[發明專利]差動滾柱絲杠

有效

• 申請號: 201080046323.4
• 申請日: 2010-09-29
• 公開（公告）號: CN102549307A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: Y·博達塞
• 申請（專利權）人: 泰勒斯公司
• 主分類號: F16H25/22
• 分類號: F16H25/22
• 代理公司: 北京戈程知識產權代理有限公司 11314
• 代理人: 程偉;張小文

技術領域

本發明涉及滾動絲杠領域，更加具體而言，涉及滾柱絲杠。本發明涉及了這樣一種滾柱絲杠的領域，其能夠支撐非常大的荷載，同時在調節平移運動時提供了高的精確度。

背景技術

滾柱絲杠用來將轉動運動轉換為直線位移，反之亦然。滾動元件是設置在絲杠和螺母之間的帶螺紋的多個滾柱。該多個滾柱互相間隔開并且被限制在絲杠周圍的圓柱環內。它們也被稱為“衛星滾柱絲杠”。

大量的接觸點通常能夠使得衛星滾柱絲杠支撐非常大的荷載。

在某些應用中，滾柱絲杠目前優于滾珠絲杠。特別而言，當可以接受的靜態和動態加載性能較高的時候，滾柱絲杠比滾珠絲杠更具優勢。

帶螺紋的滾柱替代了滾珠來執行滾動功能，并且荷載被分布到了更多個接觸點上。

滾柱絲杠還可以具有對應于整數或者實數的螺距，這對于估算力的減少和計算平移運動的距離是有利的。該螺距可以自由選擇并且可以形成為不對螺母或者絲杠的幾何形狀進行任何特定的修改。

存在若干種類型的滾柱絲杠。特別地，具有非循環式滾柱絲杠、循環式滾柱絲杠和諸如反轉滾柱絲杠的其它布置。

帶有非循環式滾柱的滾柱絲杠包括螺母，該螺母的內螺紋與絲杠的螺紋相同。

所述滾柱具有單頭螺紋，其中螺旋角對應于螺母的螺旋角。因此，在螺母和滾柱之間沒有軸向位移。因此，滾柱不需要循環。

循環式滾柱絲杠包括螺紋。螺母的螺紋與絲杠的螺紋相同。滾柱并不具有螺紋而是具有垂直于絲杠的軸線而布置的凹槽。多個凹槽之間的距離對應于絲杠和螺母的橫向螺距。

當絲杠或者螺母旋轉的時候，滾柱在螺母中進行軸向位移。在進行了一個完整回轉之后，每個滾柱通過固定在螺母端部上的兩個凸輪而返回到初始位置。通過螺母中的縱向凹槽而使得滾柱的這種循環成為可能。

圖1顯示了這種滾柱絲杠的實施方式。滾柱絲杠100包括多個被限制在結構103當中的滾柱102，這使得負載分布令人滿意同時又保持了滾柱之間的間距，并一方面確保了滾柱102和絲杠100之間的接觸，另一方面確保了滾柱102和螺母101(該螺母101具有內螺紋)之間的接觸。由結構103、滾柱102和螺母101形成的單元被保持在兩個凸輪104之間，該凸輪104能夠使得滾柱在進行了一個完整回轉之后返回到它們的起始位置。

反轉滾柱絲杠具有螺紋。螺母的螺紋與絲杠的螺紋相同。在該情形中，動態運動被反轉，這是因為螺母在絲杠的轉動效應下進行了平移運動。

當今，絲杠的減速性能受到了螺距形式的限制。通過實例的方式，0.5mm是現有技術中的絲杠所能實現的平移運動的精確度。

并且，對大的減速需求與高負載吸收性能相矛盾，這是因為螺紋具有小的橫截面。這種矛盾有必要使得絲杠的直徑更大、滾柱長度更長并且滾柱數量更多。因此，對于提供了大的減速和高負載吸收性能的滾動軸承來說，滾動絲杠就變得太大了。

發明內容

本發明的目的是克服上述缺點。

特別地，本發明可以提高滾柱絲杠的減速性能，而不對它的負載吸收性能產生不利影響。為此，需要添加以差動方式工作的第二級。該后一級可以保持較小的尺寸，而不增大絲杠的直徑。

因此，本發明具有了一種新的布置，其增大了減速比，而并未對性能產生不利影響。

所述差動滾柱絲杠包括外螺母和多個滾動元件，所述多個滾動元件包括配備有多個第一凹槽的第一組滾柱，該第一組滾柱在所述絲杠周圍布置成第一圓柱環。該差動絲杠還包括配備有多個第二凹槽的第二組滾柱，該第二組滾柱被布置成第二圓柱環，這兩個圓柱環共軸。在兩組滾柱之間設有中間圓柱元件。該中間元件包括第一內螺紋和第二外螺紋，該第一內螺紋形成有第一螺距并且具有第一方向，該第二外螺紋形成有第二螺距并且具有與所述第一方向相反的第二方向。

所述滾柱有利地具有螺紋，這些螺紋是通過所述第一凹槽和第二凹槽形成的。

換言之，所述差動滾柱絲杠包括外螺母、多個滾動元件，所述滾動元件包括第一組帶螺紋的滾柱，所述螺紋形成有第一螺距并且具有第一方向，該第一組滾柱在絲杠周圍布置成第一圓柱環。

有利地，所述絲杠包括第二組帶螺紋的滾柱，該螺紋形成有第二螺距并且具有與第一方向相反的第二方向，該第二組滾柱布置成第二圓柱環，這兩個圓柱環共軸，并且在這兩組滾柱之間設置了圓柱中間元件，該中間元件包括對應于所述第一螺距的第一內螺紋和對應于所述第二螺距的第二外螺紋。

根據本發明的另一特性，所述第一凹槽和第二凹槽是圓形的。

在一個實施方式當中，所述滾柱的凹槽的橫截面有利地是三角形。