專利名稱：軸向返向式滾珠絲杠副的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機械傳動部件，尤其是一種滾珠絲杠副，具體地說是一種軸向返向式滾珠絲杠副。
背景技術(shù)：
滾珠絲杠副是機械工業(yè)十分重要的基礎(chǔ)件，其性能和質(zhì)量直接體現(xiàn)了一個國家機床工業(yè)乃至機械工業(yè)的實力和水平。由于滾珠絲杠副具有摩擦阻力小，傳動靈活，傳動精度和效率高，使用壽命長，可實現(xiàn)高速、高剛度和高精度傳動等特點，被廣泛運用于機床行業(yè)和各種機械行業(yè)中。
滾珠絲杠副主要由滾珠絲杠(以下簡稱絲杠)、滾珠螺母(以下簡稱螺母)、返向器、滾珠等零件組成，螺母裝在絲杠上，但螺母和絲杠并不直接接觸，它是通過同時與絲杠螺旋槽及螺母螺旋槽相接觸的滾珠來實現(xiàn)螺紋傳動的，絲杠螺旋槽和螺母螺旋槽組成了滾珠運動的滾道。滾珠在螺母中沿著滾道依次排列，形成一個滾珠鏈，在傳動過程中，每個滾珠不僅自身轉(zhuǎn)動，而且在絲杠(或螺母)的帶動下在滾道中產(chǎn)生一個與螺母運動方向相反的運動，如果不對滾珠的運動進行限制，每粒滾珠都將溢出螺母之外，因此，必須使每粒滾珠運動到螺母的一定位置處實現(xiàn)返向，通過返向循環(huán)通道返回到運動的起點，從而使?jié)L珠在螺母中形成一個封閉的滾珠鏈，以實現(xiàn)連續(xù)的傳動，在螺母上通過返向器來設(shè)立返向循環(huán)通道是使?jié)L珠實現(xiàn)返向的必要措施，因此，返向循環(huán)通道的形式和返向器的質(zhì)量直接影響到傳動的靈活性、流暢性和傳動的效率。
目前在滾珠絲杠副中，常用的返向循環(huán)通道和返向器，按滾珠是在螺母外實現(xiàn)返向還是螺母體內(nèi)實現(xiàn)返向共有外循環(huán)和內(nèi)循環(huán)兩種型式一、外循環(huán)方式又可分為二種型式，一種將空心鋼管彎曲后將其兩端插入螺母外圈的的兩孔中，將螺母有效圈內(nèi)的滾珠鏈連接起來，形成閉合的滾珠鏈，傳動時，滾珠在擋珠器的作用下從彎管的一端進入彎管中，如圖1所示。另一種型式是在螺母的外圓上加工一個螺旋槽，通過擋珠零件(相當于返向器)將滾珠導入螺旋槽中，從而將滾珠鏈閉合連接起來，如圖1中所示，實際加工中，這二種型式的循環(huán)通孔的型式可以互換。這二種返向型式最大的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，螺母的軸向尺寸較緊湊；缺點是螺母的徑向尺寸較大，傳動過程中，擋珠部位容易損壞且不易實現(xiàn)高速重載傳動。
二、內(nèi)循環(huán)方式也有單個式和整體式二種。單個式是在螺母的外圓上加工數(shù)個徑向孔，然后將帶有返向槽的返向器裝入徑向孔，使相鄰滾道的滾珠串接起來，形成多個閉合的滾珠鏈，如圖2所示。整體式是在螺母外圓上加工一條方形通槽，然后裝上與方形通槽同樣大小的帶有反向通道的返向器，整體式結(jié)構(gòu)實際上相當于單個式結(jié)構(gòu)的疊加。這二種返向型式的最大優(yōu)點是螺母的徑向尺寸緊湊，但其軸向尺寸較大，同時由于返向器上供滾珠進出的通道較多，在傳動過程中容易引起打頓和產(chǎn)生沖擊，故不利于在需要滾珠絲杠副高速運動的場合使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種螺母徑向和軸向尺寸均比較緊湊，且適合于高速和重載同時傳動方式下使用的軸向返向式滾珠絲杠副。
本發(fā)明的技術(shù)方案是一種軸向返向式滾珠絲杠副，包括絲杠、螺母、滾珠和返向器，絲杠和螺母的螺紋為單頭、雙頭或四頭，螺紋的截形為雙圓弧形或單圓弧形，螺母套在絲杠上，滾珠裝在絲杠和螺母的螺紋組成的螺紋滾道之間，絲杠和螺母通過同時與絲杠螺旋槽及螺母螺旋槽相接觸的滾珠實現(xiàn)螺紋傳動，其特征是在螺母的端面上加工有軸向通孔或在螺母的外圓上加工有軸向凹槽，并通過裝在螺母上的返向器形成滾珠返向循環(huán)通道。
本發(fā)明還采取了以下技術(shù)措施螺母上構(gòu)成返向循環(huán)通道的軸向通孔或軸向凹槽的數(shù)量應與螺母及絲杠上的螺紋頭數(shù)相等，且均勻地分布在螺母的圓周上。
在本發(fā)明的滾珠鏈由螺母螺紋滾道內(nèi)包絡在絲杠螺紋滾道上依次排列的滾珠組成，該滾珠鏈的兩端分別與上述返向循環(huán)通道的兩端相通，返向循環(huán)通道內(nèi)也依次裝滿了滾珠，它將包絡在絲杠螺紋滾道上的滾珠鏈相連起來，構(gòu)成一個封閉的滾珠循環(huán)鏈。
本發(fā)明的返向器設(shè)有一陷在絲杠的圓弧螺旋槽內(nèi)的、防止?jié)L珠溢出螺母并引導滾珠進入返向器內(nèi)、用以實現(xiàn)滾珠的返向循環(huán)的螺紋狀擋塊及與軸向通孔或軸向凹槽相通的便于滾珠通過其進入的弧形凹槽。
本發(fā)明的有益效果1、結(jié)合了背景技術(shù)中內(nèi)循環(huán)式螺母徑向尺寸小和外循環(huán)式螺母軸向尺寸小的優(yōu)點，從而使得本發(fā)明的滾珠絲杠副螺母的整體體積大為縮小，使其應用范圍進一步擴大，特別適合于對尺寸和綜合指標要求高的場合使用。
2、制造簡單?？朔藘?nèi)循環(huán)式滾珠絲杠副制造復雜的缺點，同時保留了內(nèi)循環(huán)式滾珠絲杠副的優(yōu)點，傳動精度高。
3、解決了多頭螺紋滾珠絲杠副中滾珠的返向問題，且結(jié)構(gòu)簡單，尤其適合于高速重載場合使用。
4、克服了外循環(huán)式滾珠絲杠副的返向部位易損壞的缺點，克服了內(nèi)循環(huán)式滾珠絲杠副滾珠返向時產(chǎn)生沖擊和容易打頓現(xiàn)象，因而具有工作平穩(wěn)，傳動靈活，壽命長的突出優(yōu)點。
5、尺寸小、承載能力大。在螺母長度相同的條件下，本發(fā)明的滾珠絲杠副由于滾道中的承載滾珠數(shù)量大大增加，因此承載能力得到了較大的提高。
6、本發(fā)明應用于多頭螺紋滾珠絲杠副中時，由于其導程加大，故其速度可成倍增加，而同時由于滾道中承載的滾珠的數(shù)量比外循環(huán)和內(nèi)循環(huán)滾珠絲杠副多，故其承載能力也同步增長，因而本發(fā)明可用于高速重載場合。
7、為適應數(shù)控機床的高速重載提供理想的傳動元件，是滾珠絲杠行業(yè)中的一次革命性突破。


圖1是本發(fā)明背景技術(shù)中外循環(huán)式滾珠絲杠副的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明背景技術(shù)中單個式內(nèi)循環(huán)式滾珠絲杠副的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是本發(fā)明的雙頭絲杠結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是圖4的絲杠螺紋法向截型示意圖。
圖6是與圖4相配套的本發(fā)明的螺母的端面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7是本發(fā)明的螺母的結(jié)構(gòu)示意圖，也是圖6的B-B剖視圖。
圖8是圖7的P向視圖。
圖9是圖7所示螺母螺紋的法向截型示意圖。
圖10是本發(fā)明的返向器的正視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖11是圖10的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖12是圖10的P向視圖。
圖13是圖10的后視圖。
圖14是圖10的A-A向剖視圖。
圖15是圖10的B-B向剖視圖。
圖16是圖12的C-C向剖視圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
本實施例以雙頭螺紋為例加以說明，單頭及其它多頭螺紋結(jié)構(gòu)的滾珠絲杠副可參照本發(fā)明的技術(shù)方案及本實施例加以實施。
如圖4所示。
一種軸向返向式滾珠絲杠副，包括雙頭螺紋絲杠1(如圖4所示)、滾珠2、螺母3，滾珠2通過螺母3上的軸向返向循環(huán)通孔4和返向器5以及由絲杠1和螺母3相對的螺紋之間形成的滾道包絡在滾珠絲杠副中，螺母3裝在絲杠1上，滾珠2裝在絲杠1和螺母3之間，絲杠1和螺母2通過同時與絲杠螺旋槽及螺母螺旋槽相接觸的滾珠2實現(xiàn)螺紋傳動，在螺母3上、軸向返向循環(huán)通孔4的二端均安裝有返向器5，滾珠2通過返向器5和軸向返向循環(huán)通孔4包絡在滾珠絲杠副中，從而使?jié)L珠2在傳動過程中不會溢出滾珠絲杠副的螺母3外。而滾珠2的轉(zhuǎn)動方式(自轉(zhuǎn)和傳動)及工作位置與現(xiàn)有技術(shù)相同。作為本發(fā)明的關(guān)鍵點的軸向返向循環(huán)通孔4及其返向器5是針對不處于工作狀態(tài)的滾珠2而言的，而處于工作狀態(tài)的滾珠2的工作位置與現(xiàn)有技術(shù)相同，即只有同時與絲杠1和螺母3相接觸的滾珠2才處于工作狀態(tài)，而滾珠2與絲杠1及螺母3相接觸的部位也與背景技術(shù)相同。
為了實現(xiàn)高速重載傳動，螺母3上設(shè)置的二個軸向返向循環(huán)通孔4對稱布置在螺母3的圓周上，以保證絲杠1的受力均勻和傳動的平穩(wěn)性，在螺母3上、每個軸向返向循環(huán)通孔4的二端均安裝有返向器5。
返向器5是滾珠絲杠行業(yè)較為常見也很重要的零件，一般機械工程技術(shù)人員均可通過各自的方法進行設(shè)計。本實施例的返向器5的結(jié)構(gòu)如圖10、11所示，在每個軸向返向循環(huán)通孔4的二端各安裝一個返向器5，本實施例因有二個軸向返向循環(huán)通孔4，故共安裝了四個返向器5。在返向器5與絲杠1螺旋槽底部的相對位置處設(shè)有一個防止?jié)L珠2溢出螺母3的并起導向作用的螺紋狀擋塊6，在返向器5與螺母3相接觸的一面上設(shè)有與軸向返向循環(huán)通孔4相通的便于滾珠2通過其進入軸向返向循環(huán)通孔4內(nèi)的弧形凹槽7，當滾珠2沿絲杠1上的螺旋槽運動到安裝在螺母3一端的返向器5附近時，受到返向器5上的螺紋狀擋塊6的阻擋并在后續(xù)滾珠2的推動下沿弧形凹槽7進入軸母3上的軸向循環(huán)通孔4中作返回運動，當運動到螺母3另一端的返向器5的位置時，即沿返向器5上的弧形凹槽7向絲杠1上的螺旋槽運動，并在返向器5上的螺紋狀擋塊6的導向下正好落入絲杠1上的螺旋槽中，進入另一個循環(huán)。
返向器5的結(jié)構(gòu)和形狀也可根據(jù)實際情況另行設(shè)計，本發(fā)明的附圖11-17例僅給出了一種結(jié)構(gòu)形式的返向器。返向器5與螺母3的連接方式可采用常規(guī)方法連接。
本實施例未涉及的滾珠絲杠副的其它部分與現(xiàn)有技術(shù)相同。
權(quán)利要求
1.一種軸向返向式滾珠絲杠副，包括絲杠、螺母、滾珠和返向器，絲杠和螺母的螺紋為單頭、雙頭或四頭，螺紋的截形為雙圓弧形或單圓弧形，螺母套在絲杠上，滾珠裝在絲杠和螺母的螺紋組成的螺紋滾道之間，絲杠和螺母通過同時與絲杠螺旋槽及螺母螺旋槽相接觸的滾珠實現(xiàn)螺紋傳動，其特征是在螺母的端面上加工有軸向通孔或在螺母的外圓上加工有軸向凹槽，并通過裝在螺母上的返向器形成滾珠返向循環(huán)通道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸向返向式滾珠絲杠副，其特征是螺母上構(gòu)成返向循環(huán)通道的軸向通孔或軸向凹槽的數(shù)量與螺母及絲杠上的螺紋頭數(shù)相等，且均勻地分布在螺母的圓周上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸向返向式滾珠絲杠副，其特征是在螺母螺紋滾道內(nèi)包絡在絲杠螺紋滾道上依次排列的滾珠形成滾珠鏈，該滾珠鏈的兩端分別與上述返向循環(huán)通道的兩端相通，返向循環(huán)通道內(nèi)也依次裝滿了滾珠，它將包絡在絲杠螺紋滾道上的滾珠鏈相連起來，構(gòu)成一個封閉的滾珠循環(huán)鏈。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸向返向式滾珠絲杠副，其特征是所述的返向器設(shè)有一陷在絲杠的圓弧螺旋槽內(nèi)的、防止?jié)L珠溢出螺母并引導滾珠進入返向器內(nèi)、用以實現(xiàn)滾珠的返向循環(huán)的螺紋狀擋塊及與軸向通孔或軸向凹槽相通的便于滾珠通過其進入的弧形凹槽。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種螺母徑向和軸向尺寸均比較緊湊、結(jié)構(gòu)簡單，且適合于高速重載傳動方式下使用的軸向返向式滾珠絲杠副，包括絲杠、螺母、滾珠和返向器，絲杠和螺母的螺紋為單頭、雙頭或四頭，螺紋的截形為雙圓弧形或單圓弧形，螺母套在絲杠上，滾珠裝在絲杠和螺母的螺紋組成的螺紋滾道之間，絲杠和螺母通過同時與絲杠螺旋槽及螺母螺旋槽相接觸的滾珠實現(xiàn)螺紋傳動，其特征是在螺母的端面上加工有軸向通孔或在螺母的外圓上加工有軸向凹槽，并通過裝在螺母上的返向器形成滾珠返向循環(huán)通道。
文檔編號F16H25/12GK1563745SQ20041001467
公開日2005年1月12日 申請日期2004年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月16日
發(fā)明者于宙, 劉祥茂, 石李玨 申請人:于宙, 劉祥茂, 石李玨