專利名稱：插塊式滾珠絲杠副的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機(jī)械傳動(dòng)部件，尤其是一種滾珠絲杠副，具體地說是一種具有新的循環(huán)結(jié)構(gòu)的插塊式滾珠絲杠副。
背景技術(shù)：
滾珠絲杠副是滾動(dòng)功能部件的一個(gè)重要組成部分，其性能和質(zhì)量體現(xiàn)了一個(gè)國家機(jī)床工業(yè)的發(fā)展水平，同時(shí)也是一個(gè)國家機(jī)電產(chǎn)業(yè)向高、精、尖方向發(fā)展的重要推動(dòng)力。由于滾珠絲杠副具有摩擦阻力小、傳動(dòng)效率高、定位精度高、傳動(dòng)具有可逆性等特點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于機(jī)床行業(yè)和其它相關(guān)機(jī)械行業(yè)中。
目前，滾珠絲杠副主要由滾珠絲杠、滾珠螺母、返向器、滾珠、防塵圈等零件組成。絲杠外表面和螺母內(nèi)表面分別加工有開放式的螺旋槽，螺母套在絲杠上，絲杠的螺旋槽和螺母的螺旋槽構(gòu)成滾珠運(yùn)動(dòng)的螺旋通道，螺旋通道內(nèi)裝有滾珠，滾珠是傳遞絲杠和螺母之間相對運(yùn)動(dòng)的紐帶，絲杠和螺母就是通過滾珠來實(shí)現(xiàn)螺紋傳動(dòng)的。滾珠在螺母中沿滾道依次排列，形成一個(gè)滾珠鏈，滾珠鏈通過螺母上的返向裝置在絲杠和螺母之間形成一個(gè)閉合的循環(huán)鏈，以實(shí)現(xiàn)連續(xù)的傳動(dòng)。在螺母上通過返向器來設(shè)立返向循環(huán)通道是使?jié)L珠實(shí)現(xiàn)返向、使?jié)L珠鏈形成閉合回路的必要措施，因此返向循環(huán)通道的形式和返向器的質(zhì)量直接影響到整個(gè)滾珠絲杠副的精度和性能。隨著人們對機(jī)械加工精度要求的不斷提高，大導(dǎo)程、高速化、低噪音以及大承載的滾珠絲杠副是發(fā)展趨勢。
現(xiàn)有滾珠絲杠副的循環(huán)結(jié)構(gòu)主要有內(nèi)循環(huán)和外循環(huán)兩大類。
外循環(huán)結(jié)構(gòu)最常見的有插管式和螺旋槽式兩種。插管式的具體實(shí)施方案是將一空心鋼管彎曲成橋形，將兩端口部插入螺母外圓上的兩個(gè)偏心孔內(nèi)，插管上部用壓條壓緊固定，通過插管將螺母有效圈內(nèi)的滾珠鏈連接起來，形成閉合的滾珠鏈回路；螺旋槽式的具體實(shí)施方案是在螺母的外圓上加工一螺旋槽，用以將螺母有效圈內(nèi)的滾珠鏈連接起來，實(shí)際運(yùn)動(dòng)時(shí)通過螺母滾道內(nèi)的擋珠器將滾珠擋入螺旋槽內(nèi)形成一閉合的滾珠鏈回路。這兩種外循環(huán)結(jié)構(gòu)滾珠絲杠副的優(yōu)點(diǎn)是承載大，便于批量化生產(chǎn)；缺點(diǎn)是體積大，結(jié)構(gòu)繁瑣，插管加工復(fù)雜，工藝性不好，且其舌部在高速情況下容易折斷，螺旋槽拐角處角度大，過渡不平滑，手感不夠好，在大導(dǎo)程高速運(yùn)動(dòng)場合難以使用。
內(nèi)循環(huán)結(jié)構(gòu)最常見的是在螺母的外圓上加工數(shù)個(gè)徑向圓孔或腰形孔，然后將帶有滾珠返向通道的圓形或腰形返向器裝入徑向孔內(nèi)，使相鄰滾道的滾珠串連起來，形成多個(gè)閉合的滾珠鏈回路。這種結(jié)構(gòu)滾珠絲杠副的優(yōu)點(diǎn)是螺母徑向尺寸緊湊，加工方便、工藝性好，便于批量化生產(chǎn)；缺點(diǎn)是軸向尺寸大，承載圈數(shù)受限制，同時(shí)由于采用的是單圈循環(huán)，返向器數(shù)量多，滾珠進(jìn)出返向器頻繁，在傳動(dòng)過程中容易打頓和產(chǎn)生沖擊，不利于在大導(dǎo)程高速運(yùn)動(dòng)場合使用。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有結(jié)構(gòu)滾珠絲杠副在大導(dǎo)程高速化、承載、噪音、溫升、結(jié)構(gòu)性、工藝性等方面的不足，本發(fā)明的目的是提供一種骨形插塊式滾珠絲杠副，該滾珠絲杠副具有新的循環(huán)結(jié)構(gòu)，不僅在大導(dǎo)程高速化和低噪音兩方面有較大優(yōu)勢，而且在結(jié)構(gòu)性、工藝性等方面也有很大的改善與提高。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的一種插塊式滾珠絲杠副，包括絲杠、螺母、返向器和滾珠，絲杠上的螺紋與螺母相適配，螺母套裝在絲杠上；一組滾珠設(shè)置在由絲杠和螺母的螺旋槽所組成的螺旋通道內(nèi)，螺母通過滾珠和返向器在絲杠上移動(dòng)；其特征在于在螺母的外圓上設(shè)有與返向器的形狀相適配的安裝槽；返向器設(shè)置在安裝槽內(nèi)，在返向器內(nèi)部設(shè)有使?jié)L珠作循環(huán)運(yùn)動(dòng)的返向通道，該返向通道的兩端開口與螺旋通道相適配并引導(dǎo)滾珠順利進(jìn)入返向通道內(nèi)。
本發(fā)明中，所述返向器的形狀為近似骨形，螺母上的安裝槽是由兩個(gè)偏心圓孔及沿螺母母線方向的直槽構(gòu)成，直槽兩邊分別與兩偏心圓孔相切，返向器形狀與螺母上兩孔及直槽構(gòu)成的形狀相吻合。在螺母兩端設(shè)有將返向器固定在安裝槽內(nèi)的螺釘。
為便于滾珠順利進(jìn)入返向通道內(nèi)，本發(fā)明在返向器上，位于返向通道兩端開口處設(shè)有用來輔助定位和引導(dǎo)滾珠順利進(jìn)入返向通道的螺紋凸牙。
本發(fā)明在有效圈的每兩個(gè)滾珠之間設(shè)有隔離墊(滾珠間隔保持器)，這就使得在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中滾珠之間沒有摩擦，消除了滾珠之間的撞擊聲，降低了噪音、振動(dòng)和溫升。
本發(fā)明中，螺旋通道內(nèi)的滾珠和隔離墊共同形成滾珠鏈，該滾珠鏈的兩端分別與返向通道的兩端相通，在返向通道內(nèi)也依次裝滿了滾珠和隔離墊，它們將包絡(luò)在絲杠和螺母滾道內(nèi)的滾珠鏈相連接起來，共同構(gòu)成一個(gè)封閉的滾珠循環(huán)鏈。
本發(fā)明中所述螺母可以有多個(gè)單獨(dú)的螺母組合在一起構(gòu)成螺母組，在使用時(shí)更加方便、穩(wěn)定。當(dāng)采用兩只螺母時(shí)，螺母組可以包括法蘭螺母和直筒螺母，在法蘭螺母和直筒螺母上均設(shè)有返向器，兩螺母間通過可設(shè)置預(yù)緊力的調(diào)整墊片連接。
本發(fā)明采用骨形返向器結(jié)構(gòu)，在螺母外圓上鉆有兩個(gè)偏心孔，兩孔之間銑一沿外圓母線方向的直槽，直槽兩邊分別與兩孔相切。返向器形狀與螺母上兩孔及直槽構(gòu)成的形狀吻合，返向器安裝在加工出的返向器槽內(nèi)，在螺母兩端分別用螺釘把返向器固定在返向器槽內(nèi)。在有效圈的每兩個(gè)滾珠之間加有隔離墊，這就使得在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中滾珠之間沒有摩擦，同時(shí)消除了滾珠之間的撞擊聲。滾珠絲杠和螺母相對運(yùn)動(dòng)時(shí)，滾珠和隔離墊由滾道一端進(jìn)入返向器，通過返向器的返向通道從另一端再次進(jìn)入螺母滾道，接著沿螺母滾道運(yùn)動(dòng)到另一端，又一次進(jìn)入返向器，如此循環(huán)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明導(dǎo)程可大可小，變化幅度大，承載圈數(shù)多，因此可以滿足大導(dǎo)程高速化、低噪音以及大承載的要求；由于滾珠之間加有隔離墊，從而降低了運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的噪音和溫升；而且這種結(jié)構(gòu)的螺母加工方法簡單，工藝性好，便于大規(guī)模、批量化生產(chǎn)。
本發(fā)明的有益效果是1.螺母的徑向和軸向尺寸小，結(jié)構(gòu)緊湊，從而使其應(yīng)用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，特別適合對于安裝尺寸要求較高的場合使用。
2.螺母加工簡單。只需在外圓上鉆兩個(gè)偏心孔、銑一直槽即可完成螺母上返向部分的加工，加工工藝性好，便于批量化生產(chǎn)。
3.返向器采用模具加工，避開了插管加工的復(fù)雜工藝，使得返向器的加工簡單化、批量化。
4.滾珠之間加有隔離墊，這一設(shè)計(jì)使得在絲杠和螺母的相對運(yùn)動(dòng)過程中滾珠之間沒有接觸，消除了滾珠之間的撞擊聲，同時(shí)降低了噪音和溫升，使得傳動(dòng)更加平穩(wěn)高效。
5.這種結(jié)構(gòu)的螺母上由于只有左右兩個(gè)滾珠進(jìn)出通道，因此流球特別順暢，手感好，適于向大導(dǎo)程高速化、低噪音方向發(fā)展。
6.這種結(jié)構(gòu)的螺母承載圈數(shù)多，幾乎貫穿整個(gè)螺母，可以滿足大承載的要求。
四

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的外形圖；圖3是本發(fā)明中返向器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是圖3的俯視圖；
圖5是本發(fā)明中返向器的立體圖；圖6是本發(fā)明所述雙螺母預(yù)緊式結(jié)構(gòu)示意圖；附圖中標(biāo)記說明如下絲杠1，螺母2(法蘭螺母2a、直筒螺母2b)，安裝槽21，返向器3，返向通道31，螺紋凸牙32，滾珠4，錐端緊定螺釘5，隔離墊6，調(diào)整墊片7，鍵8。
五具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1一種本發(fā)明所述的單螺母插塊式滾珠絲杠副，見圖1，包括絲杠1、螺母2、返向器3和滾珠4，絲杠1上的螺紋與螺母2相適配，螺母2套裝在絲杠1上；一組滾珠4設(shè)置在由絲杠1和螺母2的螺旋槽所組成的螺旋通道內(nèi)，螺母2通過滾珠4和返向器3在絲杠1上移動(dòng)。返向器3的形狀為近似骨形。在螺母2的外圓上設(shè)有與返向器3的形狀相適配的安裝槽21；螺母2上的安裝槽21是由兩個(gè)偏心圓孔及沿螺母母線方向的直槽構(gòu)成，直槽兩邊分別與兩偏心圓孔相切，返向器3形狀與螺母2上兩孔及直槽構(gòu)成的形狀相吻合。返向器3設(shè)置在安裝槽21內(nèi)，在螺母2兩端設(shè)有將返向器3固定在安裝槽21內(nèi)的螺釘5。在返向器3內(nèi)部設(shè)有使?jié)L珠4作循環(huán)運(yùn)動(dòng)的返向通道31，該返向通道31的兩端開口與螺旋通道相適配并引導(dǎo)滾珠4順利進(jìn)入返向通道31內(nèi)。在返向器3上位于返向通道31兩端開口處設(shè)有用來輔助定位和引導(dǎo)滾珠4順利進(jìn)入返向通道31的螺紋凸牙32。在有效圈的每兩個(gè)滾珠4之間設(shè)有隔離墊6，這就使得在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中滾珠4之間沒有摩擦，消除了滾珠4之間的撞擊聲，降低了噪音、振動(dòng)和溫升。螺旋通道內(nèi)的滾珠4和隔離墊6共同形成滾珠鏈，該滾珠鏈的兩端分別與返向通道31的兩端相通，在返向通道31內(nèi)也依次裝滿了滾珠4和隔離墊6，它們將包絡(luò)在絲杠1和螺母2滾道內(nèi)的滾珠鏈相連接起來，共同構(gòu)成一個(gè)封閉的滾珠循環(huán)鏈。
工作時(shí)，絲杠進(jìn)行螺旋傳動(dòng)，由滾珠和隔離墊組成的滾珠鏈在螺母滾道、絲杠滾道、以及返向器流球滾道之間形成一個(gè)動(dòng)態(tài)循環(huán)回路。滾珠和隔離墊由螺母滾道和絲杠滾道組成的封閉螺旋通道運(yùn)動(dòng)至返向器一端時(shí)，在螺紋凸牙擋舌的引導(dǎo)下進(jìn)入骨形返向器流球通道，通過通道，滾珠和隔離墊從返向器另一端再次進(jìn)入螺母和絲杠滾道進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)的運(yùn)動(dòng)。
實(shí)施例2一種本發(fā)明所述的雙螺母墊片預(yù)緊插塊式滾珠絲杠副，見圖6。包括絲杠1、法蘭螺母2a、直筒螺母2b、調(diào)整墊片7、返向器3、滾珠4、隔離墊6等。法蘭螺母2a和直筒螺母2b均裝在絲杠1上，法蘭螺母2a與直筒螺母2b通過鍵8固定連接。在法蘭螺母2a與直筒螺母2b之間配一調(diào)整墊片7，用以調(diào)整預(yù)緊力的大小。滾珠4和隔離墊6裝在絲杠1和兩螺母2a、2b之間，絲杠1和螺母之間的螺紋傳動(dòng)通過滾珠4來實(shí)現(xiàn)。螺母外圓加工有安裝返向器3的骨形安裝槽21，骨形返向器3安裝在該安裝槽21內(nèi)，兩端用錐端緊定螺釘5固定。
工作時(shí)，滾珠絲杠副進(jìn)行螺旋傳動(dòng)，由滾珠和隔離墊組成的滾珠鏈在螺母滾道、絲杠滾道、以及返向器流球滾道之間形成一個(gè)動(dòng)態(tài)循環(huán)回路。滾珠和隔離墊由螺母滾道和絲杠滾道組成的封閉螺旋通道運(yùn)動(dòng)至返向器一端時(shí)，在螺紋凸牙擋舌的引導(dǎo)下進(jìn)入骨形返向器流球通道，通過通道、滾珠和隔離墊從返向器另一端再次進(jìn)入螺母和絲杠滾道進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)的運(yùn)動(dòng)。
權(quán)利要求
1.一種插塊式滾珠絲杠副，包括絲杠(1)、螺母(2)、返向器(3)和滾珠(4)，絲杠(1)上的螺紋與螺母(2)相適配，螺母(2)套裝在絲杠(1)上；一組滾珠(4)設(shè)置在由絲杠(1)和螺母(2)的螺旋槽所組成的螺旋通道內(nèi)，螺母(2)通過滾珠(4)和返向器(3)在絲杠(1)上移動(dòng)；其特征在于在螺母(2)的外圓上設(shè)有與返向器(3)的形狀相適配的安裝槽(21)；返向器(3)設(shè)置在安裝槽(21)內(nèi)，在返向器(3)內(nèi)部設(shè)有使?jié)L珠(4)作循環(huán)運(yùn)動(dòng)的返向通道(31)，該返向通道(31)的兩端開口與螺旋通道相適配并引導(dǎo)滾珠(4)順利進(jìn)入返向通道(31)內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的插塊式滾珠絲杠副，其特征在于所述返向器(3)的形狀為近似骨形，螺母(2)上的安裝槽(21)是由兩個(gè)偏心圓孔及沿螺母(2)母線方向的直槽構(gòu)成，直槽兩邊分別與兩偏心圓孔相切，在螺母(2)兩端設(shè)有將返向器(3)固定在安裝槽(21)內(nèi)的螺釘(5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的插塊式滾珠絲杠副，其特征在于在返向器(3)上，位于返向通道(31)兩端開口處設(shè)有用來輔助定位和引導(dǎo)滾珠(4)順利進(jìn)入返向通道(31)的螺紋凸牙(32)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的插塊式滾珠絲杠副，其特征在于在相鄰兩滾珠(4)間設(shè)有用來降低噪音、振動(dòng)和溫升的隔離墊(6)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的插塊式滾珠絲杠副，其特征在于螺旋通道內(nèi)的滾珠(4)和隔離墊(6)共同形成滾珠鏈，該滾珠鏈的兩端分別與返向通道(31)的兩端相通，并構(gòu)成一個(gè)封閉的滾珠循環(huán)鏈。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的插塊式滾珠絲杠副，其特征在于所述螺母(2)包括法蘭螺母(2a)和直筒螺母(2b)，在法蘭螺母(2a)和直筒螺母(2b)上均設(shè)有返向器(3)，兩螺母(2a、2b)間通過可設(shè)置預(yù)緊力的調(diào)整墊片(7)連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種插塊式滾珠絲杠副，包括絲杠、螺母、返向器和滾珠，絲杠上的螺紋與螺母相適配，螺母套裝在絲杠上；一組滾珠設(shè)置在由絲杠和螺母的螺旋槽所組成的螺旋通道內(nèi)，螺母通過滾珠和返向器在絲杠上移動(dòng)；在螺母的外圓上設(shè)有與返向器的形狀相適配的安裝槽；返向器設(shè)置在安裝槽內(nèi)，在返向器內(nèi)部設(shè)有使?jié)L珠作循環(huán)運(yùn)動(dòng)的返向通道，該返向通道的兩端開口與螺旋通道相適配并引導(dǎo)滾珠順利進(jìn)入返向通道內(nèi)。本發(fā)明可以滿足大導(dǎo)程、高速化、低噪音以及大承載的要求；且加工工藝簡單，便于大規(guī)模、批量化生產(chǎn)。它特別適用于大導(dǎo)程、高速、低噪音滾珠絲杠副中。
文檔編號F16H25/24GK1821621SQ20061003905
公開日2006年8月23日 申請日期2006年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月24日
發(fā)明者汪愛清, 高乃坤, 許舜, 付慧星 申請人:南京工藝裝備制造有限公司