[發明專利]帶有衛星滾柱螺桿機構的致動機構

有效

• 申請號: 201911230218.5
• 申請日: 2019-12-04
• 公開（公告）號: CN111271424B
• 公開（公告）日: 2023-02-21
• 發明（設計）人: 阿諾·格羅爾
• 申請（專利權）人: 伊維萊有限公司
• 主分類號: F16H25/22
• 分類號: F16H25/22
• 代理公司: 北京國昊天誠知識產權代理有限公司 11315
• 代理人: 南霆

本發明涉及一種致動機構(30、40、60、70)，其包括主旋轉驅動裝置(31、41、61、71)和連接到所述驅動裝置(31、41、61、71)的滾柱螺桿機構(1、43、73)。滾柱螺桿機構(1、43、73)包括螺桿(2、82)、螺母(4、84)、多個滾柱(6、86)，螺桿(82)和螺母(4)之一連接到主旋轉驅動裝置(31、41、61、71)，其中另一個(2、84)可相對于滾柱(6、86)平移和旋轉運動。滾柱螺桿機構(1、43、73)還包括環形引導件(14、44、88)，用于沿周向和軸向保持滾柱(6、86)。環形引導件(14、44、88)包括圓柱形套筒(21、45、46、90)，該圓柱形套筒從環形根部(15、16)之一軸向向外延伸超過螺母(4、84)，螺桿(2、82)在所述套筒(21、45、46、90)的孔中延伸，所述套筒(21、45、46、90)連接到副旋轉驅動裝置(32、42、62、72)。

技術領域

本發明涉及致動機構的領域，該致動機構包括旋轉驅動裝置和用于將旋轉運動轉換成線性平移運動(反之亦然)的滾柱螺桿機構，更具體地講，為衛星滾柱螺桿機構。

現有技術

這種滾柱螺桿機構設置有包括外螺紋的螺桿；圍繞該螺桿設置并包括內螺紋的螺母；以及分別與螺桿的外螺紋和螺母的內螺紋接合的多個縱向滾柱。與滾珠螺桿機構相比，滾柱螺桿機構的主要優點是具有更高的容許負載能力。

第一種類型的滾柱螺桿機構包括滾柱，其外螺紋分別與螺桿的外螺紋和螺母的內螺紋嚙合。滾柱的螺紋和螺母的螺紋具有彼此相同的螺旋角，并且與螺桿的螺紋的螺旋角不同，因此，當螺桿相對于螺母旋轉時，滾柱會轉動它們。并沿螺桿滾動，而無需在螺母內部軸向移動。通過布置在螺母上的并與滾柱的齒部相嚙合的齒部，使滾柱平行于螺桿的軸線旋轉地被引導。這種機構稱為衛星滾柱螺桿。

還已知第二種類型的滾柱螺桿機構，其具有相似的操作原理，但是不同的地方在于其反向布置。選擇滾柱、螺桿和螺母的螺紋螺旋角，以便于當螺桿相對于螺母旋轉時，滾柱會圍繞螺桿自身轉動，并且在螺母中軸向移動。通過布置在螺桿上的并與所述滾柱的齒部相嚙合的齒部，使滾柱平行于螺桿的軸線旋轉地被引導。這種機構稱為反衛星滾柱螺桿。

在某些應用中，希望具有一種能輸出結合了線性平移和旋轉運動的元件。當前解決該問題的解決方案是提供一種組件，該組件包括兩個相關聯的螺桿機構，第一個專用于線性平移運動，第二個允許旋轉運動。然而，其具有成本高以及占用大量軸向和/或徑向空間的缺點。

這類衛星滾柱螺桿機構的另一個結構限制是，不允許螺紋足夠小以實現高精度線性位移，特別是在低速和重載情況下，并且不允許螺紋足夠大以實現高速度線性運動，尤其是在低負載情況下。

發明內容

本發明旨在克服這些缺點。

更具體地，本發明旨在提供一種帶有滾柱螺桿機構的致動機構。其中，對于給定速度和負載，線性位移精度被優化。對于給定負載，線性運動速度被優化。同時其結構緊湊、低成本、允許結合線性位移和旋轉的輸出運動。

本發明涉及一種致動機構，該致動機構包括主旋轉驅動裝置和連接至所述驅動裝置的滾柱螺桿機構。滾柱螺桿機構設置有包括外螺紋的螺桿；圍繞該螺桿并與其同軸設置的螺母，該螺母包括內螺紋；以及設置在螺桿與螺母之間的多個滾柱。每個滾柱包括分別與螺桿的外螺紋和螺母和內螺紋嚙合的外螺紋。螺桿和螺母中的一個連接到主旋轉驅動裝置，另一個可相對于滾柱做平移和旋轉運動。

滾柱螺桿機構還包括用于周向和軸向保持滾柱的環形引導件。該引導件徑向安裝在螺桿和螺母之間。引導件包括環形的第一根部，環形的第二根部和軸向地連接第一根部和第二根部的多個細長部分，從而限定了多個在圓周方向上通過這些細長部分彼此隔開的凹口，每個凹口容納一個滾柱。

根據本發明，環形引導件包括圓柱形套筒，該圓柱形套筒從環形的根部之一軸向向外延伸超過螺母，螺桿在套筒的孔中延伸。套筒連接至副旋轉驅動裝置。