一种轴上循环的滚珠丝杠的制作方法

文档序号:15638040发布日期:2018-10-12 21:43阅读:220来源:国知局

本实用新型涉及丝杠技术,具体涉及滚珠丝杠技术。



背景技术:

滚珠丝杠是将回转运动转化为直线运动,或将直线运动转化为回转运动的理想的产品。

滚珠丝杠是工具机械和精密机械上最常使用的传动元件,其主要功能是将旋转运动转换成线性运动,或将扭矩转换成轴向反复作用力,同时兼具高精度、可逆性和高效率的特点。由于具有很小的摩擦阻力,滚珠丝杠被广泛应用于各种工业设备和精密仪器。

现有的滚珠丝杠其循环方式主要为内循环、导管外循环、端盖式循外环及端塞式外循环等几种,器显著的特征是不管循环方式怎么改变,万变不离其宗,皆在丝杠螺母上做循环结构的设计。

现有的对外径尺寸要求较高的中小滚珠丝杠一般均采用内循环结构,其结构如图1,主要包括:一根丝杠轴(1)、数个滚珠循环器(2)、多个滚珠(3)、一个丝杠螺母(4)等,循环部主要由滚珠循环器(2)、滚珠(3)、丝杠螺母(4)构成,滚珠(3)在丝杠螺母(4)内沿沟道槽滚动,一个循环结束后沿滚珠循环器(2)再回到循环起始位。同时在内循环环滚珠丝杠的技术发展过程中,都一直采用将滚珠循环器安置在丝杠螺母中的方案。

而图1所示的内循环滚珠丝杠,其在实际的使用过程总存在如下的问题:

第一,滚珠丝杠径向尺寸无法做到最小。滚珠(3)是在丝杠螺母(4)与丝杠轴(1)之间滚动运动的,其通过滚珠循环器(2)来实现循环往复的运动,滚珠(3)在从丝杠轴(1)的一条沟道槽通过滚珠循环器(2)回转到另一条沟道槽时,是需要沿着丝杠轴(1)的一侧轴肩往上爬行到滚珠循环器(2)中,在沿着另一侧轴肩往下运动。受此影响,现有内循环结构的滚珠丝杠无法在径向方向上做到最小尺寸,在某些对滚珠丝杠径向尺寸要求较严格的场合不适用。

第二,丝杠螺母(4)外径上需加工滚珠循环器(2)安装用的凹槽,有缺口影响外观,且无法在丝杠螺母外径上集成或安装其它配件,如轴承、带轮等。随着技术的发展,现在对于零部件的高度集成化的要求越来越高,在许多场合,滚珠丝杠的使用客户都需要在滚珠丝杠螺母外径上直接集成轴承结构或安装传动带轮、齿轮等。而现有的内循环结构,因为需要在螺母外径上安装滚珠循环器(2),所以是不适用于对零部件集成度要求高的场合。

第三,丝杠螺母(4)在加工过程中不便于观察及检测。从图1中可看出滚珠循环器(2)安装用的凹槽是直接在丝杠螺母(4)外表面上加工出来的,这个凹槽与丝杠螺母(4)内的沟道槽是有相位关系要求的。而因为沟道槽在内,滚珠循环器(2)安装凹槽在外,这两者是不便于直接观察加工中的位置关系的,在后续的检测环节也非常难以精确确认相位关系的准确性。

第四,滚珠循环器(2)在丝杠螺母(4)上的固定结构较复杂。一些内循环结构的滚珠丝杠其滚珠循环器(2)是在丝杠螺母(4)外径上进行固定的,除了需在丝杠螺母(4)外径上加工滚珠循环器(2)安装用的凹槽之外,还需加工固定滚珠循环器(2)用的零件及螺纹孔,多出一种零件且加工也较复杂。另外,有些结构的滚珠循环器(2)是直接安装在丝杠螺母(4)外径上,只靠填充剂固定,存在受滚珠(3)冲击掉落的风险。

第五,滚珠(3)在装配进丝杠轴(1)与螺母(4)之间时较繁琐。因为内循环是单圈一循环,故滚珠(3)在装配时是一圈一圈放置的,放完一圈固定一个滚珠循环器(2),如循环圈数较多时装配是较为繁琐的。



技术实现要素:

针对现有内循环滚珠丝杠所存在的问题,需要一种新的内循环滚珠丝杠方案。

为此,本实用新型所要解决的问题是提供一种轴上循环的滚珠丝杠,以克服现有技术所存在的缺陷。

为了解决上述问题,本实用新型提供的轴上循环的滚珠丝杠,将滚珠循环器直接安置在滚珠丝杠的丝杠轴上。

进一步的,所述滚珠丝杠的丝杠轴上设置有安置凹槽,安装上滚珠循环器使滚珠通过滚珠循环器在丝杠轴上循环运转。

进一步的,所述丝杠螺母外圆上直接设置有轴承内圈凹槽及带轮定位键槽。

本实用新型提供的创方案实现丝杠轴上循环,滚珠循环曲线更合理、滚珠循环器不会存在掉落的风险、加工及装配性更好、原材料损耗少、外形尺寸小、部件集成度和结构强度高。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本实用新型。

图1为现有内循环滚珠丝杠的结构示意图;

图2为本实用新型实例中轴上循环的滚珠丝杠的剖切图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体图示,进一步阐述本实用新型。

对于内循环结构滚珠丝杠来说,在其整个技术发过程中,都一直采用将滚珠循环器安置在丝杠螺母中的方案。继而对本领域的技术人员来说,基于内循环结构滚珠丝杠的技术发展路径,形成了在内循环结构滚珠丝杠方案中,滚珠循环器需要安置在丝杠螺母中的技术偏见。

在此情况下,通过对现有内循环结构滚珠丝杠组成结构的研究,在保留内循环结构滚珠丝杠优点的情况下,创新的将滚珠循环器直接安装到丝杠轴上,从而将滚珠丝杠内的滚珠的循环方式创新性的将丝杠螺母上循环变革为丝杠轴上循环,这样使得滚珠丝杠螺母的外径尺寸可以做得更小,降低对客户安装空间的要求;使得滚珠的循环曲线合理,而且滚珠循环器不会存在掉落的风险;再者使得滚珠丝杠与其它部件如轴承的集成度更高,进一步降低对客户安装空间的要求。

参见图2,其所示为本实例基于上述原理给出的轴上循环的滚珠丝杠的示例结构。

由图可知,本轴上循环的滚珠丝杠主要由丝杠轴(11)、丝杠螺母(12)、滚珠(13)以及滚珠循环器(14)配合构成。

本实例在在滚珠丝杠的丝杠轴(11)上有加工出凹槽,可用于安装滚珠循环器(14);而滚珠循环器(14)则直接安装至丝杠轴(11)上的凹槽中;同时滚珠(13)通过滚珠循环器(14)在丝杠轴(11)上循环运转,实现将扭矩转换成轴向反复作用力,同时兼具高精度、可逆性和高效率特点的轴上内循环结构。

对于滚珠循环器(14)在丝杠轴(11)上的具体安置位置,可根据实际需求而定,只要保证能够实现滚珠(13)通过滚珠循环器(14)在丝杠轴(11)上循环运转,实现将扭矩转换成轴向反复作用力即可。

在此基础上,本实例进一步在丝杠螺母(12)外圆上直接加工出轴承(15)内圈凹槽及带轮定位键槽,使得滚珠丝杠与其它部件集成度高,整体外形尺寸小,结构强度及可加工性高。

据此构成的轴上循环滚珠丝杠方案中,通过在滚珠丝杠的丝杠轴(11)上加工出凹槽,以直接安装上滚珠循环器(14),使滚珠(13)通过滚珠循环器(14)在丝杠轴(11)上循环运转;在丝杠螺母(13)外圆上直接加工出轴承(15)内圈凹槽及带轮定位键槽,使得将扭矩转换成轴向反复作用力,实现同时兼具高精度、可逆性和高效率特点的轴上内循环结构;使得滚珠丝杠螺母(12)的外径尺寸可以做得更小,降低对客户安装空间的要求;使得滚珠(13)的循环曲线合理,结构强度及可加工性高,而且滚珠循环器(14)不会存在掉落的风险;使得滚珠丝杠与其它部件如轴承(15)的集成度更高,进一步降低对客户安装空间的要求。

本实例给出的实现轴上循环的滚珠丝杠方案相对于现有滚珠循环器安置在丝杠螺母中的内循环结构滚珠丝杠,在实际使用过程中具有如下优点:

1、滚珠丝杠径向尺寸可以做到最小,减少加工原材料损耗,节约客户安装空间。

2、丝杠螺母外径上不用加工凹槽,没有缺口,可在螺母外径上集成轴承或直接安装传动带轮、齿轮,部件整体集成度高,安装尺寸小,极其适合对空间要求较严格的场合。

3、丝杠螺母外径上不用加工凹槽,安装滚珠循环器的凹槽直接在丝杠轴上加工出来,在加工过程中可方便的观察,且后续沟道槽与凹槽的相位关系检测也极为方便。

4、滚珠循环器直接安装在丝杠轴上,不会存在滚珠循环器掉落的风险,不需要额外的固定零件及固定螺纹孔,工艺简洁、安装方便。

5、滚珠方便、快捷的装配到丝杠轴与螺母之间,减少装配时间、降低装配工作强度,提高整体装配工作效率。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解,本实用新型不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理,在不脱离本实用新型精神和范围的前提下,本实用新型还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

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