CN101929533B

CN101929533B - 高速低噪音精密滚珠丝杠副

Info

Publication number: CN101929533B
Application number: CN2010102749806A
Authority: CN
Inventors: 要义勇; 赵丽萍
Original assignee: Xian Jiaotong University; Suzhou Academy of Xian Jiaotong University
Current assignee: Xian Jiaotong University; Suzhou Academy of Xian Jiaotong University
Priority date: 2010-09-07
Filing date: 2010-09-07
Publication date: 2012-05-23
Anticipated expiration: 2030-09-07
Also published as: CN101929533A

Abstract

本发明公开了一种高速低噪音精密滚珠丝杠副，该滚珠丝杠副由滚珠丝杠、滚珠螺母、滚珠、弹性缓冲器、弹性返向阻尼器、螺母壳体和密封圈组成；所述滚珠丝杠上套装有滚珠螺母，滚珠丝杠的外圆与滚珠螺母的内圆上设置有滚道，滚道内设置有滚珠；所述滚珠螺母两端设有返向器槽，在各返向器槽内分别设置有有弹性缓冲器、弹性返向阻尼器和贯穿的滚珠返回通道。本发明的高速精密滚珠丝杠副结构在高速运动情况下，能够有效地克服滚珠在滚动和自转方向上的返回过程中带来的冲击和振动，同时，吸收大量滚珠滚动时所产生的磨擦热，因此，本发明能够解决高速运转条件下的精密滚珠丝杠副的噪音、振动和发热问题。

Description

高速低噪音精密滚珠丝杠副

技术领域：

本发明涉及一种本发明滚珠丝杠副结构，尤其涉及一种高速运转条件下的精密滚珠丝杠副。本发明能够解决高速运转条件下的精密滚珠丝杠副的噪音、振动和发热问题。

背景技术：

随着机械产品向高速、高效、自动化方向发展，工业机器人、数控加工中心及机电一体化机械等，其进给驱动速度不断提高。快速定位、高速切削、高速驱动己向滚动功能部件提出全新的要求。

现有的滚珠丝杠副螺母滚珠返回结构中，尽管采用了圆弧切向或椭圆形过渡方法进行了设计，解决了中低速条件下滚珠丝杠副的运动问题，但是在高速情况下，这种结构滚珠的运动螺旋槽拐角处角度大，过渡不平滑，导致了滚珠在滚动方向上一阶导数和二阶导数连续，三阶导数不连续；同时，在自转方向上一阶导数连续，二阶导数和三阶导数不连续，从而，造成滚珠运动不平稳，产生冲击和振动，以及大量的摩擦热，对导程和转速的增加产生很大的制约，也限制了滚珠丝杠副的高速承载能力。

因此，本发明滚珠丝杠副结构能够有效地克服滚珠在滚动和自转方向上的返回过程带来的冲击和振动，同时，吸收大量滚珠滚动时所产生的磨擦热，增大承载能力，并能实现滚珠丝杠副的高速化和高精度运行。

发明内容：

本发明目的是公开一种新型高速精密滚珠丝杠副结构，能够降低滚珠丝杠副运动时的振动，实现高速化，降低温升，具有承受载荷的能力大，传动平稳，噪音小，提高运动精度，结构紧凑等优点。

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种高速低噪音精密滚珠丝杠副，该滚珠丝杠副由滚珠丝杠1、滚珠螺母3、滚珠6、弹性缓冲器4、弹性返向阻尼器5、螺母壳体8和密封圈9组成；所述滚珠丝杠1上套装有滚珠螺母3，滚珠丝杠1的外圆与滚珠螺母3的内圆上设置有滚道2，滚道2内设置有滚珠6；所述滚珠螺母3两端设有返向器槽，在各返向器槽内分别设置有有弹性缓冲器4、弹性返向阻尼器5和贯穿的滚珠返回通道7；所述滚珠丝杠副运动过程中，滚珠6分别通过滚珠丝杠1和滚珠螺母3之间的滚道2、弹性缓冲器4、弹性返向阻尼器5和贯穿的滚珠返回通道7，到达滚珠螺母3另一端的弹性缓冲器4和弹性返向阻尼器5；然后，再次进入滚珠丝杠1和滚珠螺母3之间的滚道2，形成滚珠6完整的滚动循环；所述密封圈9设置在滚珠螺母3内表面两端，滚珠丝杠1和滚珠螺母3之间。

所述弹性缓冲器4由弹性缓冲块11、弹簧12和转动定位轴10组成；所述弹性缓冲器4位置在于滚珠滚道2和弹性返向阻尼器5的交汇处，并设置在返向器槽的中心线滚道切向方向上；弹性缓冲块4在弹簧12的作用下，向滚道倾斜微量距离；在高速运动情况下，所述滚珠6在通过滚珠丝杠1和滚珠螺母3之间的滚道2后，进入返回通道7之前，滚珠6在滚动方向上首先接触到弹性缓冲块11，在克服弹性缓冲块的弹簧12力之后，滚珠6推开弹性缓冲块11进入到弹性返向阻尼器6。

所述弹性返向阻尼器5由弹性阻尼块14、阻尼块安装座13和阻尼润滑气体接头16组成；所述弹性阻尼块14圆周表面设置许多微型阻尼孔15；所述弹性返向阻尼器5位置在于弹性缓冲器4和返回通道7之间，并设置在返向器槽的中心线滚道切向方向上；在高速运动情况下，所述滚珠6在通过弹性返向阻尼器5时，阻尼润滑气体通过弹性返向阻尼器上的微型阻尼孔15喷向滚珠6。

本发明的高速精密滚珠丝杠副结构在高速运动情况下，能够有效地克服滚珠在滚动和自转方向上的返回过程中带来的冲击和振动，同时，吸收大量滚珠滚动时所产生的磨擦热，因此，本发明能够解决高速运转条件下的精密滚珠丝杠副的噪音、振动和发热问题。

附图说明：

图1为本发明的高速精密滚珠丝杠副结构示意图；

图2为本发明的高速精密滚珠丝杠副中弹性缓冲器原理示意图；

图3为本发明的高速精密滚珠丝杠副中弹性返向阻尼器原理示意图。

其中：1为滚珠丝杠；2为滚道；3为滚珠螺母；4为弹性缓冲器；5为弹性返向阻尼器；6为滚珠；7为滚珠返回通道；8为螺母壳体；9为密封圈；10为转动定位轴；11为弹性缓冲块；12为弹簧；13为阻尼块安装座；14为弹性阻尼块；15为微型阻尼孔；16为阻尼润滑气体接头。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参照图1，新型高速精密滚珠丝杠副由滚珠丝杠1、滚珠螺母3、滚珠6、弹性缓冲器4、弹性返向阻尼器5、螺母壳体8和密封圈9组成。在滚珠丝杠1上套装有滚珠螺母3，滚珠丝杠1的外圆与滚珠螺母3的内圆上设置有滚道2，滚道2内设置有滚珠5。滚珠螺母3两端设有返向器槽，在各返向器槽内分别设置有有弹性缓冲器4、弹性返向阻尼器5和贯穿的滚珠返回通道7。滚珠丝杠副运动过程中，滚珠6分别通过滚珠丝杠1和滚珠螺母3之间的滚道2、弹性缓冲器4、弹性返向阻尼器5和贯穿的滚珠返回通道7，到达滚珠螺母3另一端的弹性缓冲器4和性返向阻尼器5；然后，再次进入滚珠丝杠1和滚珠螺母3之间的滚道2，形成滚珠6完整的滚动循环。密封圈9设置在滚珠螺母3内表面两端，滚珠丝杠1和滚珠螺母3之间，起着密封防尘作用。

参照图2，弹性缓冲器4由弹性缓冲块11、弹簧12和转动定位轴10组成。弹性缓冲器4位置在于滚珠滚道2和弹性返向阻尼器5的交汇处，并设置在返向器槽的中心线滚道切向方向上；弹性缓冲块4在弹簧12的作用下，向滚道倾斜微量距离。在高速运动情况下，所述滚珠6在通过滚珠丝杠1和滚珠螺母3之间的滚道2后，进入返回通道7之前，滚珠6在滚动方向上首先接触到弹性缓冲块11，在克服弹性缓冲块的弹簧12力之后，滚珠6推开弹性缓冲块11进入到弹性返向阻尼器6，从而抑制了滚珠6因运动方向改变带来的冲击和振动，起到了弹性缓冲作用，有效提高了滚珠丝杠副的高速平稳性。

参照图3，弹性返向阻尼器5由弹性阻尼块14、阻尼块安装座13和阻尼润滑气体接头16组成。弹性阻尼块14圆周表面设置许多微型阻尼孔15；弹性返向阻尼器5位置在于弹性缓冲器4和返回通道7之间，并设置在返向器槽的中心线滚道切向方向上。在高速运动情况下，所述滚珠6在通过弹性返向阻尼器5时，阻尼润滑气体通过弹性返向阻尼器上的微型阻尼孔15喷向滚珠6，抑制了滚珠6因自转方向改变带来的冲击和振动，同时，带走滚珠6和滚珠螺母3上的热量，防止了热变形带来的位移误差，从而保证了新型高速精密滚珠丝杠副在高速运转条件下的运动精度和运动平稳性。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。

Claims

1.高速低噪音精密滚珠丝杠副，其特征在于：该滚珠丝杠副由滚珠丝杠、滚珠螺母、滚珠、弹性缓冲器、弹性返向阻尼器、螺母壳体和密封圈组成；所述滚珠丝杠上套装有滚珠螺母，滚珠丝杠的外圆与滚珠螺母的内圆上设置有滚道，滚道内设置有滚珠；所述滚珠螺母两端设有返向器槽，在各返向器槽内分别设置有有弹性缓冲器、弹性返向阻尼器和贯穿的滚珠返回通道；所述滚珠丝杠副运动过程中，滚珠分别通过滚珠丝杠和滚珠螺母之间的滚道、弹性缓冲器、弹性返向阻尼器和贯穿的滚珠返回通道，到达滚珠螺母另一端的弹性缓冲器和弹性返向阻尼器；然后，再次进入滚珠丝杠和滚珠螺母之间的滚道，形成滚珠完整的滚动循环；所述密封圈设置在滚珠螺母内表面两端，滚珠丝杠和滚珠螺母之间；

所述弹性返向阻尼器由弹性阻尼块、阻尼块安装座和阻尼润滑气体接头组成；所述弹性阻尼块圆周表面设置许多微型阻尼孔；所述弹性返向阻尼器位置在于弹性缓冲器和返回通道之间，并设置在返向器槽的中心线滚道切向方向上；在高速运动情况下，所述滚珠在通过弹性返向阻尼器时，阻尼润滑气体通过弹性返向阻尼器上的微型阻尼孔喷向滚珠。

2.如权利要求1所述高速低噪音精密滚珠丝杠副，其特征在于：所述弹性缓冲器由弹性缓冲块、弹簧和转动定位轴组成；所述弹性缓冲器位置在于滚珠滚道和弹性返向阻尼器的交汇处，并设置在返向器槽的中心线滚道切向方向上；弹性缓冲块在弹簧的作用下，向滚道倾斜微量距离；在高速运动情况下，所述滚珠在通过滚珠丝杠和滚珠螺母之间的滚道后，进入返回通道之前，滚珠在滚动方向上首先接触到弹性缓冲块，在克服弹性缓冲块的弹簧力之后，滚珠推开弹性缓冲块进入到弹性返向阻尼器。