專利名稱：扭力滑塊的制作方法
扭力滑塊本發(fā)明涉及一種滑動(dòng)軸承，是一種線性滑塊，具體為具有扭轉(zhuǎn)能力的滑塊。
背景技術(shù)：
目前，常見(jiàn)的滑動(dòng)軸承；在線性滑動(dòng)系列中，尚缺少既能沿軸滑動(dòng)，又能將軸動(dòng)力傳遞給從動(dòng)件的軸承或滑塊。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及的滑動(dòng)軸承，可填補(bǔ)上述滑動(dòng)軸承的功能空缺，能夠在沿軸滑動(dòng)的同時(shí)將軸動(dòng)力傳給與之連接的從動(dòng)件。本滑動(dòng)軸承(或稱滑塊)，由套筒架、滾珠、閉合滾珠管以及其他輔助配套構(gòu)件組成(圖1)。滾珠在閉合滾珠管內(nèi)滾動(dòng)循環(huán)，閉合滾珠管設(shè)置在套筒架內(nèi)；閉合滾珠管與套筒內(nèi)壁相交，在側(cè)面設(shè)置開(kāi)口 ；滾珠在閉合滾珠管的開(kāi)口處呈半裸露狀態(tài)突出。本滑動(dòng)軸承所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸，是設(shè)有滾珠槽的圓軸或其變形；其截面大致呈U型， 其側(cè)壁，一側(cè)與滾珠吻合，另一側(cè)與套筒架上的懸挑構(gòu)造吻合?；瑒?dòng)軸承的套筒架，是一剛性筒狀構(gòu)件，套裝在轉(zhuǎn)動(dòng)軸上并可沿軸向滑動(dòng)，工作時(shí)隨軸轉(zhuǎn)動(dòng)并將軸動(dòng)力傳給與之連接的從動(dòng)件。為使套筒既能高效滑動(dòng)，又能隨轉(zhuǎn)動(dòng)軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)，并同時(shí)對(duì)從動(dòng)件產(chǎn)生強(qiáng)大扭力， 采用使?jié)L珠正對(duì)圓軸上所設(shè)滾珠槽的槽壁的方法，利用槽壁對(duì)滾珠的擠壓使套筒架產(chǎn)生扭力，將軸動(dòng)力傳給從動(dòng)件。閉合滾珠管的開(kāi)口，在以套筒架內(nèi)圓半徑線的一側(cè)設(shè)置，使裸露出來(lái)的滾珠與槽壁直接接觸。軸動(dòng)力通過(guò)槽壁傳給滾珠，滾珠又將動(dòng)力傳遞給閉合滾珠管，閉合滾珠管再將動(dòng)力傳遞給套筒架。套筒架與轉(zhuǎn)動(dòng)軸之間不直接相連。滾珠管，是一剛形管，是用兩條直圓筒在兩端用彎道連接，形成閉合通道，滾珠可在管內(nèi)依序循環(huán)；滾珠管設(shè)置在套筒架上，其回路部分隱蔽在套筒架內(nèi)部，其開(kāi)口部分半裸露在套筒架內(nèi)壁。開(kāi)口設(shè)置在徑向的一側(cè)，與轉(zhuǎn)動(dòng)軸的滾珠槽對(duì)應(yīng)；開(kāi)口尺寸，既能保證滾珠不掉落，又能使之有足夠露出，目的在于保證與滾珠槽側(cè)壁有效接觸的面積。滾珠管可與套筒架聯(lián)體設(shè)置，使滑塊結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單；若單獨(dú)設(shè)置滾珠管，則套筒架也要設(shè)置對(duì)應(yīng)的懸挑，對(duì)其提供支撐。滾珠，是在滾珠管中依序滾動(dòng)循環(huán)的圓球，有一定數(shù)量的滾珠組，足以填滿閉合滾珠管；在滾珠管開(kāi)口處的滾珠，在與轉(zhuǎn)動(dòng)軸接觸并發(fā)生滾動(dòng)后，滾進(jìn)滾珠管的循環(huán)管段，同時(shí)有又有新的滾珠從循環(huán)段滾出，按順序接替向前滾出的滾珠，繼續(xù)與轉(zhuǎn)動(dòng)軸上的滾珠槽壁接觸傳力，循環(huán)往復(fù)。圖1結(jié)構(gòu)的滑動(dòng)軸承不具備主動(dòng)沿轉(zhuǎn)動(dòng)軸滑動(dòng)的能力，只能將軸動(dòng)力傳遞給與之連接的從動(dòng)件，滾珠沿轉(zhuǎn)動(dòng)軸槽壁的滾動(dòng)是在外力作用下的被動(dòng)滾動(dòng)；若不設(shè)外力，則滾珠不滾動(dòng)，因此滑動(dòng)軸承也就不產(chǎn)生軸向滑動(dòng)。欲使滑塊既能向外傳出扭力，又能沿軸向主動(dòng)滑動(dòng)，就須使?jié)L珠主動(dòng)滾動(dòng)；為此，在閉合滾珠管開(kāi)口段與之并行設(shè)置螺旋絞刀，用絞刀撥動(dòng)滾珠，使之相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)軸主動(dòng)滾動(dòng)；滾珠的主動(dòng)滾動(dòng)，帶動(dòng)套筒架沿軸向滑動(dòng)。螺旋絞刀(圖2)平行設(shè)置在閉合滾珠管開(kāi)口段的外側(cè)，或設(shè)置在循環(huán)段上并與平行，絞刀軸以套筒架為支架，外接外部動(dòng)力，在外部動(dòng)力作用下旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)絞刀推擠滾珠，進(jìn)而帶動(dòng)滑動(dòng)軸承滑動(dòng)。絞刀軸的動(dòng)力，可單獨(dú)設(shè)置動(dòng)力源，也可利用轉(zhuǎn)動(dòng)軸的動(dòng)力轉(zhuǎn)換獲得。在絞刀軸上設(shè)置嚙合小齒輪，與安裝在機(jī)架上且能與滑塊同步滑動(dòng)的大齒輪嚙合，小齒輪沿大齒輪星型滾動(dòng)，使絞刀軸獲得動(dòng)力。安裝在機(jī)架上的大齒輪，具有調(diào)節(jié)絞刀轉(zhuǎn)速的作用。在轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速固定的情況下， 沿正向或反向轉(zhuǎn)動(dòng)大齒輪，可是小齒輪相對(duì)大齒輪的轉(zhuǎn)速變化，從而引起絞刀軸轉(zhuǎn)速的變化，達(dá)到調(diào)整絞刀轉(zhuǎn)速的目的。大齒輪套裝在轉(zhuǎn)動(dòng)軸和滑動(dòng)軸承的絞刀軸外，其支架與套筒架固定連接同步滑動(dòng)，其轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力來(lái)自外部。在轉(zhuǎn)動(dòng)軸低速轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下，滑動(dòng)軸承閉合滾珠管的循環(huán)段、開(kāi)口段可分開(kāi)設(shè)置 (圖3、4)，開(kāi)口段仍設(shè)在套筒架上，循環(huán)段相對(duì)套筒架成為外設(shè)機(jī)構(gòu)；循環(huán)段固定設(shè)置在套筒架外，只隨套筒架同步軸向滑動(dòng)，而不沿軸向轉(zhuǎn)動(dòng)；一個(gè)循環(huán)段，對(duì)應(yīng)若干開(kāi)口段。上以，是以轉(zhuǎn)動(dòng)軸是主動(dòng)件而滑塊為從動(dòng)件來(lái)論述的，實(shí)施中若取滑塊為主動(dòng)件， 而轉(zhuǎn)動(dòng)軸為從動(dòng)件，以上各構(gòu)造仍然有效。
圖1 本圖是滑塊隨轉(zhuǎn)動(dòng)軸按順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的示意。表示滑動(dòng)軸承的軸承架、滾珠、閉合滾珠管以及轉(zhuǎn)動(dòng)軸之間的關(guān)系圖，是在滑動(dòng)軸承中間部位的橫截面圖。表示滑動(dòng)軸承套裝在轉(zhuǎn)動(dòng)軸上；滾珠與轉(zhuǎn)動(dòng)軸上的滾珠槽在側(cè)壁上接觸傳力；閉合滾珠管設(shè)在套筒架上，并在套筒架內(nèi)壁有部分露出，在其側(cè)面(由軸心向外放射方向的一側(cè))設(shè)有開(kāi)口。本圖只畫出了一個(gè)閉合滾珠管，可根據(jù)需要設(shè)置若干個(gè)。滾珠管與轉(zhuǎn)動(dòng)軸平行設(shè)置，分開(kāi)口段和循環(huán)段，在套筒架兩端設(shè)連接彎道，將兩段管連接成閉合環(huán)。1代表套筒架；2代表滾珠；3代表套筒架的懸挑部分，該構(gòu)造沿軸向呈條狀，連續(xù)支撐閉合滾珠管的開(kāi)口段；4代表轉(zhuǎn)動(dòng)軸，滾動(dòng)軸上設(shè)有與滾珠管和滾珠吻合的滾珠槽；5 代表循環(huán)段的滾珠管；6代表開(kāi)口段的滾珠管；2’代表與轉(zhuǎn)動(dòng)軸槽壁接觸的滾珠。圖2 表示具有主動(dòng)滑動(dòng)能力的滑塊的構(gòu)造情況，它是在圖1的基礎(chǔ)上增加了驅(qū)動(dòng)絞刀，絞刀的轉(zhuǎn)動(dòng)撥動(dòng)滾珠產(chǎn)生定向滾動(dòng)，從而帶動(dòng)滑塊沿轉(zhuǎn)動(dòng)軸向定向滑移。本圖，絞刀在套筒架內(nèi)與開(kāi)口段的閉合滾珠管平行設(shè)置，實(shí)施中也可使絞刀與循環(huán)段平行設(shè)置，利用滾珠之間的相互推擠獲得在滾珠管里的定向循環(huán)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)滑塊主動(dòng)滑移的目的。左圖是滑動(dòng)軸承(滑塊)中部沿徑向的部分?jǐn)嗝妫庠谡f(shuō)明滾珠管及滾珠與絞刀之間的關(guān)系；有部分絞刀片露出滾珠管與滾珠接觸，絞刀片推擠滾珠作定向滾動(dòng)。右圖是沿滑塊縱向剖切，取其具有代表性的中間部位的剖面圖，這是利用軸動(dòng)力來(lái)獲得絞刀動(dòng)力的裝置。左邊部分代表滑塊，右邊代表與套在轉(zhuǎn)動(dòng)軸和絞刀軸外的內(nèi)齒齒輪；內(nèi)齒齒輪與滑塊同軸轉(zhuǎn)動(dòng)。內(nèi)齒齒輪既可與套筒架相對(duì)固定設(shè)置，也可與套筒架設(shè)置相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)；兩者之間除可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)外，其他關(guān)系固定。
7代表設(shè)在套筒架上的絞刀孔；8代表絞刀軸；8. 1代表絞刀片；9代表絞刀軸齒輪；10代表內(nèi)齒齒輪；4. 1代表轉(zhuǎn)動(dòng)軸與滑塊之間的間隙；一和ω表示轉(zhuǎn)動(dòng)方向。圖3 表示滾珠管的開(kāi)口段與循環(huán)段分離設(shè)置的滑塊構(gòu)造，是在圖1的基礎(chǔ)上變化而來(lái)的；開(kāi)口段的構(gòu)造措施基本不動(dòng)，只是在彎道處斷開(kāi)，形成滾珠出入口，將循環(huán)段分離出來(lái)，不隨套筒架轉(zhuǎn)動(dòng)；這種構(gòu)，造滾珠管里的滾珠數(shù)量，需流出1-2顆滾珠的間隙；當(dāng)開(kāi)口段的滾珠向前滾動(dòng)后面就會(huì)出現(xiàn)間隙，當(dāng)間隙足夠多于半個(gè)滾珠的尺度時(shí)，循環(huán)段里的滾珠落下，進(jìn)入開(kāi)口段，同時(shí)開(kāi)口段的彎道口和擋珠環(huán)共同作用，將落下的滾珠擠進(jìn)開(kāi)口段； 當(dāng)間隙少于半個(gè)滾珠的尺度時(shí)，循環(huán)段里的滾珠不下落，或下落后再被擠回循環(huán)段；當(dāng)間隙剛好是半個(gè)球的尺度時(shí)，設(shè)置在開(kāi)口段彎道處的彈簧片與滾珠碰撞，然后產(chǎn)生變形并帶動(dòng)滾珠轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而將滾珠壓進(jìn)開(kāi)口段，或彈回循環(huán)段。滾珠擠進(jìn)開(kāi)口段的同時(shí)，又推擠其他滾珠定向滾動(dòng)，由此可帶動(dòng)滑塊主動(dòng)滑動(dòng)。開(kāi)口段的滾珠入口和出口，將套筒架兩端設(shè)成圓柱狀(與轉(zhuǎn)動(dòng)軸同軸)，將彎道開(kāi)口設(shè)置其上；滾珠入口端的開(kāi)口沿轉(zhuǎn)動(dòng)方向向前傾斜，滾珠出口端的開(kāi)口沿轉(zhuǎn)動(dòng)方向向后傾斜，方便滾珠的滾入及滾出。入口端的開(kāi)口，是個(gè)復(fù)雜形狀的弧線形立體闊口 ；開(kāi)口底部(截面)是個(gè)圓弧面， 與滾珠的滾動(dòng)軌跡相吻合；開(kāi)口在柱面上表現(xiàn)為一個(gè)大闊口，闊口的始點(diǎn)端和終點(diǎn)端傾角不同，滾珠由循環(huán)段進(jìn)入開(kāi)口段需要一定時(shí)間長(zhǎng)度，在此時(shí)間內(nèi)圓柱會(huì)轉(zhuǎn)過(guò)一定角度，因此，自開(kāi)口的前部(按轉(zhuǎn)動(dòng)方向)開(kāi)始由淺入深逐步進(jìn)入，直至套筒架端頭圓筒的內(nèi)壁，而后部也應(yīng)有一定傾斜，以利于滾珠的滾入和充分利用滾珠原有慣性；此外，因彈簧片需挑出一定長(zhǎng)度方能發(fā)揮效果，故設(shè)置開(kāi)口時(shí)還得把彈簧片懸挑的長(zhǎng)度算進(jìn)去，綜合確定開(kāi)口前面的始位置和后面的終點(diǎn)位置。入口處的彈簧片順柱面設(shè)置在開(kāi)口后，外面與柱面平，并挑出一定長(zhǎng)度，同時(shí)將彈簧片前端下面的柱體挖空，給彈簧留出變形空間。出口端的開(kāi)口是個(gè)圓孔，而與之對(duì)應(yīng)的循環(huán)段滾珠管循環(huán)段上的接口，則與入口端的開(kāi)口類似。出口處的開(kāi)口傾斜方向相反，彈簧片設(shè)在擋環(huán)上。這種方法形成的滑塊，無(wú)論開(kāi)口段數(shù)量的多少，循環(huán)段滾珠管只需一個(gè)，無(wú)論是哪個(gè)開(kāi)口段，只要其空隙滿足引進(jìn)滾珠的條件時(shí)，都能得到補(bǔ)充滾珠。要保證滑塊的有效運(yùn)轉(zhuǎn)，必須使分離出來(lái)的循環(huán)管不轉(zhuǎn)動(dòng)，而確定循環(huán)管不轉(zhuǎn)動(dòng)的方式，可以采用偏心、配重、依附機(jī)架支撐等措施。11代表?yè)醐h(huán)，套接在套筒架端頭的柱面上，不轉(zhuǎn)動(dòng)，中間設(shè)供滾珠管循環(huán)段彎道的開(kāi)口，如11. 1所指；12代表循環(huán)段彎道的端口，它與柱面吻合；13代表滾珠管開(kāi)口段彎道的端口，按滾珠滾入和滾出的不同傾斜方向相反；14代表滾珠管循環(huán)段；15代表彈簧片；16 代表彈簧片下面的鏤空空間，利于彈簧變形。圖4:表示閉合滾珠管循環(huán)段與開(kāi)口段分離設(shè)置的另一種形式，開(kāi)口設(shè)在套筒架的端頂。本圖與圖3構(gòu)造意圖相同，即開(kāi)口段的滾珠管可設(shè)若干個(gè)，而循環(huán)段的滾珠管同樣只設(shè)一個(gè)。左圖，在滑塊中間部位的軸向截面圖；右圖，滾珠入口端面上(開(kāi)口端)滾珠管管口的正面圖，即左圖的局部左側(cè)面圖，呈圓弧形。本圖所示的滑塊構(gòu)造特點(diǎn)，是在端頭設(shè)置了撥刀；入口端的撥刀，固定設(shè)置在套筒架上，隨套筒架旋轉(zhuǎn)，在轉(zhuǎn)動(dòng)中切入循環(huán)段滾珠管上設(shè)置的開(kāi)口，將滾珠擠進(jìn)開(kāi)口段；出口端的撥刀，固定設(shè)置在循環(huán)段的滾珠管上，在開(kāi)口段的滾珠管上設(shè)置開(kāi)口。撥刀前端設(shè)置彈簧片，機(jī)理與圖3的相同。入口端，用撥刀撥出滾珠也需要一個(gè)時(shí)間過(guò)程，即滾珠是逐漸的由循環(huán)段過(guò)度到開(kāi)口段的滾珠管里的，因此，對(duì)應(yīng)的開(kāi)口段的接口也是一個(gè)逐漸入深的闊口，是一段呈圓弧狀的平面開(kāi)口。出口端，闊口設(shè)在循環(huán)管上，與開(kāi)口同理。擋珠環(huán)設(shè)在端頂，與循環(huán)段滾珠管固定連接，固定設(shè)置。17代表安裝撥刀的刀架；18代表?yè)艿兜男泵?，用以擠壓滾珠，使之移動(dòng)。19代表彈簧片；5. 1代表設(shè)在循環(huán)段滾珠管上的開(kāi)口，撥刀由此切入；20代表圓弧形闊口。
具體實(shí)施例方式以圖1所示的類型為例，設(shè)一個(gè)套筒架上含兩個(gè)閉合滾珠管1、用剛性材料制作套筒架選一段鋼管截取適當(dāng)長(zhǎng)度作為套筒架；2、閉合滾珠管直線部分加工a.通過(guò)鋼管軸心劃一直線，產(chǎn)生兩條線段，分別作為兩個(gè)閉合滾珠管的基位；b.以鋼管軸心為圓心畫兩個(gè)同心圓，分別于上面的兩線段相交，出現(xiàn)四個(gè)交點(diǎn)；c.同一線段上的兩個(gè)交點(diǎn)為一組，分別循環(huán)段、開(kāi)口段滾珠管的圓心；d.按同一半徑以上述4圓心分別鉆孔，得出滾珠管的直線部分。3、閉合滾珠管彎道部分加工a.選內(nèi)徑與滾珠管內(nèi)徑相同的鋼管，以上述所畫同心圓的半徑之差為直徑彎制2 個(gè)圓環(huán)；b.將圓環(huán)一分為二，得出半圓形的彎道；c.分別將4個(gè)彎道與4條直線部分的滾珠管對(duì)接、固定，形成閉合管道(先裝滾珠)。4、加工開(kāi)口段鋼管在進(jìn)行完1、2步工作后，按圖1所示之1所示的構(gòu)造形狀(注意，圖1是一組閉合滾珠管，現(xiàn)在已經(jīng)變成兩組孔了)，銑削套筒架內(nèi)外壁，形成開(kāi)口段。5、裝入滾珠，固定連接。6、扭力滑塊形成。
權(quán)利要求
1.一種滑塊，是一種具有扭轉(zhuǎn)能力的滑動(dòng)軸承，由套筒架、滾珠、閉合滾珠管以及其他輔助配套構(gòu)件組成，滾珠在閉合滾珠管內(nèi)滾動(dòng)循環(huán)，閉合滾珠管設(shè)置在套筒架內(nèi)，其特征在于閉合滾珠管與套筒內(nèi)壁相交，在側(cè)面設(shè)置開(kāi)口，使?jié)L珠在開(kāi)口處與轉(zhuǎn)動(dòng)軸滾珠槽側(cè)壁相交傳力；套筒架設(shè)置懸挑構(gòu)造，支撐開(kāi)口段滾珠管或直接支撐滾珠。
2.如權(quán)利要求1所述的滑動(dòng)軸承，其特征在于在閉合滾珠管開(kāi)口段與之并行設(shè)置螺旋絞刀，用絞刀撥動(dòng)滾珠，使之相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)軸主動(dòng)滾動(dòng)，帶動(dòng)套筒架沿軸向主動(dòng)滑動(dòng)；在絞刀軸上設(shè)置嚙合小齒輪，與安裝在機(jī)架上且能與滑塊同步滑動(dòng)的大齒輪嚙合，小齒輪沿大齒輪星型滾動(dòng)，使絞刀軸獲得動(dòng)力；通過(guò)調(diào)整大齒輪轉(zhuǎn)速，進(jìn)而調(diào)節(jié)絞刀轉(zhuǎn)速。
3.如權(quán)利要求1所述的滑動(dòng)軸承，其特征在于閉合滾珠管的循環(huán)段、開(kāi)口段可分開(kāi)設(shè)置，一個(gè)循環(huán)段對(duì)應(yīng)多個(gè)開(kāi)口段。
全文摘要
一種滑塊，是一種線性滑動(dòng)軸承，具體為具有扭轉(zhuǎn)能力的滑塊。由套筒架、滾珠、閉合滾珠管以及其他輔助配套構(gòu)件組成；滾珠在閉合滾珠管內(nèi)滾動(dòng)循環(huán)，閉合滾珠管設(shè)置在套筒架內(nèi)；閉合滾珠管與套筒內(nèi)壁相交，在側(cè)面設(shè)置開(kāi)口；滾珠在閉合滾珠管的開(kāi)口處呈半裸露狀態(tài)突出；滑塊既能向外傳出扭力，又能沿軸向主動(dòng)滑動(dòng)。
文檔編號(hào)F16H35/00GK102401101SQ201010285270
公開(kāi)日2012年4月4日 申請(qǐng)日期2010年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月10日
發(fā)明者孫長(zhǎng)順 申請(qǐng)人:張旸斌