[發(fā)明專利]一種平面滾道滾珠花鍵副

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210041102.9
• 申請日: 2012-02-22
• 公開（公告）號: CN102537043A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁太虎
• 申請（專利權(quán)）人: 威海利奧泰儆自動化設(shè)備有限公司
• 主分類號: F16C29/04
• 分類號: F16C29/04;F16C3/02;F16C33/58
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及到一種平面滾道滾珠花鍵副，屬于機(jī)械領(lǐng)域，具體的說是一種使用設(shè)有平面滾道的高硬度鋼質(zhì)光軸做花鍵軸的滾珠花鍵副，常用于自動化設(shè)備和其它具有高靈敏度高可靠性的直線運(yùn)動并傳遞扭矩的系統(tǒng)中。例如工業(yè)用機(jī)器人的架住以及機(jī)械臂、自動裝卸機(jī)、傳送機(jī)、自動搬運(yùn)裝置、輪胎成型機(jī)、點(diǎn)焊機(jī)主軸、高速自動涂裝導(dǎo)向軸、鉚接機(jī)、繞線機(jī)、放電加工機(jī)機(jī)頭、研磨床主軸驅(qū)動軸、各種變速裝置、精密分度軸等。

背景技術(shù)

在現(xiàn)有的機(jī)械設(shè)備中，在直線運(yùn)動中傳遞扭矩的裝置需要使用花鍵副，常用的有滑動式花鍵副和滾動式花鍵副，作為滾動式花鍵副中的滾珠花鍵現(xiàn)已在一些具有高靈敏度高可靠性的設(shè)備中得到廣泛應(yīng)用，如圖1和圖2所示，這種滾珠花鍵中設(shè)有與花鍵軸11和花鍵外套12相接觸并作純滾動的滾珠13，如圖3所示，花鍵軸一般為帶有凹進(jìn)或凸起縱向滾道14或15的高硬度鋼質(zhì)圓柱形，這種類型的花鍵副具有傳遞扭矩較大等優(yōu)點(diǎn)，但存在花鍵軸和花鍵母中滾道的加工工藝，特別是凸起狀的花鍵軸滾道的加工工藝復(fù)雜，要求精度高，花鍵母使用整體的昂貴的特殊鋼材等因素，造成所制造的花鍵副價格較高等缺點(diǎn)。

為此，發(fā)明一種運(yùn)動靈活而造價低廉的滾珠花鍵副很有必要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種使用普通材料制造花鍵母體，花鍵母體中設(shè)置用特殊鋼材制作的滾道；利用滾珠與花鍵軸的接觸點(diǎn)偏離于花鍵軸平面滾道中心位置，可承受對花鍵軸的單向扭力，兩種方向的單向扭力構(gòu)成花鍵母與花鍵軸的周向定位。以此原理制造的低成本滾珠花鍵副。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：

1.??花鍵軸上的平面滾道加工工藝簡單，可極大得降低花鍵軸的生產(chǎn)成本。

2.??使用非淬硬材質(zhì)做花鍵母基體的方法，加工簡單，可極大的提高生產(chǎn)效率，圓柱形的滾道的加工方法也相對簡單的多。

因此這種平滾道滾珠花鍵副除具有一般滾珠花鍵副所具有的運(yùn)動靈活等特點(diǎn)外，還具有加工成本相對較低的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)的滾珠花鍵副結(jié)構(gòu)立體圖；

圖2是圖1中的橫向截面圖；

圖3是現(xiàn)有技術(shù)使用的多種滾道形式示意圖；

圖4是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)立體圖；

圖5是本發(fā)明的端面示意圖；

圖6是本發(fā)明的外套3的端面圖；

圖7是本發(fā)明中滾珠4的工作循環(huán)狀態(tài)圖；

圖8是本發(fā)明中滾珠4與滾道5的多種接觸形式。

具體實(shí)施方式

一種平面滾道滾珠花鍵副，設(shè)有花鍵軸1和花鍵母2兩部分，如圖4和圖5所示，所述花鍵軸1為圓柱形光軸，其上設(shè)有平面滾道B1；所述花鍵母2由外套3、滾珠4、滾道5、回珠墊板6、回珠器7和端蓋8組成；如圖6所示，所說的外套3為普通材質(zhì)的圓筒形結(jié)構(gòu)，筒壁中設(shè)有多組相同的通孔系，每組通孔系包括一個通孔B4，兩個孔徑較小的通孔B5和一個與通孔B4孔徑相同的通孔B6，外套3兩端還分別設(shè)有螺紋孔B7和圓柱銷孔B8。

所述花鍵軸1為高硬度鋼質(zhì)光軸，見圖4，其上設(shè)有數(shù)條平面滾道B1。所說的外套3中通孔系的數(shù)量和位置與花鍵軸1上平面滾道B1對應(yīng)。如圖6，各通孔系中通孔B4與圓筒形內(nèi)表面B3相交形成缺口C1，兩個通孔B5與通孔B4相交形成缺口C2。缺口C1的位置偏離于所對應(yīng)的花鍵軸平面滾道B1中心位置一定距離L。

外套3中各通孔系，以距離L所處在平面滾道B1中心左右側(cè)的位置分為左右兩種方向，如圖5所示，兩種方向通孔系的數(shù)量相等。

每組通孔系中的通孔B4中安裝的滾道5和通孔B4中的滾珠4，利用偏離于平面滾道中心位置的接觸點(diǎn)，可承受對花鍵軸1的單向扭力，兩種方向的單向扭力構(gòu)成花鍵母與花鍵軸可承受雙向扭力的周向定位。

為得到最合理的扭力與穩(wěn)定性，各通孔系中的兩個滾道5的圓心與滾珠4圓心的連線X1和X2，與平面滾道B1的夾角α1和α2的角度不同，如圖8a所示。

如圖7所示，工作通道——通孔B4中的滾珠4運(yùn)行在花鍵軸1的平面滾道B2和花鍵母2的滾道5之間，通過兩端的回珠槽B9和外套3的通孔B6實(shí)現(xiàn)循環(huán)工作。花鍵軸1應(yīng)該能夠在花鍵母2中輕松無間隙的運(yùn)動，通過檢測如果不能達(dá)到設(shè)計(jì)要求的運(yùn)動間隙或預(yù)緊量，需通過調(diào)換不同直徑的滾珠4的方式進(jìn)行調(diào)整。

為了適應(yīng)各種不同載荷和市場價格的需要，滾道5的截面可以是與滾珠4點(diǎn)接觸的純圓形的，如圖8a；也可以是與滾珠4較大面積接觸的帶有平面形式的如圖8b，還可以是更大面積接觸的帶有凹進(jìn)圓弧形式的，如圖8c。

由于花鍵軸1的滾道B1為平面結(jié)構(gòu)，所以加工極方便，所以利用本發(fā)明制造的滾珠花鍵副既能達(dá)到現(xiàn)有技術(shù)滾珠花鍵副的運(yùn)動靈活性，還能有效降低制造成本，是自動化行業(yè)的可靠選擇。