杆2，丝杆2上开设有若干连接至丝杆外丝的轴向槽，且该若干轴向槽沿丝杆2 的周向均匀分布，每条轴向槽内均镶嵌有固体润滑嵌件3，该固体润滑嵌件3构成丝杆外丝的一部分，并与螺母1旋合接触。在本实施例中，上述的轴向槽沿丝杆2的轴线方向均匀设置，并且均匀设置4条最佳，并在每个轴向槽内镶嵌条状的固体润滑嵌件3。

本实施例采用在丝杆2上开设轴向槽的方式来安装固体润滑嵌件3，这种方式相对于实施例2而言，在丝杆2上开设轴向槽的长度较长，但在丝杆2上加工轴向槽相对更加方便。在制作时，先在丝杆2上加工出轴向槽，然后将石墨条嵌入轴向槽内，并使石墨条略突出丝杆外丝，然后再对丝杆外丝再次进行加工，使突出的石墨条被加工为丝杆外丝，形成丝杆外丝的一部分。

实施例5

本实施例的一种固体自润滑的丝杆螺母传动机构，包括螺母1、与螺母1相匹配的丝杆2，螺母1上开设有连接至螺母内丝的孔或槽，在该孔或槽内镶嵌有固体润滑嵌件3，该固体润滑嵌件3构成螺母内丝的一部分，并与丝杆2旋合接触；丝杆2上也开设有连接至丝杆外丝的孔或槽，在该孔或槽内也镶嵌有固体润滑嵌件3，该固体润滑嵌件3构成丝杆外丝的一部分，并与螺母1旋合接触。

在本实施例中，螺母1和丝杆2上均设有固体润滑嵌件3，即可将实施例1中的螺母1与实施例3或实施例4中的丝杆2相配合，或将实施例2中的螺母1与实施例3或实施例4 中的丝杆2相配合，得到本实施例中的丝杆螺母传动机构。在进行传动过程中，螺母1的内丝与丝杆2的外丝紧密贴合旋转传动，当发生磨损时，螺母1和丝杆2上的石墨嵌件被摩擦下来，并在螺母1和丝杆2的旋合接触面形成润滑层，对旋合接触面形成良好的润滑效果，有效防止了螺母1和丝杆2之间的磨损，并且这种润滑效果持续时间很长，只要稍微发生一点磨损，即有石墨被磨损下来起到润滑作用，大大提高了丝杆螺母传动机构的使用寿命。

本实用新型的一种固体自润滑的丝杆螺母传动机构，通过在螺母和/或丝杆上镶嵌固体润滑嵌件，并将固体润滑嵌件作为螺母和/或丝杆的螺纹一部分，使固体润滑嵌件与螺纹实现旋合接触，在丝杆螺母副传动过程中，受到磨擦而脱离的固体润滑材料在旋合接触面上形成润滑层，大幅降低了螺母与丝杆之间的摩擦系数，改善了螺母与丝杆的传动稳定性，提高了丝杆螺母传动机构的使用寿命；并且该固体自润滑的丝杆螺母传动机构，具有结构简单、制作方便、制作成本低等优点，可广泛代替滚珠丝杠使用。

以上示意性地对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性地设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种固体自润滑的丝杆螺母传动机构，包括螺母(1)、与螺母(1)相匹配的丝杆(2)，其特征在于：所述的螺母(1)上开设有连接至螺母内丝的孔或槽，且该孔或槽内镶嵌有固体润滑嵌件(3)，该固体润滑嵌件(3)构成螺母内丝的一部分，并与丝杆(2)旋合接触。

2.根据权利要求1所述的一种固体自润滑的丝杆螺母传动机构，其特征在于：所述的螺母(1)上开设有若干连接至螺母内丝的径向孔，且该径向孔在螺母(1)上沿螺母内丝的螺旋线均匀分布，每个径向孔内均镶嵌有固体润滑嵌件(3)。

3.根据权利要求1所述的一种固体自润滑的丝杆螺母传动机构，其特征在于：所述的螺母(1)上开设有若干连接至螺母内丝的轴向槽，且该若干轴向槽沿螺母(1)的内孔周向均匀分布，每条轴向槽内均镶嵌有固体润滑嵌件(3)。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种固体自润滑的丝杆螺母传动机构，其特征在于：所述的固体润滑嵌件(3)由石墨或以石墨为主的固体润滑材料制成。

5.根据权利要求4所述的一种固体自润滑的丝杆螺母传动机构，其特征在于：所述的螺母(1)的材质为铜，所述的丝杆(2)的材质为合金钢。

6.一种固体自润滑的丝杆螺母传动机构，包括螺母(1)、与螺母(1)相匹配的丝杆(2)，其特征在于：所述的丝杆(2)上开设有连接至丝杆外丝的孔或槽，且该孔或槽内镶嵌有固体润滑嵌件(3)，该固体润滑嵌件(3)构成丝杆外丝的一部分，并与螺母(1)旋合接触。

7.根据权利要求6所述的一种固体自润滑的丝杆螺母传动机构，其特征在于：所述的丝杆(2)上开设有若干连接至丝杆外丝的径向孔，且该径向孔在丝杆(2)上沿丝杆外丝的螺旋线均匀分布，每个径向孔内均镶嵌有固体润滑嵌件(3)。

8.根据权利要求7所述的一种固体自润滑的丝杆螺母传动机构，其特征在于：所述的丝杆(2)上开设有若干连接至丝杆外丝的轴向槽，且该若干轴向槽沿丝杆(2)的周向均匀分布，每条轴向槽内均镶嵌有固体润滑嵌件(3)。

9.根据权利要求6或7或8所述的一种固体自润滑的丝杆螺母传动机构，其特征在于：所述的固体润滑嵌件(3)由石墨或以石墨为主的固体润滑材料制成。

10.根据权利要求9所述的一种固体自润滑的丝杆螺母传动机构，其特征在于：所述的螺母(1)的材质为铜，所述的丝杆(2)的材质为合金钢。