[發明專利]滾柱承重螺母螺桿副

有效

• 申請號: 201310686152.7
• 申請日: 2013-12-11
• 公開（公告）號: CN103629319A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: 洪榮華;洪澤斌
• 申請（專利權）人: 洪榮華
• 主分類號: F16H25/22
• 分類號: F16H25/22
• 代理公司: 杭州天欣專利事務所 33209
• 代理人: 董力平

技術領域

本發明涉及一種螺母螺桿副，特別是一種滾柱承重螺母螺桿副，主要應用在承載力大、定位精度高的機械中。

背景技術

現有技術中，常用的螺母螺桿副中主要應用的是艾克姆螺桿和滾珠螺桿：傳統的艾克姆螺桿中，螺桿外和螺母內具有相互匹配的螺紋結構，螺桿與螺母通過螺紋結構之間的面接觸進行滑動摩擦運動，其雖然承載的載荷大但摩擦阻力也大，易磨損，使用壽命較短；滾珠螺桿中，螺桿外和螺母內的螺紋結構中設置有滾珠，鋼珠與螺桿和螺母點接觸進行滾動摩擦運動，雖然摩擦力減小了且運動靈活，但是制造成本高、兩端不能承載大載荷，而且一般不能自鎖。

中國專利號200680022055.6公開了名稱為“滾柱螺桿及其制造方法”的專利，該專利中的螺紋軸（即螺桿）和螺母之間形成兩條以上的滾道，利用兩條以上滾道中方向不同的多個滾柱，并且具有無負載返回路的多個循環構件，使該滾珠螺桿能負載螺紋軸軸線的兩個方向的載荷；但該滾珠螺桿結構復雜，加工工藝復雜，且沒有很好克服現有技術中螺母螺桿副不能承載大載荷的缺陷。

中國專利號92224740.4公開了名稱為“滾柱絲桿副”的專利，該專利中的螺母體上開有徑向園孔，且設置有園柱滾子穿過螺母上的徑向園孔卡入螺桿的牙槽內，能承受大載荷、裝配定位方便，且為了滾動順暢還設置有滾針軸承；但該滾柱絲桿副的徑向園孔和園柱滾子的排布不明確，而且沒有提出克服現有技術中螺母螺桿副定位精度不足這一缺陷的方案。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中存在的上述不足，而提供一種結構設計更合理、定位精度高、傳動效率高、使用壽命長、載荷承受能力大且能自鎖的滾柱承重螺母螺桿副。

本發明解決上述問題所采用的技術方案是：該滾柱承重螺母螺桿副包括螺桿和螺母，所述螺桿帶有外螺紋，其特征在于：還包括滾柱，所述滾柱包括滾柱體，滾柱體的柱頭部為截頂圓錐體結構，滾柱體的柱主體為圓柱體結構；所述螺母上開有滾柱孔，所述柱主體位于滾柱孔內且兩者間隙配合，柱頭部位于螺桿的牙槽內且兩者間隙配合；所述滾柱孔的直徑為螺桿螺距的一半，滾柱孔呈螺旋布置，至少設置兩圈的滾柱孔，每圈至少設置六個滾柱孔；所述滾柱孔分為滾柱定位孔和滾柱調節孔，且所述滾柱定位孔和滾柱調節孔在螺旋軌跡上間隔設置，所述滾柱定位孔的中心在螺旋軌跡的中心線上，所述的滾柱調節孔的中心相對螺旋軌跡的中心線軸向上偏或下偏一個間隙公差的距離，且所有滾柱調節孔偏的方向一致。具有所述特定結構的滾柱體介于螺桿與螺母之間，滾柱孔螺旋分布在螺桿的外螺紋的軌跡上、排布規則，滾柱體的柱頭部組合構成螺母的內螺紋結構，滾柱體以滾柱中軸線為軸滾動，這一設計將原本的滑動摩擦運動轉化為滾動摩擦運動，減小了摩擦阻力，傳動效率提高，承重能力提高；設置有錯位的滾柱調節孔，定位精度提高，且便于自鎖；“滾柱定位孔和滾柱調節孔在螺旋軌跡上間隔設置”中的“間隔”是指至少間隔一個滾柱定位孔設置一定個數的滾柱調節孔，或者說間隔一定個數的滾柱定位孔設置至少一個滾柱調節孔，即可以間隔一個、兩個或三個（以此類推）滾柱定位孔設置一個、兩個或三個（以此類推）滾柱調節孔，有多種排布方式，優選間隔相等個數的滾柱定位孔設置相等個數的滾柱調節孔；整體結構簡單且更合理，制作成本低、組裝方便，安裝維護方便，適用范圍廣。

本發明所述滾柱孔在螺旋軌跡上等間距均勻布置，相鄰兩圈螺旋軌跡的中心線之間的間距相等且該間距為螺桿螺距的整數倍。螺母上排布的滾柱孔的數量是根據載荷以及單個滾柱體的抗剪強度來確定，可以為幾個、幾十個、幾百個，甚至更多，并做到合理配置；滾柱孔的數量大于等于滾柱的數量，優選兩者數量一致；在單個滾柱體的抗剪強度一定的情況下，滾柱體的數量越多，能承受的載荷越大；在滾柱體的數量和排布確定的情況下，單個滾柱體的抗剪強度越高，能承受的載荷越大。

本發明所述螺桿的牙槽和牙體的截面均為等腰梯形，且牙體的牙型角為6-15°；所述柱頭部的截面為與牙槽的截面相匹配的等腰梯形，所述柱頭部的錐度角與牙型角的角度一致；所述柱頭部與螺桿的牙槽之間有間隙。為了使柱頭部平穩滾動、不易錯位，牙型角角度范圍為6-15°，為了規模化生產和產品標準化，優選牙型角統一確定為10°。

本發明所述滾柱分為圓頭滾柱、平頭滾柱和調節滾柱，所述圓頭滾柱的滾柱體后端連接有圓頭，所述平頭滾柱的滾柱體后面設置有擋圈，所述調節滾柱的滾柱體后面設置有調節螺絲。滾柱的結構多變，各種結構的設計均是為了使之更易定位；調節滾柱需可微調，使調節滾柱的滾柱體與螺桿的牙槽達到最佳的接觸狀態。