本實(shí)用新型涉及一種作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，尤其是涉及一種將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)精確地轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)的行星滾柱絲桿副。

背景技術(shù)：

行星滾柱絲桿副是一種將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)械裝置，它與滾珠絲桿副的傳動(dòng)方式類似，不同點(diǎn)在于：在滾珠絲桿副中，載荷通過安裝在螺紋滾道中的鋼球從螺母傳遞到絲桿上，載荷的大小主要取決于鋼球的大小和接觸點(diǎn)的個(gè)數(shù)。而行星滾柱絲桿副的載荷傳遞元件為螺紋滾柱，滾柱能加工出較大曲率半徑的圓弧凸齒形。每個(gè)螺母中一般包含數(shù)個(gè)螺紋滾柱，并且所有的滾柱都參與工作，接觸點(diǎn)眾多，因此承載力和剛度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于滾珠絲桿副。在需要高承載的應(yīng)用場合，與液壓傳動(dòng)相比，行星滾柱絲桿副具有無與倫比的優(yōu)越性。它所配置的控制系統(tǒng)簡單，不需要諸如閥門、泵、過濾器、傳感器等復(fù)雜的配套系統(tǒng)，能有效避免液壓油泄漏和不可預(yù)知的故障，并且能夠在極其艱苦的工作環(huán)境下承受重載或逐漸增加的重載荷上千小時(shí)。因此，行星滾柱絲桿副所具有的優(yōu)越性，使其成為惡劣環(huán)境條件下使用及重載傳動(dòng)的理想選擇。目前，行星滾柱絲桿副僅僅用作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，還不能用作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、或旋轉(zhuǎn)+直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的行星滾柱絲桿副進(jìn)行改進(jìn)，使其具有直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)+直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)這三種運(yùn)動(dòng)形式。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：

直線和/或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，主要由第一動(dòng)力傳動(dòng)副、第二動(dòng)力傳動(dòng)副和行星滾柱絲桿副組成；

所述行星滾柱絲桿副由滾柱螺母、主絲桿和數(shù)根滾柱構(gòu)成，數(shù)根所述滾柱均勻分布在所述主絲桿上，所述滾柱與所述主絲桿嚙合，所述滾柱兩端加工有小模數(shù)外齒輪和圓柱光軸，所述主絲桿于所述滾柱的兩端各套設(shè)了一個(gè)保持架和內(nèi)齒圈，所述滾柱的圓柱光軸插在所述保持架均布加工的孔中，所述小模數(shù)外齒輪與所述內(nèi)齒圈嚙合；

所述第一動(dòng)力傳動(dòng)副包括第一主動(dòng)齒輪和第一從動(dòng)齒輪，所述第一從動(dòng)齒輪與所述滾柱螺母固連，所述主絲桿從所述從動(dòng)齒輪中穿過；

所述第二動(dòng)力傳動(dòng)副包括第二主動(dòng)齒輪、第二從動(dòng)齒輪以及固定套筒，所述固定套筒固定插設(shè)在所述第二從動(dòng)齒輪中，所述固定套筒套設(shè)在所述主絲桿上，所述固定套筒與所述主絲桿之間呈徑向固定、軸向自由的狀態(tài)。

第一動(dòng)力傳動(dòng)副與第二動(dòng)力傳動(dòng)副均可單獨(dú)驅(qū)動(dòng)行星滾柱絲桿副運(yùn)動(dòng)，也可以聯(lián)合驅(qū)動(dòng)。

第一動(dòng)力傳動(dòng)副單獨(dú)驅(qū)動(dòng)行星滾柱絲桿副的工作原理如下：第一主動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)第一從動(dòng)齒輪嚙合反向旋轉(zhuǎn)，第一從動(dòng)齒輪帶動(dòng)滾柱螺母與其同向旋轉(zhuǎn)，滾柱螺母帶動(dòng)數(shù)根滾柱一邊自轉(zhuǎn)，一邊繞著主絲桿做行星運(yùn)動(dòng)，由于滾柱與主絲桿直接通過螺紋嚙合，所以此時(shí)的主絲桿做軸向直線運(yùn)動(dòng)。由于主絲桿與述固定套筒之間呈徑向固定、軸向自由的狀態(tài)，所以主絲桿此刻做軸向運(yùn)動(dòng)并不會(huì)引起固定套筒的運(yùn)動(dòng)。主絲桿的伸出或者縮回由第一主動(dòng)齒輪的旋轉(zhuǎn)方向決定。

第二動(dòng)力傳動(dòng)副單獨(dú)驅(qū)動(dòng)行星滾柱絲桿副的工作原理如下：第二主動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)第二從動(dòng)齒輪嚙合方向旋轉(zhuǎn)，第二從動(dòng)齒輪帶動(dòng)固定套筒與其同向旋轉(zhuǎn)，固定套筒帶動(dòng)主絲桿與其同向旋轉(zhuǎn)，滾柱圍繞主絲桿做行星運(yùn)動(dòng)，由于滾柱與滾柱螺母通過螺紋嚙合，且滾柱螺母的位置為固定狀態(tài)，所述主絲桿開始做直線+旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。主絲桿的伸出或者縮回由第二主動(dòng)齒輪的旋轉(zhuǎn)方向決定。

第一動(dòng)力傳動(dòng)副與第二動(dòng)力傳動(dòng)副聯(lián)合驅(qū)動(dòng)行星滾柱絲桿副運(yùn)動(dòng)的工作原理如下：當(dāng)?shù)谝恢鲃?dòng)齒輪與第二主動(dòng)齒輪的運(yùn)動(dòng)方向相同，且第二主動(dòng)齒輪的輸出力等于第一主動(dòng)齒輪的輸出力乘以一個(gè)行星傳動(dòng)比時(shí)，第一動(dòng)力傳動(dòng)副驅(qū)動(dòng)主絲桿做的直線運(yùn)動(dòng)與第二動(dòng)力傳動(dòng)副驅(qū)動(dòng)主絲桿做的直線運(yùn)動(dòng)相抵消，此時(shí)的主絲桿做純粹的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

進(jìn)一步的是，所述第一從動(dòng)齒輪與所述滾柱螺母之間通過一組凹凸插齒固定連接。凹凸插齒能夠有效地防止第一從動(dòng)齒輪與滾柱螺母之間發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。

進(jìn)一步的是，所述第二從動(dòng)齒輪與所述固定套筒之間通過凹凸插齒固定連接。凹凸插齒能夠有效地防止第二從動(dòng)齒輪與固定套筒之間發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。

進(jìn)一步的是，所述第一從動(dòng)齒輪的相對(duì)所述固定套筒的一端設(shè)置有連接套筒，所述連接套筒中設(shè)置有滾珠軸承；所述固定套筒的一端插在所述連接套筒中的滾柱軸承中。

進(jìn)一步的是，所述主絲桿的本體設(shè)置有若干條軸向的半圓槽一，所述固定套筒的內(nèi)壁對(duì)應(yīng)所述半圓槽一處設(shè)置有半圓槽二，所述圓槽一和圓槽二組成一個(gè)圓形安裝槽，所述圓形安裝槽中放置了一根滾針或者鋼球保持器。滾針或者鋼球保持器插在圓形安裝槽中將主絲桿的徑向方向進(jìn)行限定。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型提供的直線和/或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其有益效果是：本實(shí)用新型具有兩組動(dòng)力，通過這兩組動(dòng)力的相互聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)+直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)這三種主要的運(yùn)動(dòng)形式。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。

圖1為實(shí)施例一所公開的直線和/或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的剖面示意圖；

圖2為實(shí)施例一所公開的第一從動(dòng)齒輪的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為實(shí)施例一所公開的滾柱螺母的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為實(shí)施例一所公開的主絲桿的部分結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為實(shí)施例一所公開的固定套筒的局部剖面示意圖；

圖6為實(shí)施例一所公開的固定套筒與主絲桿的剖面示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。

實(shí)施例一

參見圖1所示的直線和/或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，主要由從左至右依次排列的第一動(dòng)力傳動(dòng)副、第二動(dòng)力傳動(dòng)副和行星滾柱絲桿副組成。

行星滾柱絲桿副由滾柱螺母1a、主絲桿1b和數(shù)根滾柱1c構(gòu)成，數(shù)根滾柱1c均勻分布在主絲桿1b上，滾柱1c與主絲桿1b嚙合，滾柱1c兩端加工有小模數(shù)外齒輪和圓柱光軸，主絲桿1b于滾柱1c的兩端各套設(shè)了一個(gè)保持架1e和內(nèi)齒圈1d，滾柱1c的圓柱光軸插在保持架1e均布加工的孔中，小模數(shù)外齒輪與內(nèi)齒圈1d嚙合。

第一動(dòng)力傳動(dòng)副包括第一主動(dòng)齒輪2a和第一從動(dòng)齒輪2b，參見圖2和3，第一從動(dòng)齒輪2b與滾柱螺母1a之間通過一組凹凸插齒2c固定連接，主絲桿1b從從動(dòng)齒輪中穿過。凹凸插齒能夠有效地防止第一從動(dòng)齒輪2b與滾柱螺母1a之間發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。

第二動(dòng)力傳動(dòng)副包括第二主動(dòng)齒輪3a、第二從動(dòng)齒輪3b以及固定套筒3c，固定套筒3c插設(shè)在第二從動(dòng)齒輪3b中，并通過凹凸插齒3e固定連接。凹凸插齒能夠有效地防止第二從動(dòng)齒輪3b與固定套筒3c之間發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。參見圖4-5，固定套筒3c套設(shè)在主絲桿1b上，主絲桿1b的本體設(shè)置有若干條軸向的半圓槽一3f，固定套筒3c的內(nèi)壁對(duì)應(yīng)半圓槽一處設(shè)置有半圓槽二3g，圓槽一和圓槽二組成一個(gè)圓形安裝槽，圓形安裝槽中放置了一根滾針3h。滾針插在圓形安裝槽中使固定套筒3c與主絲桿1b之間呈徑向固定、軸向自由的狀態(tài)。也可以在圓形安裝槽中插入鋼珠保持器，而且鋼珠保持器的使用性能優(yōu)于滾針。

第一從動(dòng)齒輪2b的相對(duì)固定套筒3c的一端設(shè)置有連接套筒2d，連接套筒中設(shè)置有滾珠軸承2e；固定套筒3c的一端插在連接套筒中的滾柱1c軸承中。

第一動(dòng)力傳動(dòng)副與第二動(dòng)力傳動(dòng)副均可單獨(dú)驅(qū)動(dòng)行星滾柱絲桿副運(yùn)動(dòng)，也可以聯(lián)合驅(qū)動(dòng)。

第一動(dòng)力傳動(dòng)副單獨(dú)驅(qū)動(dòng)行星滾柱絲桿副的工作原理如下：第一主動(dòng)齒輪2a旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)第一從動(dòng)齒輪2b嚙合反向旋轉(zhuǎn)，第一從動(dòng)齒輪2b帶動(dòng)滾柱螺母1a與其同向旋轉(zhuǎn)，滾柱螺母1a帶動(dòng)數(shù)根滾柱1c一邊自轉(zhuǎn)，一邊繞著主絲桿1b做行星運(yùn)動(dòng)，由于滾柱1c與主絲桿1b直接通過螺紋嚙合，所以此時(shí)的主絲桿1b做軸向直線運(yùn)動(dòng)。由于主絲桿1b與述固定套筒3c之間呈徑向固定、軸向自由的狀態(tài)，所以主絲桿1b此刻做軸向運(yùn)動(dòng)并不會(huì)引起固定套筒3c的運(yùn)動(dòng)。主絲桿1b的伸出或者縮回由第一主動(dòng)齒輪2a的旋轉(zhuǎn)方向決定。

第二動(dòng)力傳動(dòng)副單獨(dú)驅(qū)動(dòng)行星滾柱絲桿副的工作原理如下：第二主動(dòng)齒輪3a旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)第二從動(dòng)齒輪3b嚙合方向旋轉(zhuǎn)，第二從動(dòng)齒輪3b帶動(dòng)固定套筒3c與其同向旋轉(zhuǎn)，固定套筒3c帶動(dòng)主絲桿1b與其同向旋轉(zhuǎn)，滾柱1c圍繞主絲桿1b做行星運(yùn)動(dòng)，由于滾柱1c與滾柱螺母1a通過螺紋嚙合，且滾柱螺母1a的位置為固定狀態(tài)，主絲桿1b開始做直線+旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。主絲桿1b的伸出或者縮回由第二主動(dòng)齒輪3a的旋轉(zhuǎn)方向決定。

第一動(dòng)力傳動(dòng)副與第二動(dòng)力傳動(dòng)副聯(lián)合驅(qū)動(dòng)行星滾柱絲桿副運(yùn)動(dòng)的工作原理如下：當(dāng)?shù)谝恢鲃?dòng)齒輪2a與第二主動(dòng)齒輪3a的運(yùn)動(dòng)方向相同，且第二主動(dòng)齒輪3a的輸出力等于第一主動(dòng)齒輪2a的輸出力乘以一個(gè)行星傳動(dòng)比時(shí)，第一動(dòng)力傳動(dòng)副驅(qū)動(dòng)主絲桿1b做的直線運(yùn)動(dòng)與第二動(dòng)力傳動(dòng)副驅(qū)動(dòng)主絲桿1b做的直線運(yùn)動(dòng)相抵消，此時(shí)的主絲桿1b做純粹的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

以上三種驅(qū)動(dòng)方式的結(jié)果見下表：

其中，S1代表第一主動(dòng)齒輪，S2代表第二主動(dòng)齒輪，N1代表第一主動(dòng)齒輪的輸出動(dòng)力，N2代表第二主動(dòng)齒輪的輸出動(dòng)力，+/-表示輸出方向，f表示行星傳動(dòng)比。

以上所描述的是本絲桿副的三種主要運(yùn)動(dòng)方式，其還存在著其他運(yùn)動(dòng)方式，在此不做贅述。

從圖1中還可以看出，行星滾柱絲桿副在實(shí)際使用時(shí)，滾柱螺母的外側(cè)是要套設(shè)滾珠軸承1w的。由于本執(zhí)行機(jī)構(gòu)在三種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，絲桿受到的徑向力較大，所以滾珠軸承1w和滾珠軸承1e采用深溝球軸承。

實(shí)施例二

與實(shí)施例一不同的是，第一動(dòng)力傳動(dòng)副、第二動(dòng)力傳動(dòng)副和行星滾柱絲桿副的排列方向還可以是從右至左，也可以將行星滾柱絲桿副置于第一動(dòng)力傳動(dòng)副與第二動(dòng)力傳動(dòng)副之間。

其余未描述部件參見實(shí)施例一。

對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實(shí)用新型的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本實(shí)用新型將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。