CN219888652U - 一种行星滚柱丝杆传动机构及电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种行星滚柱丝杆传动机构及电机，所述行星滚柱丝杆传动机构包括螺母套筒和传动组件；所述螺母套筒的内侧壁设有螺纹；所述传动组件包括丝杆和两根以上滚柱，所述丝杆上设有丝杆螺纹部，所述滚柱上设有滚柱螺纹部；所述丝杆与所述螺母套筒同轴设置，所述滚柱位于所述螺母套筒与所述丝杆之间，且所述滚柱螺纹部分别与所述丝杆螺纹部、所述螺母套筒的螺纹对齐啮合，且两根以上所述滚柱在螺母套筒与所述丝杆之间的位置保证丝杆始终与所述螺母套筒同轴；所述电机包括上述行星滚柱丝杆传动机构。本实用新型提供的行星滚柱丝杆传动机构及电机具有高传动效率、高精度及较大的承载能力。

Description

一种行星滚柱丝杆传动机构及电机

技术领域

本实用新型涉及一种传动机构设计领域，尤其涉及一种行星滚柱丝杆传动机构及电机。

背景技术

随着工业自动化的高速发展，自动化机械设备应用与众多领域，而电机作为自动化设备中最常见的动力源，尤其是旋转电机的应用非常广泛，但自动化设备的对动力的输出形式各不相同，往往需要将旋转动作转化为线性输出；这就会应用到相应的传动结构；最常见的将旋转变线性输出的传动机构为丝杆传动机构，现有的丝杆传动机构有梯形丝杆传动副和滚珠丝杆传动副。

梯形丝杆传动副承载能力较强并且能够自锁，但是机械传动效率低、传动精度不高；滚珠丝杆传动副的机械传动效率高，并且传动精度高，但是其承载能力与滚珠大小相关，滚珠越大，承载能力越强，但同时导程变大，丝杆输出的推拉力则变小。在一些特殊领域，例如机器人领域，动力输出不仅需要较高的机械效率和传动精度，还需要较强的承载能力、较好的刚度以及较大的输出功率，现有的传动机构无法同时满足以上需求。

另外，特定的自动化的设备中，对动力输出机构的设计还有尺寸空间的限制。

因此，如何设计一种传动机构，代替现有的梯形丝杆传动副或滚珠丝杆传动副，以同时满足较强的承载能力、较好的刚度以及较大的输出功率，是本领域技术人员关注的焦点。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种行星滚柱丝杆传动机构及电机，用于解决现有丝杆传动副无法同时满足较强承载能力、较好刚度、较大输出功率的问题。

为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本实用新型提出一种行星滚柱丝杆传动机构，包括螺母套筒和传动组件；所述螺母套筒的内侧壁设有螺纹；所述传动组件包括丝杆和两根以上滚柱，所述丝杆上设有丝杆螺纹部，所述滚柱上设有滚柱螺纹部；

所述丝杆与所述螺母套筒同轴设置，所述滚柱设于所述螺母套筒与所述丝杆之间，且所述滚柱螺纹部分别与所述丝杆螺纹部、所述螺母套筒内侧螺纹对齐啮合，且两根以上所述滚柱在螺母套筒与所述丝杆之间的位置保证丝杆始终与所述螺母套筒同轴；当所述螺母套筒转动，所述滚柱沿所述螺母套筒内侧螺纹滚动，并带动所述丝杆轴向移动。

采用本实用新型提供的行星滚柱丝杆传动机构，作为动力输入端的螺母套筒与作为动力输出端的丝杆之间通过行星滚柱传动，具有滚珠丝杆具备的高传动精度、高传动效率，同时还具备高承载能力和高结构强度。

优选地，所述滚柱螺纹部与所述丝杆螺纹部的螺纹旋向相反，所述丝杆螺纹部与所述螺母套筒的螺纹的旋向相同；所述滚柱螺纹部与所述丝杆螺纹部的螺纹头数比，等于所述滚柱螺纹部中径与所述丝杆螺纹部中径的直径比。通过以上结构设计，实现了丝杆和滚柱轴向位置的相对固定，使得丝杆和滚柱啮合位置固定，降低丝杆螺纹段长度需求，便于传动机构的总体结构设计，同时降低加工难度。

优选地，所述丝杆上设有一个以上丝杆齿轮部，所述滚柱上对应设有一个以上滚柱齿轮部，所述滚柱齿轮部与所述丝杆齿轮部一一对应啮合；所述滚柱齿轮部与所述丝杆齿轮部的齿数比，等于所述滚柱螺纹部与所述丝杆螺纹部的螺纹头数比；所述丝杆齿轮部的分度圆直径等于所述丝杆螺纹部中径；所述滚柱齿轮部上还设有螺纹，所述滚柱齿轮部上的螺纹与所述螺母套筒上的螺纹啮合。丝杆齿轮部和滚柱齿轮部的设计，能够避免滚柱沿丝杆切向滑动，进一步保证传动机构稳定性，同时丝杆齿轮部和滚柱齿轮部啮合，进一步加强了结构强度，分担了螺纹啮合位置的受力。

进一步优选地，所述丝杆齿轮部的数量及每根所述滚柱上的滚柱齿轮部数量均为两个；所述丝杆螺纹部位于两个所述丝杆齿轮部之间。丝杆齿轮部前后均通过齿轮啮合，受力更均匀，结构更稳定。

优选地，所述滚柱的数量为6根，6根所述滚柱绕所述丝杆均匀分布。通过6根滚柱均匀分布于丝杆与螺母套筒之间，通过滚柱即可实现丝杆与螺母套筒的同轴；同时，6根滚柱均匀分布，丝杆受到的综合径向力非常小，传动机构的稳定性和承载能力都很高。

优选地，所述传动组件还包括两个滚柱保持架，所述滚柱保持架可旋转套设于所述丝杆上，所述滚柱保持架上设有与所述滚柱一一对应的装配孔，所述滚柱的两端分别插入两个所述滚柱保持架的装配孔中。通过两端滚柱保持架对滚柱的进一步限位，进一步保证滚柱与丝杆的平行度，保证传动机构的结构稳定性，同时还能进一步保证多根滚柱之间位置的相对固定；另外，通过滚柱保持架的设计，能够有效降低传动机构的组装难度。

优选地，所述传动组件还包括两个挡圈，分别于两个所述滚柱保持架远离丝杆螺纹部的一侧装配于所述丝杆上，用于两个所述滚柱保持架的轴向定位。

优选地，所述螺母套筒的外侧设有若干磁钢槽，用于安装永磁体。为将螺母套筒作为电机转子套筒使用提供了便利。

优选地，所述螺母套筒前端还固定安装有套筒前盖，所述套筒前盖上设有通孔，所述丝杆的输出端通过所述通孔伸出；所述螺母套筒后端还固定安装有套筒后盖。能够对传动组件在螺母套筒内的行程进行限制。

本使用新型还提供一种电机，采用上述行星滚柱丝杆传动机构，将螺母套筒作为电机的转子，无需在电机外部连接传动机构，即可实现线性输出，不仅具有上述行星滚柱丝杆的高传动效率、高精度、高刚度的优点，同时还有利于设备的小型化设计。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

其中：

图1为本实用新型一实施例行星滚柱丝杆传动机构的立体结构示意图；

图2为本实用新型一实施例行星滚柱丝杆传动机构的剖视结构示意图；

图3为图2中局部A处的放大视图；

图4为本实用新型一实施例中传动组件的立体结构示意图；

图5为本实用新型一实施例中丝杆的立体结构示意图；

图6为本实用新型一实施例中滚柱的立体结构示意图。

附图标记说明如下：1-螺母套筒；11-磁钢槽；12-套筒前盖；13-套筒后盖；2-传动组件；21-丝杆；211-丝杆输出端；212-丝杆螺纹部；213-丝杆齿轮部；22-滚柱；221-滚柱螺纹部；222-滚柱齿轮部；23-滚柱保持架；24-挡圈。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参照图1至图6，本实用新型一实施例提供一种行星滚柱丝杆传动机构，包括螺母套筒1和传动组件2；所述螺母套筒1的内侧壁设有螺纹；所述传动组件2包括丝杆21和两根以上滚柱22，所述丝杆21包括丝杆输出端211和丝杆螺纹部212，所述滚柱22上设有滚柱螺纹部221。

所述丝杆21与所述螺母套筒1同轴设置，所述滚柱22设于所述螺母套筒1与所述丝杆21之间，且所述滚柱螺纹部221分别与所述丝杆螺纹部212、所述螺母套筒1内侧螺纹对齐啮合，多根所述滚柱22在螺母套筒1与所述丝杆21之间的位置保证丝杆21始终与所述螺母套筒1同轴；当所述螺母套筒1转动，所述滚柱22沿所述螺母套筒1内侧螺纹滚动，并带动所述丝杆21轴向移动。

在本实施例中，滚柱22的数量为6根，绕所述丝杆21周侧均匀分布；在一些其它可选实施例中，滚柱22的数量可以为3根或4根或5根，其具体数量根据刚度需求、丝杆螺纹部212直径、滚柱22等具体情况来进行设计；多根滚柱22的排布满足：丝杆21受到滚柱22的限位，径向不可移动；最佳的是：所有滚柱22绕所述丝杆21周侧均匀分布；当然，在另外一些可选实施例中，滚柱22的数量也可以为2根，这种情况下，两根滚柱22的中轴线与丝杆21的中轴线位于同一平面内。

采用上述实施例提供的行星滚柱丝杆传动机构，作为动力输入端的螺母套筒1与作为动力输出端的丝杆21之间通过行星式的滚柱22传动，具有滚珠丝杆具备的高传动精度、高传动效率，同时还具备高承载能力和高结构强度。

进一步的，一可选实施例中，所述滚柱螺纹部221与所述丝杆螺纹部212的螺纹旋向相反，所述丝杆螺纹部212与所述螺母套筒1的螺纹的旋向相同；所述滚柱螺纹部221与所述丝杆螺纹部212的螺纹头数比，等于所述滚柱螺纹部221中径与所述丝杆螺纹部212中径的直径比；在本实施例中，滚柱螺纹部221的螺纹头数为1头，丝杆螺纹部212的螺纹头数为多头，具体根据实际情况设计；通过以上结构设计，实现了丝杆21和滚柱22轴向位置的相对固定，使得丝杆21和滚柱22啮合位置固定，降低丝杆螺纹部212长度需求，便于传动机构的总体结构设计，同时降低加工难度。当然，在一些其它可选实施例中，所述滚柱螺纹部221也可以被设计为与丝杆螺纹部212的螺纹旋向相同，滚柱螺纹部221与所述螺母套筒1的螺纹头数比，等于所述滚柱螺纹部221中径与所述螺母套筒1螺纹位置中径的直径比；此时，滚柱22相对于述螺母套筒1的轴向位置不变，仅丝杆21在螺母套筒1旋转时发生轴向移动。

更进一步的，参照图2至图6，在一可选实施例中，所述丝杆21上设有一个以上丝杆齿轮部213，所述滚柱22上对应设有一个以上滚柱齿轮部222，所述滚柱齿轮部222与所述丝杆齿轮部213一一对应啮合；所述滚柱齿轮部222与所述丝杆齿轮部213的齿数比，等于所述滚柱螺纹部221与所述丝杆螺纹部212的螺纹头数比；所述丝杆齿轮部213的分度圆直径等于所述丝杆螺纹部212中径；所述滚柱齿轮部222上还设有螺纹，与所述螺母套筒1上的螺纹啮合。丝杆齿轮部213和滚柱齿轮部222的设计，能够避免滚柱22沿丝杆21切向滑动，进一步保证传动机构稳定性，同时丝杆齿轮部213和滚柱齿轮部222啮合，进一步加强了结构强度，分担了螺纹啮合位置的受力。进一步，作为优选方案，本示例中：丝杆齿轮部213的数量及每根所述滚柱22上的滚柱齿轮部222数量均为两个；两个所述丝杆齿轮部213分别设于所述丝杆螺纹部212的前方、后方，分别通过一个退刀槽与所述丝杆螺纹部212隔开。丝杆螺纹部212前后均通过齿轮啮合，受力更均匀，结构更稳定。

参照图2和图4，在一可选实施例中，所述传动组件2还包括两个滚柱保持架23，所述滚柱保持架23可旋转套设于所述丝杆21上，所述滚柱保持架23上设有与所述滚柱22一一对应的装配孔，所述滚柱22的两端分别可转动的插入两个所述滚柱保持架23的装配孔中。通过两端的滚柱保持架23对滚柱22的进一步限位，进一步保证滚柱22与丝杆21的平行度，保证传动机构的结构稳定性，同时还能进一步保证多个滚柱22之间位置的相对固定；另外，通过滚柱保持架23的设计，能够有效降低传动机构的组装难度。具体的，所述丝杆21上设有两个轴肩，用于定位安装两个所述滚柱保持架23，所述传动组件2还包括两个挡圈24，分别于两个所述滚柱保持架23远离丝杆螺纹部212的一侧装配于所述丝杆21上，用于两个所述滚柱保持架23的轴向定位，具体的，所述丝杆21上设有两个挡圈装配槽，用于安装所述挡圈24。

在一可选实施例中，所述螺母套筒1的外侧设有若干磁钢槽11，用于安装永磁体。为将螺母套筒1作为电机转子套筒使用提供了便利；在该实施例中，螺母套筒1的材质为低碳钢。

参照图1和图2，在一可选实施例中，所述螺母套筒1前端还固定安装有套筒前盖12，所述套筒前盖12上设有通孔，所述丝杆21的丝杆输出端211通过所述通孔伸出；所述螺母套筒1后端还固定安装有套筒后盖13。能够对传动组件2行程进行限制。

在一些可选实施例中，丝杆输出端211非圆柱形设计，利于配合其他装置对其进行限位，使其不能旋转。

本实用新型一实施例还提供一种电机，采用上述行星滚柱丝杆传动机构，将螺母套筒1作为电机的转子，无需在电机外部连接传动机构，即可实现线性输出，不仅具有上述行星滚柱丝杆传动机构的高传动效率、高精度、高刚度的优点，同时还有利于设备的小型化设计。

以上所揭露的仅为本实用新型较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种行星滚柱丝杆传动机构，其特征在于：包括螺母套筒(1)和传动组件(2)；所述螺母套筒(1)的内侧壁设有螺纹；所述传动组件(2)包括丝杆(21)和两根以上滚柱(22)，所述丝杆(21)上设有丝杆螺纹部(212)，所述滚柱(22)上设有滚柱螺纹部(221)；

所述丝杆(21)与所述螺母套筒(1)同轴设置，所述滚柱(22)位于所述螺母套筒(1)与所述丝杆(21)之间，且所述滚柱螺纹部(221)分别与所述丝杆螺纹部(212)、所述螺母套筒(1)的螺纹对齐啮合，且两根以上所述滚柱(22)在螺母套筒(1)与所述丝杆(21)之间的位置保证丝杆(21)始终与所述螺母套筒(1)同轴；当所述螺母套筒(1)转动，所述滚柱(22)沿所述螺母套筒(1)的螺纹滚动，并带动所述丝杆(21)轴向移动。

2.如权利要求1所述的行星滚柱丝杆传动机构，其特征在于：所述滚柱螺纹部(221)与所述丝杆螺纹部(212)的螺纹旋向相反，所述丝杆螺纹部(212)与所述螺母套筒(1)的螺纹的旋向相同；所述滚柱螺纹部(221)与所述丝杆螺纹部(212)的螺纹头数比，等于所述滚柱螺纹部(221)中径与所述丝杆螺纹部(212)中径的直径比。

3.如权利要求2所述的行星滚柱丝杆传动机构，其特征在于：所述丝杆(21)上设有一个以上丝杆齿轮部(213)，所述滚柱(22)上对应设有一个以上滚柱齿轮部(222)，所述滚柱齿轮部(222)与所述丝杆齿轮部(213)一一对应啮合；所述滚柱齿轮部(222)与所述丝杆齿轮部(213)的齿数比，等于所述滚柱螺纹部(221)与所述丝杆螺纹部(212)的螺纹头数比；所述丝杆齿轮部(213)的分度圆直径等于所述丝杆螺纹部(212)中径；所述滚柱齿轮部(222)上还设有螺纹，所述滚柱齿轮部(222)的螺纹与所述螺母套筒(1)上的螺纹啮合。

4.如权利要求3所述的行星滚柱丝杆传动机构，其特征在于：所述丝杆齿轮部(213)的数量及每根所述滚柱(22)上的滚柱齿轮部(222)数量均为两个；所述丝杆螺纹部(212)位于两个所述丝杆齿轮部(213)之间。

5.如权利要求1～4任一项所述的行星滚柱丝杆传动机构，其特征在于：所述滚柱(22)的数量为6根，6根所述滚柱(22)绕所述丝杆(21)均匀分布。

6.如权利要求2所述的行星滚柱丝杆传动机构，其特征在于：所述传动组件(2)还包括两个滚柱保持架(23)，所述滚柱保持架(23)可旋转套设于所述丝杆(21)上，所述滚柱保持架(23)上设有与所述滚柱(22)一一对应的装配孔，所述滚柱(22)的两端分别插入两个所述滚柱保持架(23)的装配孔中。

7.如权利要求6所述的行星滚柱丝杆传动机构，其特征在于：所述传动组件(2)还包括两个挡圈(24)，分别于两个所述滚柱保持架(23)远离所述丝杆螺纹部(212)的一侧装配于所述丝杆(21)上，用于两个所述滚柱保持架(23)的轴向限位。

8.如权利要求1所述的行星滚柱丝杆传动机构，其特征在于：所述螺母套筒(1)的外侧面设有若干磁钢槽(11)，用于安装永磁体。

9.如权利要求1所述的行星滚柱丝杆传动机构，其特征在于：所述螺母套筒(1)前端还固定安装有套筒前盖(12)，所述套筒前盖(12)上设有通孔，所述丝杆(21)的丝杆输出端(211)通过所述通孔伸出；

所述螺母套筒(1)后端还固定安装有套筒后盖(13)。

10.一种电机，其特征在于：包括如权利要求1～9任意一项所述的行星滚柱丝杆传动机构。