专利名称：传递动力的滚珠丝杆副的制作方法
技术领域：
本实用新型属于机械传动中的螺旋传动装置。
现有的滚珠丝杆机构，如在＂滚珠螺旋传动设计基础＂(程光仁等编著，机械工业出版社1987年8月北京第一版)一书中所述，它的传动精度很高，早已在数控机床等精密机械中得到广泛应用。但是，如上述文献中第85页图3-8所示，忽略螺旋升角的影响不计，在传动中丝杆受压力的方向与对轴线相垂直的截面之间总存在一个＂β＂接触角，现有丝杆＂β＂角都不超过45°，传动时为了平衡轴向传来的压力，接触点的接触应力不得不额外地被增大，这就限制了材料性能的有效发挥，另外，现有滚珠丝杆副在丝杆、滚珠、螺母的组合上采用预紧装配，传动中存在附加的预紧应力和由预紧应力带来的摩擦。因此，现有滚珠丝杆的这种结构型式决定了它适于在精密机械设备中作运动的和位置的精密传送，而不能作为以传送动力为目的的动力传动机构。
本实用新型的目的，在于设计出新的滚珠丝杆构造型式，使之能充分利用构件材料的性能，提高滚珠丝杆运动副的承载能力，着眼利用滚动传动的高效率特性，使其能普遍地适于对动力的传送，达到降低能耗，节约能源的目的。
本实用新型的目的有两种实现形式，一种是由丝杆、螺母、滚珠、回程器、端盖构成的滚珠丝杆结构，它的丝杆、螺母螺牙在轴向方向的两侧为不同型式的螺旋面，一侧为圆弧型螺旋面，另一侧为直线型螺旋面。滚珠在轴向方向被丝杆、螺母的两相对的圆弧型螺旋面所包容和接触。滚珠仅充满在丝干、螺母两相对的圆弧型螺旋面之间，两直线型螺旋面之间没有滚珠，是直接相对和接触。回程器装在螺母的两端面上，滚珠体从两相对的螺旋面之间滚到螺母的一端面后，经该端面的回程器把滚珠引入螺母体内的轴向圆柱孔通道至另一端面的回程器又进入丝杆和螺母圆弧螺旋面所形成的螺旋通道而完成滚珠的整个回转和回程。另一种实现形式也是由丝杆、螺母、滚珠、回程器、端盖一起构成的滚动螺旋传动装置，但它的丝杆、螺母的螺牙在轴向方向的两侧面皆为圆弧型螺旋面，丝杆、螺母两相对的螺旋面从轴向对滚珠体实现包容和接触。滚珠回程器装在螺母的两端面上，滚珠从螺母螺牙的一侧滚至一端面后，就在该端面上经回程器进入螺母螺牙的另一侧，完成回转和回程。丝杆、螺母螺牙的两侧都被滚珠所充满。
本实用新改变了现有滚珠丝杆螺旋面从径向方向对滚珠包容和接触的型式，重新设计，使丝杆、螺母的螺旋面从轴向包容和接触滚珠体，忽略螺纹螺旋升角的影响不计，这一变化，使本实用新型的接触角＂β＂达到了90°，消除了现有结构中＂β＂角小于45°的弊端，单此一项因素就使传动中丝杆、滚珠、螺母的接触应力降低40％，加之本使用新型不采用预紧装配，消除了由于预紧而导致的附加应力和摩擦，显而易见，对相同的材料，本实用新型能大幅度地提高和改善传动结构的承载能力。另外，由于回程器装在螺母的两端面上，处于螺母体外，结构简单，易于加工安装，便于维修，降低制造成本和维修费用。再者，本实用新型着眼于效率和节能，其丝杆、螺母螺旋面及结构尺寸不需要现有滚珠丝杆那样的高级精度，制造容易，成本低。
下列附图描述了本实用新型的具体结构。
图1为一个方向是滚动传动，另一方向是滑动传动的结构型式，其局部剖面过丝杆轴心线。
图2为两个方向皆是滚动传动的结构型式，其局部剖面过丝杆轴心线。
这两种结构型式共同之处是都有零件1丝杆；零件3螺母；零件4滚珠；零件7回程器；零件6端盖；零件2、5紧固件；零件8注油器等八种零件所组成。它们的结构特点如图分述如下。
第一种型式即
图1①零件4滚珠体被丝杆和螺母的圆弧型螺旋面从轴向包容和接触。②丝杆和螺母的螺牙两侧分别为不同的螺旋面，一侧为圆弧型螺旋面，另一侧为直线型螺旋面。在相对的两圆弧型螺旋面之间充满着滚珠，在相对的两直线型螺旋面之间没有滚珠，它们直接接触。③滚珠回程器安装在螺母的两端面上，滚珠的回程是滚珠在一端面上由回程器的圆弧面引导进入螺母体内的轴向圆柱孔通道至另一端的回程器后，再由回程器的圆弧型面引导滚珠进入丝杆螺旋面和螺母螺旋面所构成的螺旋通道而完成滚珠的回转和回程。
第二种型式即图2①零件4滚珠被零件1丝杆和零件3螺母的相对的圆弧型螺旋面沿轴向包容和接触。②丝杆和螺母螺牙的两侧皆为圆弧型螺旋面。③丝杆和螺母螺牙的两侧螺旋面之间都被滚珠填充。④滚珠回程器安装在螺母的两端面上。滚珠从螺母的一侧螺旋面运行到螺母端面时，由回程器的圆弧面引导滚珠绕过螺母螺牙的端头进入螺母螺牙的另一侧圆弧型螺旋面而完成回转和回程。
实施本实用新型的方式，现有生产滚珠丝杆的方法和设备已远满足要求，用现有的工艺技术，便可迅速生产出本实用新型滚珠丝杆结构。
权利要求1.一种传递动力的滚珠丝杆副，它是由丝杆、螺母、滚珠、回程器、端盖一起构成的滚动螺旋传动装置，其特征是滚珠体沿轴向方向被丝杆、螺母的两相对的圆弧形螺旋而所包容和接触，接触角“β”为90°，滚珠仅充满在丝杆和螺母相对的圆弧形螺旋面之间，而两相对的直线型螺旋面之间没有滚珠，丝杆副实现一个方向为滚动传动而反向为滑动传动的两种传动，滚珠回程器装在螺母的两面端上，滚珠在螺母两端面经回程器实现回转和回程。
2.根据权利要求1所述的传递动力的滚珠丝杆副，其特征是丝杆和螺母螺牙沿轴向的两侧面皆分别为不同的螺旋而，一侧为圆弧型螺旋面，另一侧为直线型螺旋面，装配后同名螺旋面是双双相对。
3.根据权利要求1所述的传递动力的滚珠丝杆副，其特征是滚珠回程器为两件，分别装在螺母的两端面上。
4.根据权利要求1.3所述的传递动力的滚珠丝杆副，其特征是当丝杆和螺母的螺牙两侧面都制成为圆弧型螺旋面时，还可实现丝杆副的双向滚动传动。
专利摘要传递动力的滚珠丝杆副属于机械传动中的螺旋传动装置，其滚珠被丝杆和螺母的螺牙两侧的圆弧型螺旋面沿轴向方向包容和接触。螺牙两侧可一侧填充滚珠而另一侧不填充，也可以两侧都填充滚珠。滚珠回程在螺母的两端面上完成。本结构降低传动构件在传动中的接触应力，能充分利用和发挥构件材料机械性能。承载能力大，传动效率高，大幅度地降低能耗，易于制造，适用于各类机械压力、推力和起重提升设备的动力传动，可直接用作压力、推力和起重提升设备的执行机构。
文档编号F16H25/22GK2260923SQ95200460
公开日1997年8月27日 申请日期1995年1月9日 优先权日1995年1月9日
发明者魏从灵, 魏威 申请人:魏威