CN104847860A - 滚柱丝杠、用于在该滚柱丝杠中安装滚柱的方法及工具 - Google Patents

滚柱丝杠、用于在该滚柱丝杠中安装滚柱的方法及工具 Download PDF

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Abstract

滚柱丝杠机构包括有外螺纹的螺杆，围绕所述螺杆布置并与其同轴的螺母(18)，所述螺母(18)有内螺纹，以及介于所述螺杆与所述螺母(18)之间的多个彼此相同的滚柱(22i)并且每个滚柱有与所述螺杆的和所述螺母(18)的外螺纹和内螺纹接合的外螺纹(24)，每个滚柱(22i)的螺纹通过分别与在螺母(18)的孔的非螺纹部分固定的两个环形冠环(34)的齿接合的齿在每个的端部轴向延长。每个滚柱(22i)包括角度视觉定位装置(60i)，并且螺母(18)包括使滚柱(22i)有角度的放置于冠环(34)内成为可能的角度视觉定位装置(18a)。

Description

滚柱丝杠、用于在该滚柱丝杠中安装滚柱的方法及工具
技术领域
本发明涉及滚柱丝杠机构的领域，滚柱丝杠机构有可能使旋转运动转换为直线平移运动，并且反之亦然。
背景技术
此类机构设置有外螺纹的螺杆，围绕螺杆布置并且有内螺纹的的螺母，以及分别与螺杆的外螺纹和螺母的内螺纹接合的多个纵向滚柱。
滚柱丝杠机构的第一种类型包括与螺杆的外螺纹和螺母的内螺纹接合的有外螺纹的滚柱。滚柱的螺纹与螺母的螺纹表现出彼此相同的螺纹角，其不同于螺杆的螺纹的螺纹角，以使，当螺杆相对于螺母旋转时，滚柱自启动并且围绕螺杆滚动，在螺母内无轴向位移。滚柱由安装在螺母上的齿以平行于螺杆的轴线旋转的方式来引导，并且安装在螺母上的齿与所述滚柱的齿啮合。此类机构被称为行星滚柱丝杠。
滚柱丝杠机构的第二种类型有相似的工作原理但通过反向位置区分。选择滚柱的、螺杆的以及螺母的螺纹的螺纹角，以使，当螺杆相对于螺母旋转时，滚柱围绕螺杆自启动并且在螺母内轴向位移。滚柱由在螺杆上形成的齿以平行于螺杆的轴线旋转的方式来引导并且在螺杆上形成的齿与所述滚柱的齿协作。此类机构被称为反向式行星滚柱丝杠。
为了将滚柱安装在滚柱丝杠机构中，滚柱被十分小心的逐个手动安装直到螺纹的起点布置在正确的点上。
然而，滚柱必须定位于螺母中，以这样的方式以有相同的轴向位置。事实上，当滚柱以公知的方式安装在螺母中时，滚柱的齿与冠环啮合并且轴颈定位于环形环的孔内。如果滚柱的轴向位置不正确，也就是说，滚柱不在螺母的轴线上，这时滚柱的齿与冠环之间存在径向松动。
因此，本发明旨在通过提出简单设计的滚柱丝杠机构来解决这些缺点，并且此滚柱丝杠机构易于安装，同时使滚子的齿与冠环之间的径向松动减到最小。
发明内容
本发明的主题是一种滚柱丝杠机构，其包括有外螺纹的螺杆，围绕所述螺杆布置并与其同轴的螺母，此螺母有内螺纹，以及介于所述螺杆与所述螺母之间的多个彼此相同的滚柱并且其每个有与所述螺杆的外螺纹和所述螺母的内螺纹接合的外螺纹。每个滚柱的螺纹通过齿在每个的端部轴向延长，齿本身通过向外延伸的圆柱形轴颈轴向延长。滚柱丝杠机构还包括在螺母的孔的非螺纹部位固定的两个环形冠环并且每个内部包括分别与滚柱的齿啮合的齿，以及每个均轴向的安装在螺杆与相关的冠环之间的两个环形环并且其包括均匀分布在圆周方向上的多个圆柱形孔并且滚柱的轴颈容纳于其内。
每个滚柱包括一个角度视觉定位装置，并且螺母包括一个角度视觉定位装置，这使得滚柱在冠环内的有角度的放置成为可能。对于每个滚柱，滚柱的角度视觉定位装置必须位于同一点，例如在螺纹的起点。
有利地，滚柱的角度视觉定位装置生产在螺纹外侧。
根据一实施例，滚柱的角度视觉定位装置生产在一组齿的侧面径向表面或者其圆柱轴向表面上。
根据一实施例，滚柱的角度视觉定位装置生产在一个轴颈的侧面径向表面或者其圆柱轴向表面上。
根据一实施例，角度视觉定位装置是变形件、加工件或标记。
根据一实施例，滚柱的角度视觉定位装置生产在滚柱的螺纹之前。
根据第二方面，本发明涉及一种能够将滚柱安装在之前描述的滚柱丝杠机构中的安装工具。此安装工具包括有内径大于螺母外径的圆柱形穿孔的环形主体以及均匀分布在圆周方向的多个圆柱形孔并且每个均有对于每个滚柱的角度视觉定位装置。安装工具在其圆柱形穿孔上包括与螺母的脊协作的凹口，以便相对于螺母有角度的定位工具。
根据第三方面，本发明涉及一种用于将滚柱安装于之前描述的滚柱丝杠机构中的方法，其中，第一滚柱定位于一个环形环的相关的孔中，以使第一滚柱的角度视觉定位装置与螺母的角度视觉定位装置对齐；以及所述第一滚柱制成自启动直到在环形环中形成的相邻的孔与螺母的角度视觉定位装置在同一水平上。
在一实施例中，第二滚柱定位于环形环的相关的孔内，以使第二滚柱的角度视觉定位装置与螺母的角度视觉定位装置对齐；以及所述第二滚柱制成自启动直到在环形环内形成的相邻的孔与螺母的角度视觉定位装置在同一水平上，并且对于每个滚柱，放置和旋转的步骤是重复的。
在第一滚柱安装于冠环中之后，安装工具围绕螺母定位，以这种方式使得凹口与螺母的脊协作，并且所有其他的滚柱定位于与安装工具的角度视觉定位装置的角度位置对应的角度位置。因此，第一滚柱的、螺母的以及安装工具的第一圆柱形孔的所有的角度视觉定位装置对齐。
附图说明
通过学习作为非限制性示例的实施例的详细描述以及所附附图的说明，本发明将更好地被理解，其中：
图1是根据本发明的一实施例的滚柱丝杠机构的轴向横截面的局部视图；
图2是根据本发明的第一实施例的滚柱的透视图；
图3是根据本发明的第二实施例的滚柱的透视图；
图4、图5以及图6示出用于在图1的滚柱丝杠机构中安装滚柱的方法的步骤；以及
图7是用于在图1的滚柱丝杠机构中安装滚柱的工具的前视图。
具体实施方式
如图所示，一种滚柱丝杠机构，作为整体的附图标记10，包括螺杆12，其轴线14，螺杆设置外螺纹16，围绕螺杆12同轴安装的螺母18并且其设置内螺纹20，以及径向的布置在螺杆12与螺母18之间的多个纵向的滚柱22。螺母18的内螺纹20的内径大于螺杆12的外螺纹16的外径。螺杆12穿过在其上形成内螺纹20的螺母18的圆柱孔(未标记)延伸。
数目为n的滚柱22彼此相同并且其围绕螺杆12均匀的分布。每个滚柱22沿与螺杆12的轴线14共轴的轴线22a延伸并且其包括与螺杆12的螺纹16和螺母18的螺纹20接合的外螺纹24。每个滚柱的螺纹24通过齿26，28在每个端部轴向的延长，齿26，28本身通过向外延伸的圆柱形轴颈30，32轴向的延长。
滚柱丝杠机构10包括在螺母18的孔的非螺纹部位固定的两个环形冠环34，36，并且每个的内部包括分别与滚柱22的齿26，28啮合的齿38，40，用于两个环形冠环同步。
滚柱丝杠机构10还包括每个均径向安装在螺杆12的螺纹16与相关的冠环34，36之间的两个环形环42，44。每个环形环42，44包括均匀分布在圆周方向上的多个圆柱形孔42a，44a并且滚柱22的轴颈30，32容纳于其内。环形环42，44使其支撑滚柱22并保持滚柱的规则圆周间距成为可能。
如图所示，滚柱丝杠机构10还包括安装在设置于相关的冠环34，36的孔中的凹槽(未标记)内并设计为轴向固定相应的环42，44的保持环46，48，以及固定在螺母的孔内邻近所述环42，44的两个端盖50，52。端盖50，52轴向的阻塞螺母18的孔并且每个有与螺杆12的螺纹16协作的螺纹(未标记)。
滚柱22的螺纹24以及螺母18的螺纹20有彼此相同的螺纹角，其不同于螺杆12的螺纹16的螺纹角，以使，当螺杆12相对于螺母18旋转时，螺柱22自启动并且围绕螺杆12转动，在螺母18内无轴向位移。滚柱22通过冠环34，36的齿38，40以平行于轴线4旋转的方式来引导。螺杆12能够轴向的或者相对于滚柱22纵向的移动。
如图2所示，每个滚柱22包括角度视觉定位装置60，这使得相对于一个冠环34的预定基准点，将滚柱22放置在冠环34，36内成为可能。角度视觉定位装置60生产在螺纹24的外侧，滚柱22的一组齿26的侧面径向表面26a上。角度视觉定位装置60能够生产在滚柱22的螺纹之前。
如图2所示，角度视觉定位装置60通过机械加工一圆形生产。作为变型，对于角度视觉定位装置60，可规定为变形件或标记，例如油漆。应当注意的是，任何其他的形式可以提供用于角度视觉定位装置60。
在图3中所示的实施例，其中，相同的元件具有相同的附图标记，与图2中示出的实施例的不同之处仅为角度视觉定位装置的位置。如图3所示，每个滚柱22包括生产于螺纹24外侧的角度视觉定位装置62，其在滚柱22的一组齿26的轴向圆柱表面26b上，并且每个滚柱在齿26的径向侧面表面26a上延长。事实上，可能有三角形式出现在齿26的径向侧面表面26a上。
如图3所示，角度视觉定位装置62是生产于滚柱22的螺纹之前的加工件。作为变型，对于角度视觉定位装置62，可规定为变形件或标记。
作为变型，对于角度视觉定位设备60，62，可规定为生产在一个轴颈30的侧面径向表面30a或者其圆柱轴向表面30b上。
如图4至图6所示，螺母包括角度视觉定位装置18a，其使滚柱22有角度的放置在冠环34，36内成为可能。螺母18的角度视觉定位装置18a生产在螺母18的侧面径向表面(未标记)上。如图4至图6所示，螺母18的角度视觉定位装置18a通过机械加工一圆形生产。作为变型，对于螺母18的角度视觉定位装置18a，可规定为变形件或标记，例如油漆。应当注意的是，任何其他的形式可以提供用于螺母18的角度视觉定位装置18a。
参考图4至图6，滚柱22安装于螺母18中，如下文所述：
第一滚柱22i手动或自动的定位于附图标记为44的环形环的相关的孔45i内，以使所述第一滚柱22i的角度视觉定位装置60i面对螺母18的角度视觉定位装置18a，例如对齐并且径向导向向外，i是滚柱22的和孔45的数量，其介于1至n之间。如图所示，数字n等于8。作为变型，可以提供数字n大于或小于8。
此时，所述第一滚柱22i手动的制成自启动，以使在冠环34内径向的位移直到在环形环44内形成的相邻孔45i+1与螺母18的角度视觉定位装置18a在同一水平。
如图5所示，第二滚柱22i+1定位于环形环44的相关的孔45i+1内，以使第二滚柱22i+1的角度视觉定位装置60i+1面对螺母18的角度视觉定位装置18a，例如对齐并且径向导向向外，如在图5中可见。
如图6所示，所述第二滚柱22i+1制成自启动，以这样的方式使得其在冠环34内径向的位移直到在环形环44内形成的相邻的孔45i+2与螺母18的角度视觉定位装置18a在同一水平，并且第三滚柱22i+2定位于环形环44的相关的孔45i+2内，以使第三滚柱22i+2的角度视觉定位装置60i+2面对螺母18的角度视觉定位装置18a，例如对齐并且径向导向向外，如在图6中可见。
对于每个滚柱，滚柱22的放置和旋转的步骤都是重复的。
因此，借助在滚柱22上的以及在螺母18上的角度视觉定位装置，可能以简单的安装操作将滚柱22安装在螺母18内。
如图所示，滚柱被定位，以这样的方式使得角度视觉定位装置60每次均与径向导向向外的螺母18的角度视觉定位装置18a对齐。作为变型，角度视觉定位装置60相对于螺母18的角度视觉定位装置18a的位置能够以任何其他的方式限定。例如，角度视觉定位装置60可以每次均与螺母18的角度视觉定位装置18a对齐，但是径向导向向内，或者与螺母18的角度视觉定位装置18a形成一角度。
在图7中示出的实施例，其中，相同的元件有相同的附图标记，事实上，与图4至图6中示出的实施例的不同之处是使用的安装工具70，以便将滚柱22安装在滚柱丝杠机构10的冠环34内。
安装工具70包括环形主体72，其包括内径大于螺母18外径的圆柱形穿孔72a，以及均匀分布在圆周方向的多个圆柱形孔74i，i是对应于滚柱22的数量的圆柱形孔74的数量，其介于1至n之间。安装工具70包括对于每个滚柱22的与每个圆柱形孔74在同一水平的角度视觉定位装置76i。
安装工具70在其圆柱形穿孔72a上包括与在螺母18的外圆柱表面(未标记)上形成的脊18b协作的凹口72b，并且其在图7中可见。作为变型，关键是提供脊的替代物。螺母18的脊18b与安装工具70的凹口72b的协作，使得相对于螺母18有角度的定位安装工具70成为可能，以这样的方式使得螺母18的角度视觉定位装置18a与安装工具70的第一孔74i的角度视觉定位装置76i对齐。
滚柱22安装于冠环34内，如下文所述：
第一滚柱22i手动或自动的定位于附图标记为44的环形环的相关孔45i内，以使所述第一滚柱22i的角度视觉定位装置60与螺母18的角度视觉定位装置18a对齐，i是滚柱22的以及孔45的数量，其介于1至n之间。
一旦第一滚柱22i安装于冠环34内，安装工具70围绕螺母18定位，以这样的方式使得凹口72b与螺母18的脊18b协作。因此，安装工具70的角度视觉定位装置76i与第一滚柱22i的角度视觉定位装置60i并且与螺母18的角度视觉定位装置18a在同一角度位置。这时，所有其他的滚柱22n定位的角度位置对应于安装工具70的角度视觉定位装置76i的角度位置。
借助本发明，通过借助在每个滚柱上以及在螺母上形成的角度视觉定位装置，可以容易的将滚柱安装于螺母内。
因此，获得允许滚柱在螺母内简单并且自动分度的安装方法。

Claims (11)

1.一种滚柱丝杠机构，包括：有外螺纹(16)的螺杆(12)，围绕所述螺杆(12)布置并与其同轴的螺母(18)，所述螺母(18)有内螺纹(20)，以及介于所述螺杆(12)与所述螺母(18)之间的多个彼此相同的滚柱(22)并且每个滚柱有与所述螺杆(12)的和所述螺母(18)的外螺纹和内螺纹(16,20)接合的外螺纹(24)，每个滚柱(22)的螺纹(24)通过齿(26,28)在每个的端部轴向延长，齿本身通过向外延伸的圆柱形轴颈(30,32)轴向延长，所述滚柱丝杠机构(10)还包括在螺母(18)的孔的非螺纹部位固定的两个环形冠环(34,36)，并且每一个内部包括齿(38,40)，分别与该滚柱(22)的齿(26,28)啮合，两个环形环(42,44)的每一个径向地配合在该螺杆和该相关冠环(34,36)之间，并且包括均匀分布在圆周方向上的多个圆柱形孔(43,45)并且滚柱(22)的轴颈(30,32)容纳于其内，其特征在于，每个滚柱(22)包括角度视觉定位装置(60，62)，并且该螺母(18)包括使该滚柱(22)有角度地放置于该冠环(34)内成为可能的角度视觉定位装置(18a)。
2.根据权利要求1所述的滚柱丝杠机构，其中，该滚柱(22)的该角度视觉定位装置(60,62)生产在该螺纹(24)的外侧。
3.根据权利要求2所述的滚柱丝杠机构，其中，该滚柱(22)的该角度视觉定位装置(60,62)生产在一组齿(26)的侧面径向表面(26a)或者其圆柱轴向表面(26b)上。
4.根据权利要求2所述的滚柱丝杠机构，其中，该滚柱(22)的该角度视觉定位装置(60,62)生产在一个轴颈(30)的侧面径向表面(30a)或者其圆柱轴向表面(30b)上。
5.根据前述权利要求中任一项所述的滚柱丝杠机构，其中，所述螺母(18)的角度视觉定位装置(18a)生产在所述螺母(18)的侧面径向表面上。
6.根据前述权利要求中任一项所述的滚柱丝杠机构，其中，该角度视觉定位装置(60,62,18a)是变形件、加工件或标记。
7.根据前述权利要求中任一项所述的滚柱丝杠机构，其中，所述滚柱(22)的角度视觉定位装置(60,62)生产在滚柱(22)的螺纹之前。
8.一种能够将滚柱(22)安装在根据前述权利要求中任一项所述的滚柱丝杠机构(10)中的安装工具(70)，包括有内径大于螺母(18)外径的一圆柱形穿孔(72a)的环形主体(72)以及均匀分布在圆周方向的多个圆柱形孔(74)，并且每个圆柱形孔有用于每个滚柱(22)的角度视觉定位装置(76)，该安装工具在其圆柱形穿孔(72a)上包括与该螺母(18)的脊(18b)协作的凹口(72b)，以便相对于该螺母有角度地定位所述工具。
9.一种用于将滚柱安装在根据权利要求1至7中任一项所述的滚柱丝杠机构(10)中的方法，其中：
第一滚柱(22i)定位于一个环形环(44)的相关的孔(45i)中，以使该第一滚柱(22i)的角度视觉定位装置(60i)与螺母(18)的角度视觉定位装置(18a)对齐；并且
所述第一滚柱(22i)制成自启动直到在环形环(44)中形成的相邻的孔(45i+1)与该螺母(18)的该角度视觉定位装置(18a)在同一水平上。
10.根据权利要求9所述的安装方法，其中，第二滚柱(22i+1)定位于环形环(45)的相关的孔(45i+1)内，以使第二滚柱(22i+1)的角度视觉定位装置(60i+1)与该螺母(18)的该角度视觉定位装置(18a)对齐；并且
所述第二滚柱(22i+1)制成自启动直到在该环形环(44)中形成的相邻的孔(45i+2)与该螺母(18)的该角度视觉定位装置(18a)在同一水平上，并且对于每个滚柱(22n)，放置和旋转的步骤是重复的。
11.根据权利要求8或9所述的安装方法，其中，在该第一滚柱(22i)安装于该冠环(34)中之后，该安装工具(70)围绕螺母定位，以这种方式使得该凹口(72b)与该螺母(18)的脊(18b)协作，并且所有其他的滚柱(22)定位于与该安装工具(70)的角度视觉定位装置(76)的角度位置对应的角度位置。
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