多孔超声波传动副的制作方法

本发明属于现代机械装备的联结及传动技术领域，是一种多孔超声波传动副，包括直线导轨、花键传动和螺纹传动多孔超声波传动副。

背景技术：

在现有的机械装备领域，直线导轨、花键传动和螺纹传动等是应用最广泛的，尤其在高档精密机器的传动中，滚珠丝杠、各类新型花键以及新型直线导轨因其具有很高的传动精度高和极低的摩擦阻力而得到广泛应用，但其也具有制造工艺复杂、生产成本高、使用和维护成本高等缺点。

超声波振动表面所具有的悬浮支撑与减摩能力，已被证实，并获得多种实际应用，有研究发现超声波能使接触面间摩擦阻力降低90%以上，国内外已有诸多研究者开始使用超声波轴承和超声波电机，但至今很少见将超声波技术用于直线导轨、花键传动和螺纹传动等领域的文献。

技术实现要素：

本发明的目的是在传统的直线导轨、花键和螺纹应用领域引入一种多孔超声波传动副，工作时能产生高频振动，以降低直线导轨副、花键副以及螺纹副间摩擦，提高耐用度及运动传递精度和使用寿命，减少制造和使用成本。

为了达到上述目的，本发明的第一种技术方案是这样实现的，其是一种多孔超声波传动副，包括左环、高强度外套、导轨套及右环，所述高强度外套套设在导轨套上，所述左环固设在高强度外套与导轨套的左端之间，所述右环固设在高强度外套与导轨套的右端之间，其特征在于所述导轨套上设有贯通的径向孔组以联通导轨套的外部和内孔，在高强度外套与导轨套之间设有振动套环，所述振动套环的内孔与导轨套的外部有一定间隙，振动套环的外部与高强度外套的内孔固结一起，振动套环可作径向高频振动。

在本技术方案中，所述导轨套的内孔可以是方形孔，或其他异形孔；与之配合的导轨轴横截面形状与导轨套横截面形状相适应。

在本技术方案中，所述振动套环可以是压电材料、磁致伸缩材料，也可以是其他能产生高频振动的材料；振动套环可为整体式，也可以为轴向分段式或者圆周方向分段式。

为了达到上述目的，本发明的第二种技术方案是这样实现的，其是一种多孔超声波传动副，包括左环、高强度外套、导轨套及右环，所述高强度外套套设在导轨套上，所述左环固设在高强度外套与导轨套的左端之间，所述右环固设在高强度外套与导轨套的右端之间；其特征在于在导轨套上设有贯通的径向孔组以联通导轨套的外部和内孔，导轨套的外部形状与高强度外套的内孔形状相同且均呈正多边形，在高强度外套内孔正多边形的每一个面上均固设有振动板，每一个振动板都与导轨套外部正多边形的一个面相对并有一定间隙，工作时振动板可作厚度方向高频振动。

在本技术方案中，所述导轨套内孔可以是方形孔，或其他异形孔。

在本技术方案中，所述振动板可以是压电材料、磁致伸缩材料，也可以是其他能产生高频振动的材料。

为了达到上述目的，本发明的第三种技术方案是这样实现的，其是一种多孔超声波传动副，包括左环、高强度外套、导轨套及右环，所述高强度外套套设在导轨套上，所述左环固设在高强度外套与导轨套的左端之间，所述右环固设在高强度外套与导轨套的右端之间；其特征在于所述导轨套上设有贯通的径向孔组以联通导轨套的外部和内孔，所述导轨套的内孔为花键孔，高强度外套与导轨套之间设有振动套环，所述振动套环的内孔与导轨套的外部有一定间隙，振动套环的外部与高强度外套的内孔固结一起，振动套环可作径向高频振动。

在本技术方案中，所述导轨套的花键孔可以是矩形花键、三角形花键、渐开线型花键，也可以是其它形状，花键轴横截面形状与花键孔横截面形状相适应。

在本技术方案中，所述振动套环可以是压电材料、磁致伸缩材料，也可以是其他能产生高频振动的材料；振动套环可为整体式，也可以为轴向分段式或者圆周方向分段式。

为了达到上述目的，本发明的第四种技术方案是这样实现的，其是一种多孔超声波传动副，包括左环、高强度外套、导轨套及右环，所述高强度外套套设在导轨套上，所述左环固设在高强度外套与导轨套的左端之间，所述右环固设在高强度外套与导轨套的右端之间；其特征在于在导轨套上设有贯通的径向孔组以联通导轨套的外部和内孔，所述导轨套的内孔为花键孔，导轨套的外部形状与高强度外套的内孔形状相同且均呈正多边形，在高强度外套内孔正多边形的每一个面上均固设有振动板，每一个振动板都与导轨套外部正多边形的一个面相对并有一定间隙，工作时振动板可作厚度方向高频振动。

在本技术方案中，所述导轨套4的花键孔可以是矩形花键、三角形花键、渐开线型花键，也可以是其它形状，花键轴横截面形状与花键孔横截面形状相适应。

在本技术方案中，所述振动板可以是压电材料、磁致伸缩材料，也可以是其他能产生高频振动的材料。

为了达到上述目的，本发明的第五种技术方案是这样实现的，其是一种多孔超声波传动副，包括左环、高强度外套、导轨套及右环，所述高强度外套套设在导轨套上，所述左环固设在高强度外套与导轨套的左端之间，所述右环固设在高强度外套与导轨套的右端之间；其特征在于所述导轨套上设有贯通的径向孔组以联通导轨套的外部和内孔，导轨套的内孔壁上设有内螺纹，高强度外套与导轨套之间设有振动套环，所述振动套环的内孔与导轨套的外部有一定间隙，振动套环的外部与高强度外套的内孔固结一起，振动套环可作径向高频振动。

在本技术方案中，所述振动套环可以是压电材料、磁致伸缩材料，也可以是其他能产生高频振动的材料；振动套环可为整体式，也可以为轴向分段式或者圆周方向分段式。

为了达到上述目的，本发明的第六种技术方案是这样实现的，其是一种多孔超声波传动副，包括左环、高强度外套、导轨套及右环，所述高强度外套套设在导轨套上，所述左环固设在高强度外套与导轨套的左端之间，所述右环固设在高强度外套与导轨套的右端之间；其特征在于在导轨套上设有贯通的径向孔组以联通导轨套的外部和内孔，所述导轨套的内孔壁上设有内螺纹，导轨套的外部形状与高强度外套的内孔形状相同且均呈正多边形，在高强度外套内孔正多边形的每一个面上均固设有振动板，每一个振动板都与导轨套外部正多边形的一个面相对并有一定间隙，工作时振动板可作厚度方向高频振动。

在本技术方案中，所述导轨套的花键孔可以是矩形花键、三角形花键、渐开线型花键，也可以是其它形状，花键轴横截面形状与花键孔横截面形状相适应。

在本技术方案中，所述振动板可以是压电材料、磁致伸缩材料，也可以是其他能产生高频振动的材料。

本发明与现有技术相比的优点为：工作时能产生高频振动，以降低螺纹副、花键副以及直线导轨副间摩擦，提高耐用度及运动传递精度和使用寿命，减少制造和使用成本。

附图说明

图1是本发明实施例一、实施例二的结构示意图；

图2是本发明实施例一振动套环为整体式的a-a剖面图；

图3是本发明实施例二振动套环为圆周方向分段式的a-a剖面图；

图4是本发明实施例三、实施例四的结构示意图；

图5是本发明实施例三振动套环为整体式的b-b剖面图；

图6是本发明实施例四振动套环为圆周方向分段式的b-b剖面图；

图7是本发明实施例五的结构示意图；

图8是本发明实施例五的c-c剖面图；

图9是本发明实施例六的结构示意图；

图10是本发明实施例六的d-d剖面图；

图11是本发明实施例七、实施例八的结构示意图；

图12是本发明实施例七振动套环为整体式的e-e剖面图；

图13是本发明实施例八振动套环为圆周方向分段式的e-e剖面图；

图14是本发明实施例九的结构示意图；

图15是本发明实施例九的f-f剖面图；

图16是本发明实施例十、实施例十一的结构示意图；

图17是本发明实施例十振动套环为整体式的g-g剖面图；

图18是本发明实施例十一振动套环为圆周方向分段式的g-g剖面图；

图19是本发明实施例十二的结构示意图；

图20是本发明实施例十二的h-h剖面图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以互相结合。

在本发明描述中,术语“左”及“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例一

如图1及图2所示，其是一种多孔超声波传动副，包括左环1、高强度外套2、导轨套4及右环5，所述高强度外套2套设在导轨套4上，所述左环1固设在高强度外套2与导轨套4的左端之间，所述右环5固设在高强度外套2与导轨套4的右端之间，所述导轨套4上设有贯通的径向孔组41以联通导轨套4的外部和内孔，在高强度外套2与导轨套4之间设有振动套环3，所述振动套环3的内孔与导轨套4的外部有一定间隙，振动套环3的外部与高强度外套2的内孔固结一起，振动套环3可作径向高频振动。

在导轨套4与导轨轴间、导轨套4的径向孔组41内以及导轨套4的外部与振动套环3的间隙中都充满润滑油；工作时，振动套环3可作径向高频振动，在振动环3的高频作用下，在导轨套4与导轨轴间会形成高强度润滑油膜，极大降低了导轨套与导轨轴间摩擦。

在本实施例中，所述导轨套4的内孔是方形孔，与之配合的导轨轴横截面形状与导轨套横截面形状相适应；所述振动套环可以是以是压电材料或磁致伸缩材料或其他能产生高频振动的材料，振动套环为整体式。

实施例二

如图1及图3所示，其是一种多孔超声波传动副，其技术方案基本上与实施例一相同，所不同的是所述振动套环为圆周方向分段式。

实施例三

如图4及图5所示，其是一种多孔超声波传动副，其技术方案基本上与实施例一相同，所不同的是导轨套4的内孔是异形孔。

实施例四

如图4及图6所示，其是一种多孔超声波传动副，其技术方案基本上与实施例一相同，所不同的是导轨套4的内孔是异形孔，且所述振动套环为圆周方向分段式。

实施例五

如图7及图8所示，其是一种多孔超声波传动副，包括左环1、高强度外套2、导轨套4及右环5，所述高强度外套2套设在导轨套4上，所述左环1固设在高强度外套2与导轨套4的左端之间，所述右环5固设在高强度外套2与导轨套4的右端之间；在导轨套4上设有贯通的径向孔组41以联通导轨套4的外部和内孔，导轨套4的外部形状与高强度外套2的内孔形状相同且均呈正多边形，在高强度外套2内孔正多边形的每一个面上均固设有振动板6，每一个振动板6都与导轨套4外部正多边形的一个面相对并有一定间隙，工作时振动板6可作厚度方向高频振动。

在导轨套4的内孔与导轨轴间、导轨套4的径向孔组41内、导轨套4的外面的正多边形与振动板6之间的间隙中都充满润滑油。工作时，在振动板6作厚度方向高频振动的作用下，导轨套4内孔与导轨轴间会形成高强度润滑油膜，极大降低了导轨套内孔与轴间摩擦。

在本实施例中，所述振动板6可以是压电材料或磁致伸缩材料或其他能产生高频振动的材料；导轨套4的内孔是方形孔，与之配合的导轨轴横截面形状与导轨套横截面形状相适应。

实施例六

如图9及图10所示，其是一种多孔超声波传动副，其技术方案基本上与实施例五相同，所不同的是导轨套4的内孔是异形孔。

实施例七

如图11及图12所示，其是一种多孔超声波传动副，包括左环1、高强度外套2、导轨套4及右环5，所述高强度外套2套设在导轨套4上，所述左环1固设在高强度外套2与导轨套4的左端之间，所述右环5固设在高强度外套2与导轨套4的右端之间；所述导轨套4上设有贯通的径向孔组41以联通导轨套4的外部和内孔，所述导轨套4的内孔为花键孔，高强度外套2与导轨套4之间设有振动套环3，所述振动套环3的内孔与导轨套4的外部有一定间隙，振动套环3的外部与高强度外套2的内孔固结一起，振动套环3可作径向高频振动。

在导轨套4的花键孔与花键轴间、径向孔组41内以及导轨套4的外部与振动套环3的间隙中都充满润滑油；工作时，在振动套环3的高频振动作用下，在导轨套4的花键孔与花键轴间间会形成高强度润滑油膜，极大降低了导轨套4的花键孔与花键轴间摩擦。

在本实施例中，所述导轨套4的花键孔可以是矩形花键、三角形花键、渐开线型花键，也可以是其它形状，花键轴横截面形状与花键孔横截面形状相适应。

在本实施例中，所述振动套环3可以是压电材料或磁致伸缩材料，振动套环3为整体式。

实施例八

如图11及图13所示，其是一种多孔超声波传动副，技术方案基本上与实施例七相同，所不同的是所述振动套环3为圆周方向分段式。

实施例九

如图14及图15所示，其是一种多孔超声波传动副，包括左环1、高强度外套2、导轨套4及右环5，所述高强度外套2套设在导轨套4上，所述左环1固设在高强度外套2与导轨套4的左端之间，所述右环5固设在高强度外套2与导轨套4的右端之间；在导轨套4上设有贯通的径向孔组41以联通导轨套4的外部和内孔，所述导轨套4的内孔为花键孔，导轨套4的外部形状与高强度外套2的内孔形状相同且均呈正多边形，在高强度外套2内孔正多边形的每一个面上均固设有振动板6，每一个振动板6都与导轨套4外部正多边形的一个面相对并有一定间隙，工作时振动板6可作厚度方向高频振动。

在导轨套4的花键孔与花键轴间、径向孔组41内、导轨套4的外面的正多边形与振动板6之间的间隙中都充满润滑油；工作时，在振动板6的高频振动作用下，导轨套4的花键孔与花键轴间会形成高强度润滑油膜，极大降低了导轨套4的花键孔与花键轴间摩擦。

在本实施例中，所述振动板6可以是压电材料或磁致伸缩材料或其他能产生高频振动的材料；

在本实施例中，所述导轨套4的花键孔可以是矩形花键、三角形花键、渐开线型花键，也可以是其它形状，花键轴横截面形状与花键孔横截面形状相适应。

实施例十

如图16及图17所示，其是一种多孔超声波传动副，包括左环1、高强度外套2、导轨套4及右环5，所述高强度外套2套设在导轨套4上，所述左环1固设在高强度外套2与导轨套4的左端之间，所述右环5固设在高强度外套2与导轨4的右端之间；其特征在于所述导轨套4上设有贯通的径向孔组41以联通导轨套4的外部和内孔，导轨套4的内孔壁上设有内螺纹，高强度外套2与导轨套4之间设有振动套环3，所述振动套环3的内孔与导轨套4的外部有一定间隙，振动套环3的外部与高强度外套2的内孔固结一起，振动套环3可作径向高频振动。

在导轨套4的内螺纹孔与螺杆间、径向孔组41内以及导轨套4的外部与振动套环3的间隙中都充满润滑油；工作时，在振动环3的高频作用下，在导轨套4的内螺纹孔与螺杆间会形成高强度润滑油膜，极大降低了导轨套4的内螺纹孔与螺杆间摩擦；螺杆牙型与导轨套4的内螺纹牙型相适应。

在本实施例中，所述振动套环3是压电材料或磁致伸缩材料或其他能产生高频振动的材料，振动套环3为整体式。

实施例十一

如图16及图18所示，其是一种多孔超声波传动副，技术方案基本上与实施例10相同，所不同的是所述振动套环为圆周方向分段式。

实施例十二

如图19及图20所示，其是一种多孔超声波传动副，包括左环1、高强度外套2、导轨套4及右环5，所述高强度外套2套设在导轨套4上，所述左环1固设在高强度外套2与导轨套4的左端之间，所述右环5固设在高强度外套2与导轨套4的右端之间；在导轨套4上设有贯通的径向孔组41以联通导轨套4的外部和内孔，所述导轨套4的内孔壁上设有内螺纹，导轨套4的外部形状与高强度外套2的内孔形状相同且均呈正多边形，在高强度外套2内孔正多边形的每一个面上均固设有振动板6，每一个振动板6都与导轨套4外部正多边形的一个面相对并有一定间隙，工作时振动板6可作厚度方向高频振动。

在导轨套4的内螺纹孔与螺杆间、径向孔组41内以及导轨套4外面的正多边形与振动板6之间的间隙中都充满润滑油工作时，在振动板6厚度方向的高频作用下，在导轨套4的内螺纹孔与螺杆间会形成高强度润滑油膜，极大降低了导轨套4的内螺纹孔与螺杆间摩擦；螺杆牙型与导轨套（4）的内螺纹牙型相适应。

在本实施例中，所述振动板6可以是压电材料或磁致伸缩材料或其他能产生高频振动的材料。

由于压电材料、磁致伸缩材料以及与之相关的振动技术、换能技术和控制技术等相对成熟，且非本发明重点，故本发明中未对其进行详细说明。

另外，与本发明相关的液压、供油、管路、密封和保压等技术相对比较成熟，且非本发明的重点内容，故在本发明的相关原理图及文字说明中也未进行详细描述，并非本发明人疏漏，特此说明。

以上结合附图对本发明的实施方式作出详细说明，但本发明不局限于所描述的实施方式。对于本领域的普通技术人员而言，在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下对这些实施方式进行多种变化、修改、替换及变形仍落入在本发明的保护范围内。