CN215293480U - 一种超大导程端盖式微型滚珠丝杆副 - Google Patents

Abstract

一种超大导程端盖式微型滚珠丝杆副，包括滚珠丝杆(1)、钢珠(2)、螺母(3)、端盖反向器(4)、螺钉(5)，所述螺母(3)套设于所述丝杆(1)上，所述螺母(3)和所述丝杆(1)之间填充所述钢珠(2)，所述端盖反向器(4)设置于所述螺母(3)两侧，且套设于所述丝杆(1)上，所述端盖反向器(4)设有两道回珠槽；所述螺母(3)通过砂轮磨削内螺纹滚道；所述砂轮轴向截形坐标为：

x_t、y_t、z_t‑‑接触点空间坐标值，β‑‑砂轮轴线与螺母轴线的夹角，T‑‑砂轮轴线与螺母轴线的最短距离，X_t、Y_t、Z_t‑‑砂轮空间坐标值，Z_w‑‑砂轮截形横向坐标，R_w‑‑砂轮截形纵向坐标。

Description

一种超大导程端盖式微型滚珠丝杆副

技术领域

本实用新型涉及滚珠丝杆技术领域，尤其涉及一种超大导程的端盖式微型滚珠丝杆副。

背景技术

滚珠丝杆副是回转运动与直线运动相互转换的理想传动装置，其工作原理是：在丝杆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，当丝杆相对于螺母做旋转运动吋，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，滚珠在丝杆上滚过数圈后，通过回程引导装置(反向器)，逐个滚回到丝杆和螺母之间，构成一个闭合的回路管道，其具有传动效率高、定位精度高、传动可逆性等特点。

但是在滚珠丝杆副中螺母螺纹滚道要保证精度是比较难加工的，特别是对于超大导程的微型滚珠丝杆而言；在加工螺母内螺纹时通常要保证高精度的哥特式螺纹，螺母内螺纹采用的是磨削加工，但是在用于加工大导程微型滚珠丝杆时会由于其导程太大，丝杆外径太小，致使固定砂轮的刀杆会与螺母本身发生干涉，限制螺纹内滚道的磨削，导致无法加工超大导程的微型滚珠丝杆副。

实用新型内容

本实用新型的目的就是要提供一种超大导程的端盖式微型滚珠丝杆副，所要解决的就是针对超大导程微型滚珠丝杆副螺母内螺纹加工干涉问题。为实现该目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种超大导程的端盖式微型滚珠丝杆副，包括滚珠丝杆、钢珠、螺母、端盖反向器、螺钉，螺母套设于丝杆上，螺母和丝杆之间填充钢珠，端盖反向器设置于螺母两侧，且套设于丝杆上，端盖反向器设有两道回珠槽；螺母通过砂轮磨削内螺纹滚道；砂轮轴向截形坐标为：

其中，x_t、y_t、z_t--接触点空间坐标值，β--砂轮轴线与螺母轴线的夹角，T--砂轮轴线与螺母轴线的最短距离，X_t、Y_t、Z_t--砂轮空间坐标值，Z_w--砂轮截形横向坐标，R_w-- 砂轮截形纵向坐标。

进一步的，砂轮安装轴与螺母中心线的角度小于螺旋升角。

进一步的，两端端盖反向器分别通过一个凸台与螺母的两侧定位。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：微型滚珠丝杆导程能够做的更大，丝杆驱动速度更快，能够应用到更多的领域。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本实用新型进行更详细的描述。其中：

图1是本实用新型滚珠丝杆副结构示意图。

图2是本实用新型滚珠丝杆副结构爆炸图。

图3是本实用新型砂轮磨削结构示意图。

图4是本实用新型螺母滚道法向截面与丝杆滚道法向截面在位于O₁-X′Y′Z′坐标系中的示意图。

图5是本实用新型螺母滚道面加工坐标系示意图。

图6是本实用新型砂轮截形坐标图。

其中，附图标记含义为：

1、滚珠丝杆，2、钢珠，3、螺母，4、端盖反向器，5、螺钉。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。

如图1、2所示，本实用新型超大导程微型滚珠丝杆副包括滚珠丝杆1、钢珠2、螺母3、端盖反向器4、螺钉5，螺母3套设于丝杆1上，螺母3和丝杆1之间填充钢珠2，端盖反向器4设置于螺母两侧，且套设于丝杆1上，端盖反向器4设有两道回珠槽，并分别通过一个凸台与螺母3的两侧定位。

螺母3的加工工艺为：

1.下料-根据所需螺母加工件尺寸长度截取，预留2-3mm，方便之后把端面车平。

2.加工非精密位置-用车铣复合加工滚珠丝杆的螺旋线，再用加工中心加工螺母3外圆、法兰安装孔及法兰铣扁。

3.淬火-把螺母进行淬火处理，保证其螺纹滚道部分硬度达到60±2HRC，增加其螺纹强度。

4.精磨外圆-用锥心轴涨紧螺母两端，精磨螺母外圆，保证其安装精度。

5.割内螺纹线-用卡盘夹持螺母外圆，以此为基准沿之前加工的螺旋线割内螺纹。

6.粗磨内螺纹-用卡盘夹持螺母外圆，先用千分表打下螺母内孔跳动，然后修正砂轮及安装角度，开始粗磨内螺纹滚道，预留0.2mm的余量。

7.精磨内螺纹-与上部步骤相同，修正砂轮及安装角度后精磨内螺纹滚道，磨完后需放入准备好的钢珠与丝杆进行配合，看其是否精磨到位。

8.加工配合位-加工与其他零件相互配合的键槽、三角螺纹等连接位。

其上述所说的加工工艺特征是：对砂轮截形及安装角度做出了改变，能够适用与超大导程微型滚珠丝杆副的加工并保证其加工出的滚道还是我们所需的哥特式螺纹。

如图3所示，更改磨削砂轮的截形通过计算螺母滚道螺旋面与砂轮回转面的接触线，然后再绕砂轮轴线回转得出具体的砂轮截形；再把砂轮安装轴与螺母中心线的角度更改为β，不再是与螺旋升角相同，而是要比它小如上图所示，具体可以是8°(传统的超大导程指的是丝杆螺旋升角大于17°，一般磨削螺母螺纹滚道，砂轮轴与螺母中心线是呈与螺纹升角

的角度相同的安装方式)。这样再来加工超大导程时就不会出现与螺母干涉，限制磨削的情况。

获得砂轮截形的步骤具体为：首先建立螺旋曲面的数学模型：如图4所示，设O-XYZ为固定坐标系， Z轴与螺母轴线一致，螺母滚道法向截面与丝杆滚道法向截面位于O₁-X′Y′Z′坐标系中，且轴X与 X′轴重合，将O-XYZ沿X轴平移一段r₀距离得到O₁-X₁Y₁Z₁，O₁-X₁Y₁Z₁与O₁-X′Y′Z′的夹角为

而坐标系O-τσυ为螺母滚道法向截面的法向矢量坐标。最后可得螺母滚道螺旋面方程为：

r₀--滚珠丝杆公称半径，R--滚道曲率半径，e--滚道偏心距，u-- 滚道圆弧角度，且0＜u＜π/2；θ--参数角，P_h--导程。

如图5所示，建立螺母滚道面加工坐标系,求解螺旋面上接触线的方程：设工件螺母在O-xyz坐标系，其中z轴与螺母的中心轴线一致，螺母滚道法向截面在O-x′y′z′中，且x轴与x′轴重合，O- x′y′z′相对O-xyz绕x轴旋转

砂轮在O₁-XYZ中，x轴与X轴重合，砂轮轴线和螺母轴线的夹角为β，2条轴线间的最短距离为T。最后可得接触线方程：

其中，u--滚道圆弧角度，且0＜u＜π/2；θ--参数角，n_x、n_y、n_z--螺旋面上任意一点的法向失量大小，β--砂轮轴线与螺母轴线的夹角，T--砂轮轴线与螺母轴线的最短距离，x、y、z--法线上动点的空间坐标矢量值。

由图6可知接触点与砂轮截形坐标间的转化关系，可得砂轮轴向截形坐标为：

其中，x_t、y_t、z_t--接触点空间坐标值，β--砂轮轴线与螺母轴线的夹角，T--砂轮轴线与螺母轴线的最短距离，X_t、Y_t、Z_t--砂轮空间坐标值，Z_w--砂轮截形横向坐标，R_w-- 砂轮截形纵向坐标。其为超越方程采用割线法计算接触点，并根据接触点来转换得到砂轮截形。

以上，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制。虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非·用以限定本实用新型。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。

Claims (3)

1.一种超大导程端盖式微型滚珠丝杆副，包括滚珠丝杆(1)、钢珠(2)、螺母(3)、端盖反向器(4)、螺钉(5)，所述螺母(3)套设于所述丝杆(1)上，所述螺母(3)和所述丝杆(1)之间填充所述钢珠(2)，所述端盖反向器(4)设置于所述螺母(3)两侧，且套设于所述丝杆(1)上，所述端盖反向器(4)设有两道回珠槽；其特征在于：所述螺母(3)通过砂轮磨削内螺纹滚道；所述砂轮轴向截形坐标为：

其中，x_t、y_t、z_t--接触点空间坐标值，β--砂轮轴线与螺母轴线的夹角，T--砂轮轴线与螺母轴线的最短距离，X_t、Y_t、Z_t—砂轮空间坐标值，Z_w—砂轮截形横向坐标，R_w—砂轮截形纵向坐标。

2.如权利要求1所述的一种超大导程端盖式微型滚珠丝杆副，其特征在于：所述砂轮安装轴与螺母(3)中心线的角度小于螺旋升角。

3.如权利要求2所述的一种超大导程端盖式微型滚珠丝杆副，其特征在于：两端所述端盖反向器(4)分别通过一个凸台与所述螺母(3)的两侧定位。

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