[發明專利]帶阿基米德螺旋過渡曲面的內循環滾珠絲杠副

在審

• 申請號: 201911364103.5
• 申請日: 2019-12-26
• 公開（公告）號: CN111120606A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 劉建佐;歐屹;馮虎田;陳斌斌
• 申請（專利權）人: 南京理工大學;連云港斯克斯機器人科技有限公司
• 主分類號: F16H25/22
• 分類號: F16H25/22;F16H25/24
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 馬魯晉

本發明公開了一種帶阿基米德螺旋過渡曲面的內循環滾珠絲杠副，包括絲杠、螺母、滾珠和返向器，絲杠外側和螺母內側均設有螺旋狀的滾珠槽，滾珠槽相互配合形成螺旋滾道，滾珠安裝于螺旋滾道內，在滾珠絲杠副的螺母上設置有返向器安裝槽，在返向器安裝槽內放置有返向器，形成完整的滾珠循環通道，在返向循環通道與螺旋滾道之間設置有阿基米德螺旋過渡曲面，可以使滾珠在螺旋滾道和返向器之間流暢運動。本發明設計了合理的返向器回珠曲線，改善了滾珠絲杠副的螺旋滾道和返向器過渡處的曲面結構設計，增加了阿基米德螺旋過渡曲面，使滾珠在循環通道中的運動更加平穩流暢，提高了滾珠絲杠副的性能和使用壽命。

技術領域

本發明涉及滾珠絲杠技術領域，特別涉及一種帶阿基米德螺旋過渡曲面的內循環滾珠絲杠副。

背景技術

滾珠絲杠副是一種將旋轉運動轉換為直線運動或將扭矩轉換為軸向往復作用力的傳動機構，具有精度高、效率高、可靠性高等特點，被廣泛應用于機械、航天、航空、核工業等領域。

內循環滾珠絲杠副通過安裝在螺母上的返向器使滾珠進行循環返向，是最為常用的一種滾珠絲杠副結構。返向器是內循環滾珠絲杠副的關鍵零件，其結構優劣直接影響到滾珠絲杠副運轉的流暢性、噪音、溫升等性能。返向器回珠曲線是由兩個柱面曲面相交而成，其中柱面曲面的準線有“五次拋物線”，“圓弧曲線+直線”，“正余弦曲線”等。根據目前返向器和螺母上返向器安裝槽的加工精度，返向器循環通道的直徑一般比滾珠直徑大0.3mm至0.7mm，因此返向器循環通道和滾珠滾道之間會存在一個臺階，滾珠在進出返向器通道的過程中，必須越過該臺階，導致滾珠絲杠副產生發卡、噪音等現象。

發明內容

本發明的目的在于提供一種具有低噪音、高平穩性和流暢性等特點的滾珠絲杠副。

實現本發明目的的技術解決方案為：一種帶阿基米德螺旋過渡曲面的內循環滾珠絲杠副，包括絲杠、螺母、滾珠和返向器；所述絲杠的外側和所述螺母的內側均設有螺旋狀的滾珠槽，滾珠槽相互配合形成螺旋滾道，所述滾珠安裝于所述螺旋滾道內，所述螺母上設置有返向器安裝槽，返向器安裝槽內設置返向器。

進一步地，所述返向器具有返向循環通道，且返回循環通道的直徑比滾珠直徑大l₁mm，其中0.3mm≤l₁≤0.7mm。

進一步地，所述返向循環通道的中心曲線由返向器回珠曲線確定，所述返向器回珠曲線由兩個柱面曲面Σ₁和Σ₂相交而成；以返向器中心為原點o，絲杠軸中心線為y軸，通過返向器中心的絲杠徑向方向為z軸，垂直于yoz平面的方向為x軸，建立坐標系o-xyz，柱面曲面Σ₁的準線在xoy平面，柱面曲面Σ₂的準線在xoz平面。

進一步地，所述柱面曲面Σ₁的準線關于原點o對稱，準線形狀為“正弦曲線+圓弧曲線+正弦曲線”，所述正弦曲線與所述螺旋滾道的螺旋線在xoy平面內的投影重合，圓弧曲線與正弦曲線相切。

進一步地，所述柱面曲面Σ₂的準線關于z軸對稱，準線形狀為多段圓弧擬合，且準線距離滾珠運動邊界l₂mm，其中0.1mm≤l₁≤0.15mm。

進一步地，所述返向循環通道的兩端與螺旋滾道的連接處均設有過渡曲面。

進一步地，所述過渡曲面與返向循環通道、螺旋滾道相切。

進一步地，所述過渡曲面為阿基米德螺旋過渡曲面。