一种可自锁的行星滚柱丝杠副的制作方法

专利名称：一种可自锁的行星滚柱丝杠副的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可自锁的滚动螺旋传动装置。
现有技术行星滚珠丝杠副作为滚动螺旋传动的典型形式之一，可实现旋转运动与直线运动的相互转化，具有高承载能力、高强度、高可靠性、寿命长、振动小、噪声低、螺母和螺杆易分离等优点。行星滚柱丝杠副以其显著的优点被越来越广泛的应用于直线机电作动器、数控机床、食品包装、起重机械、升降舞台等领域。行星滚柱丝杠副主要由丝杠、滚柱、螺母三部分组成，按滚道形式可分为循环式和非循环式两种。循环式滚柱丝杠的滚柱及螺母采用无螺旋升角的圆环滚道，只有丝杠是螺旋滚道。非循环式滚柱丝杠副的丝杠、滚柱和螺母均为螺旋滚道且三者的牙型和螺距相同。 现有行星滚柱丝杠产品均能实现旋转运动和直线运动的相互转化，既能将螺母的旋转运动与丝杠的直线运动相互转化，又能实现螺母的直线运动与丝杠的旋转运动之间的相互转化。正是由于行星滚柱丝杠副在运动转化中的灵活性，导致它不能实现自锁。行星滚柱丝杠副用于传动垂直移动的部件时，很容易由于部件自重或者载荷的作用而产生逆传动，因此必须采取相应的防逆转措施。

发明内容
为了防止行星滚柱丝杠在应用中产生逆传动，造成不必要的损失，设计了一种新型可自锁行星滚柱丝杠副。本发明的目的就是设计一种承载能力强、结构简单、传动刚度大、可靠性高、寿命长、噪声低、具有自锁性的行星滚柱丝杠副。本发明的技术方案是一种可自锁的行星滚柱丝杠副，主要包括丝杠I、自锁螺母
2、自锁套筒4、滚柱5 ;所述丝杠I带有多头螺纹牙，多个滚柱5周向均布于丝杠I和自锁螺母2之间的环形空腔，且滚柱5的单线螺纹牙同时与自锁螺母2的内螺纹和丝杠I的外螺纹啮合；滚柱5的的螺纹牙螺旋角和自锁螺母2的内螺纹相互匹配，以保证在滚柱5和自锁螺母2之间不会出现相对运动；周向均布的多个滚柱5两端置于保持架6相应的均布孔中，以保证各个滚柱5之间有相同的间距，避免相互间摩擦；滚柱5两端均有外齿轮，内齿圈3的内齿和滚柱5端部的外齿轮相啮合；内齿圈3通过圆柱销7完成与自锁螺母2之间的周向定位；内齿圈3保证自锁螺母2与滚柱5工作时的协调，同时减小运动中的滑动；孔用弹性挡圈8置于两个保持架7的外侧，以实现对内齿圈3、保持架6的轴向定位；所述自锁套筒4通过螺纹连接位于自锁螺母2外周，且自锁套筒4外壁设有与具体应用场合固定的相应结构，如法兰结构、侧面安装结构或底面安装结构等；所述自锁螺母2与执行机构连接。
作为一种较优方式，自锁螺母2外螺纹与自锁套筒4的内螺纹牙型为矩形。工作时，动力通过丝杠I输入，丝杠I的右端部与电机连接，运动的输出通过自锁螺母2左端与执行装置连接，自锁套筒4通过其右端的法兰结构固定在应用场合中。电机带动丝杠I转动，通过摩擦转矩带动滚柱5作反向自转，同时滚柱5作同方向的公转,从而带动自锁螺母2直线运动，由于自锁螺母2周向自由，故螺母在直线运动的同时也存在旋转运动，进而实现自锁螺母2在固定的自锁套筒4内同时作直线运动和旋转运动。由于自锁螺母2的外螺纹与自锁套筒4之间为滑动螺旋传动，故而在轴向载荷或部件自重的作用下，不会发生由于自锁螺母2的直线运动而引起的逆传动，也即很好的防止了反向自行运动，从而实现自锁。
本发现的有益效果是通过对行星滚柱丝杠副结构的重新设计，得到了一种具备自锁功能的滚动螺旋传动机构，这种具有自锁性的行星滚柱丝杠副再将旋转运动转化为直线运动的同时保持了现有滚柱丝杠副承载能力强，结构简单、传动刚度大、可靠性高、寿命长、噪声低的显著优点。各个部件的设计充分考虑了与应用场合的连接，自锁螺母2与执行机构的连接端可根据实际应用场合加工出内螺纹或者采用其他的中间媒介进行连接，自锁套筒4端部的法兰可根据具体应用场合的尺寸进行订制，其位置和形式也可以根据安装空间的不同进行相应的改进，比如可将本设计中端面安装法兰改为侧面安装或底面安装。本发明所涉及的可自锁行星滚柱丝杠副的主要优点是结构简单紧凑、易实现与应用场合的连接，传动刚度大、可靠性高、寿命长、噪声低等，而且所述可自锁行星滚柱丝杠副可广泛应用于直线机电作动器、数控机床、食品包装、起重机械、升降舞台等对自锁性有要求且需要输出直线运动的场合。


图I是实施例中的可自锁的行星滚柱丝杠副主视图；图2是自锁螺母结构轴测图；图3是自锁套筒结构轴测图；其中1_丝杠；2_自锁螺母；3_内齿圈；4_自锁套筒；5-滚柱；6_保持架；7-圆柱销；8-孔用弹性挡圈。
具体实施例方式参阅图I-图3，本实施例中的可自锁的行星滚柱丝杠副，主要包括丝杠I、自锁螺母2、自锁套筒
4、滚柱5 ；所述丝杠I带有多头螺纹牙，螺纹的牙侧角为90度，螺纹牙的牙型为三角形；10个滚柱5周向均布于丝杠I和自锁螺母2之间的环形空腔，且滚柱5的单线螺纹牙同时与自锁螺母2的内螺纹和丝杠I的外螺纹啮合，本实施例中，自锁螺母2外螺纹与自锁套筒4的内螺纹牙型为矩形；滚柱5的螺纹牙牙型为双圆弧形，同时滚柱5的的螺纹牙螺旋角和自锁螺母2的内螺纹相互匹配，以保证在滚柱5和自锁螺母2之间不会出现相对运动；周向均布的10个滚柱5两端置于保持架6相应的10个均布孔中，以保证各个滚柱5之间有相同的间距，避免相互间摩擦；滚柱5两端均有外齿轮，内齿圈3的内齿和滚柱5端部的外齿轮相啮合；内齿圈3通过圆柱销7完成与自锁螺母2之间的周向定位；内齿圈3保证自锁螺母2与滚柱5工作时的协调，同时减小运动中的滑动；孔用弹性挡圈8置于两个保持架7的外侧，以实现对内齿圈3、保持架6的轴向定位。所述自锁套筒4通过螺纹连接位于自锁螺母2外周，且自锁套筒4外壁设有与具体应用场合固定的相应结构，本实施例中通过自锁套筒4 一端的法兰结构，将该装置固定在工作环境中；本实施例中，自锁螺母2通过内螺纹与执行机构连接。工作时，动力通过丝杠I输入，丝杠I的右端部与电机连接，运动的输出通过螺母左端与执行装置连接，自锁套筒4通过其右端的法兰结构固定在应用场合中。电机带动丝杠I转动，通过摩擦转矩带动滚柱5作反向自转，同时滚柱5作同方向的公转,从而带动自锁螺母2直线运动，由于自锁螺母2周向自由，故螺母在直线运动的同时也存在旋转运动，进而实现自锁螺母在固定的自锁套筒4内同时作直线运动和旋转运动。由于自锁螺母2的 外螺纹与自锁套筒4之间为滑动螺旋传动，故而在轴向载荷或部件自重的作用下，不会发生由于自锁螺母2的直线运动而引起的逆传动，也即很好的防止了反向自行运动，从而实现自锁。
权利要求
1.一种可自锁的行星滚柱丝杠副，其特征在于主要包括丝杠(I )、自锁螺母(2)、自锁套筒(4)、滚柱(5)； 所述丝杠(I)带有多头螺纹牙，多个滚柱(5)周向均布于丝杠(I)和自锁螺母(2)之间的环形空腔，且滚柱(5)的单线螺纹牙同时与自锁螺母(2)的内螺纹和丝杠(I)的外螺纹啮合；滚柱(5)的的螺纹牙螺旋角和自锁螺母(2)的内螺纹相互匹配； 周向均布的多个滚柱(5)两端置于保持架(6)相应的均布孔中；滚柱(5)两端均有外齿轮，内齿圈(3)的内齿和滚柱(5)端部的外齿轮相啮合；内齿圈(3)通过圆柱销(7)完成与自锁螺母(2)之间的周向定位； 孔用弹性挡圈(8)置于两个保持架(7)的外侧，以实现对内齿圈(3)、保持架(6)的轴向定位; 所述自锁套筒(4)通过螺纹连接位于自锁螺母(2)外周，且自锁套筒(4)外壁设有与具体应用场合固定的相应结构； 所述自锁螺母(2)与执行机构连接。
2.一种如权利要求I所述的可自锁的行星滚柱丝杠副，其特征在于所述自锁螺母(2)外螺纹与自锁套筒(4)的内螺纹牙型为矩形。
全文摘要
本发明公开了一种可自锁的行星滚柱丝杠副。该行星滚柱丝杠副主要由丝杠、自锁螺母、自锁套筒、滚柱组成，电机带动丝杠转动，通过摩擦转矩带动滚柱既自转又公转，从而带动自锁螺母在固定的自锁套筒内同时作直线运动和旋转运动。依靠自锁螺母的外螺纹与自锁套筒之间的滑动螺旋传动，很好的防止了反向自行运动，从而实现自锁。主要优点具有自锁性、结构简单紧凑、易实现与应用场合的连接，传动刚度大、可靠性高、寿命长、噪声低等。
文档编号F16H25/22GK102829145SQ20121033128
公开日2012年12月19日 申请日期2012年9月7日 优先权日2012年9月7日
发明者刘更, 张晓彩, 党金良, 马尚君, 佟瑞庭, 吴立言, 刘岚, 贺朝霞, 王海伟, 杨小辉 申请人:西北工业大学