新型滚动摩擦组合多级丝杠的制作方法

本实用新型涉及一种新型滚动摩擦组合多级丝杠，属机械传动技术领域。可广泛应用于电动直竖装置、电动举伸、数控机床、控制执行系统、定位系统、塑料机械、军工、高承载直线运动系统、测量设备、低速旋转运动等方面，用于将旋转运动转化为直线运动远行程的场合。

背景技术：
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目前，常见的多级丝杠副间传递扭矩的结构形式为：一级丝杠与二级丝杠间采用对一组对边双键或二组对边双键传递扭矩，平键在键槽中作滑动摩擦，此种传递扭矩的方式在实际应用中会出现平键失效，平键在滑动过程中卡死等现象，传递效率低，传递不可靠。由于此类多级丝杠副结构多应于起竖装置中，平键在丝杠孔内长键槽中滑动，传递扭矩过程出现运转不平稳、失效、卡死现象，不易维护，也大大降低了丝杠传递扭矩的效率，因而有必要进行改进。

技术实现要素：
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本实用新型改进了现有平键在长键槽中传递扭矩的多级丝杠结构，提出了一种新型的滚动摩擦组合多级丝杠， 该新型的滚动摩擦组合多级丝杠能有效应用于多级丝杠之间的扭矩传递，且运动可靠、平稳，高效率、反应灵敏，无阻滞、滑移现象。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种新型滚动摩擦组合多级丝杠，包括n（n取1，2，3，4，….正整数）级丝杠螺母副，相邻两级丝杠螺母副的丝杠之间通过至少一个多边形滚动摩擦副联接，多边形滚动摩擦副固装在前级丝杠上，并配置于后级丝杠的多边形内孔中，实现多级丝杠联动。

本实用新型的进一步设计在于：

当多级丝杠螺母副为二级丝杠螺母副时，结构包括：一级丝杠与一级螺母、二级丝杠与二级螺母、以及安装在一级丝杠上并与二级丝杠配合的至少一个多边形滚动摩擦副，二级杠设有与该多边形滚动摩擦副相适配的内孔，一级、二级丝杠通过该多边形滚动摩擦副实现联动。

当多级丝杠螺母副为三级丝杠螺母副时，其中一级丝杠和二级丝杠之间经至少第一多边形滚动摩擦副配合；二级丝杠与三级丝杠之间经至少一个第二多边形滚动摩擦副配合。

多边形滚动摩擦副采用多边形保持架与安装在该多边形保持架上的滚柱或滚珠结构形式，其中滚柱的中心线必须垂直于各级丝杠的中心线布置在保持架上，滚珠可以在保持架内任意方向旋转，没有布置方向的限制。

多边形保持架的每个面上都可布置滚柱或滚珠；或仅在间隔面上布置滚柱或滚珠。保持架与滚柱（滚珠）的材料以及加工性能要求与轴承要求相同。

多边形滚动摩擦副内相邻滚柱之间，或滚珠之间留有间隙，以便实现无阻滞旋转。丝杠采用梯形丝杠、滚珠丝杠或行星滚柱丝杠。

一组或多组多边形滚动摩擦副固装在前级丝杠后端；固装方式采用内外多边形配合配合，并由锁紧螺母轴向定位；或采用涨套固接方式；或采用紧配安骑缝销；或间隙配合安骑缝销；或采用内外花键或平键的固定形式。

本实用新型优先在相邻两级丝杠螺母副的丝杠之间采用一个多边形滚动摩擦副联接。

在一级丝杠作旋转运动时可靠的将旋转运动传递到二级丝杠上，同时在二级丝杠内作轴向运动，轴向运动时多边形滚动摩擦副内滚子作旋转运动形成滚动摩擦。

本实用新型相比现有技术具有如下的优点：

1、本实用新型中的多边形摩擦副既传递扭矩，又在多边形内孔内滚动，有效解决了原结构中平键在长键槽中滑动易引起的卡死、阻滞、可靠性低、效率低的现象，大大减少设备的维护工作，提高了丝杠传动副的可靠性和传递效率。

2、本实用新型滚动摩擦组合多级丝杠中，多边形滚动摩擦副是一个整体部件，装配简单、方便。

3、本实用新型中二级丝杠多边形内孔可由模具拉拔成型，加工方便。

4、滚动摩擦副传递扭矩，以滚动摩擦代替滑动摩擦，滚动摩擦阻力只有滑动摩擦阻力的1/40到1/60，提高传动效率，减小摩擦阻力，灵敏度高，启动运转时无颤动，传递扭矩安全、可靠。

5、本实用新型的结构紧凑，装配方便可靠，能可靠的将前一级丝杠的扭矩精确、可靠的传递到下一级丝杠上，使得两级丝杠能作相应的同步旋转运动，旋转稳定、可靠，反应灵敏，无阻滞滑移现象，可获得很好的丝杠的同步效果。

附图说明：

图1是本实用新型实施例一的二级丝杠的结构示意图；

图1中：1-一级丝杠；2-一级螺母；3-二级丝杠；4-二级螺母；5-多边形滚动摩擦副；6-锁紧螺母；

图2A是多边形滚动摩擦副结构示意图；

图2A中：51-滚柱；52-多边形保持架；

图2B是多边形滚珠摩擦副结构示意图;

图2B中：1-滚球、2-内保持架、3-多边形保持架

图3是本实用新型实施例二的三级丝杠结构示意图；

图3中：1-一级丝杠；2-一级螺母；3-二丝杠；4-二级螺母；5-三级丝杠；6-三级螺母；7-第一多边形滚动摩擦副；8-第一锁紧螺母；9-第二多边形滚动摩擦副；10-第二锁紧螺母。

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型的作进一步的描述。

实施例一：

如图1所示，该新型滚动摩擦组合多级丝杠为二级丝杠结构，二级丝杠套装在一级丝杠外，采用层叠套装的结构形式，每个丝杠配套一个螺母。包括一级丝杠（1）、一级螺母（2）、二级丝杠（3）、二级螺母（4）、多边形滚动摩擦副（5）、锁紧螺母（6）。多边形滚动摩擦副（5）采用正六边形结构。其中一级、二丝杠可是各种规格型式的丝杠，如梯形丝杠、滚珠丝杠、行星滚柱丝杠等。

多边形滚动摩擦副（5）安装于一级丝杠（1）后端并由锁紧螺母（6）轴向固定，一级丝杠（1）后端采用正六边形结构，二级丝杠（3）内孔也为正六边形，多边形滚动摩擦副（5）将一级丝杠和二级丝杠联接起来，实现联动。

如图2A的多边形滚动摩擦副的三维结构图所示，该多边形滚动摩擦副由多边形保持架52与安装在该多边形保持架上的滚柱51组成，其中滚柱51的中心线垂直于一级、二丝杠的中心线上，布置在多边形保持架的六个平面上，每个平面设有四条棱，滚柱安装在两条棱之间，每个平面上的棱柱相互平行并垂直于丝杠，每个平面上还可以设置加强筋。每个平面上相邻滚柱之间留有间隙，以便实现无阻滞旋转。滚柱的内、外圈表面尺寸均高于保持架的尺寸，以保证各条棱与丝杠内孔不接触，便于滚柱在滚动过程中形成滚动摩擦。多边形滚动摩擦副的内滚柱的数量，以及保持架的尺寸可根据实施丝杠螺母副的具体尺寸规格、以及承受的扭矩和推拉力来设定。

本实例的工作过程如下：

一级丝杠（1）作旋转运动时，多边滚动摩擦副（5）随一级丝杠（1）作旋转运动，由多边形摩擦副（5）与二级丝杠（3）的多边形内孔配合，带动二级丝杠（3）旋转。由于在实际应用场合中二级丝杠（3）与一级螺母（2）是轴向定位连接的，一级丝杠（1）作旋转运动时，一级螺母（2）会将旋转运动转化为直线运动，带动二级丝杠（3）也随着一级螺母（2）作相应的直线运动，一级螺母（2）与二级丝杠（3）仅是轴向定位，因而一级螺母不旋转，此时，滚动多边形滚动摩擦副中的滚柱会在一级丝杠（1）与二级丝杠（3）内孔内作滚动运动。由此多边形滚动摩擦副既起到传递扭矩的作用，又在二丝杠（3）多边形内孔内作滚动摩擦。二级丝杠（3）旋转时，二级螺母（4）将二级丝杠（3）的旋转运动有效的转化为直线运动。

实施例二：

如图3中所示，该新型滚动摩擦组合多级丝杠为三级丝杠结构，三级丝杠层叠套装，每个丝杠配套一个螺母，包括一级丝杠（1）、一级螺母（2）、二级丝杠（3）、二级螺母（4）、三级丝杠（5）、三级螺母（6）、第一多边形滚动摩擦副（7）、第一锁紧螺母（8）、第二多边形滚动摩擦副（9）、第二锁紧螺母（10）组成的。两个多边形滚动摩擦副固装在前级丝杠后端，固装方式采用内外多边形配合配合，并由锁紧螺母轴向定位。

一级螺母（2）安装于一级丝杠（1）上，第一多边形滚动摩擦副（7）内圈安装在一级丝杠（1）一端，用第一锁紧螺母（8）作轴向固定，外圈与二级丝杠（3）多边形内孔相联接。二级丝杠（3）一端靠近于一级螺母（2），另一端安装第二多边形滚动摩擦副（9），用第二锁紧螺母（10）作轴向固定，第二多边形滚动摩擦副（9）外圈与三级丝杠（5）相联接，二级螺母（4）安装于二级丝杠（3）上，三级螺母（6）安装于三级丝杠（5）上。

本实例中，第一、第二多边形滚动摩擦副的结构同实施例一。

本实例的工作过程如下：

一级丝杠（1）作旋转运动时，通过第一多边形滚动摩擦副（7）将旋转运动传递到二级丝杠（3）上，二级丝杠（3）同步作旋转运动时，通过多边形滚动摩擦副（9）将旋转运动传递到三级丝杠（5）上，三根丝杠同时作同步旋转。因在实际应用场合中二级丝杠（3）须与一级螺母（2）由另外附加件轴向联接成一个整体，三级丝杠（5）须与二级螺母（4）由另外附加件轴向联接成一个整体。所以在一级丝杠（2）、二级丝杠（3）作旋转运动的同时，也在二级丝杠（3）、三级丝杠（5）内作轴向移动，此时第一、第二多边形滚动摩擦副作相应的滚动摩擦。

实施例三：

在实施例一的基础上，将多边形滚动摩擦副结构中的滚柱结构替换为滚珠的结构形式，并在一级丝杠和二级丝杠之间配置有两个多边形滚动摩擦副。两个多边形滚动摩擦副分别套装在一级丝杠上并固定，两个多边形滚动摩擦副同时与二级丝杠的内孔配合。多边形滚动摩擦副及二级丝杠内孔均采用五边形结构。两个多边形滚动摩擦副采用内外花键的形式固定在一级丝杠上。

图2B中：多边形滚珠摩擦副由多边形保护架（3）、内保持架（2）、滚珠（1）组成的。滚珠（1）由内保持架（2）间隔、均匀布置，内保持架（2）安装在多边形保持架（3）上，多边形保持架（3）与内保持架（2）的内、外圈尺寸均低于滚珠内、外圈结合面的尺寸，以免干涉滚珠（1）的滚动。因滚珠（1）在内保持架（2）内不作任何自由度的限制，可任意方向旋转，所以滚珠（1）和内保持架（2）的行、列布置可按照实际的设计、加工、装配方便来生产制造。

实施例四：

本实例中，新型滚动摩擦组合多级丝杠设计为五级丝杠结构，由五级丝杠和五级螺母，及四个多边形滚动摩擦副组成。相邻两级丝杠之间通过一个多边形滚动摩擦副、或两个多边形滚动摩擦副、或多个多边形滚动摩擦副联接。多边形滚动摩擦副固装在前级丝杠上，并配置于后级丝杠的多边形（如三角形、四边形、五边形等）内孔中，可以实现五级丝杠联动。其余结构同实施例一。

由此可扩展为n级丝杠形式，可以实现n级丝杠联动。（n取1，2，3，4，….正整数）。

本实用新型结构简单、紧凑、安装方便，运动平稳，可广泛应用于将旋转运动转化为直线运动远行程的场合，传动精确、可靠、效率高。