CN106609819A - 一种外循环交叉滚子丝杆副及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种外循环交叉滚子丝杆副及使用方法，主要包括丝杆和丝杆螺母、圆柱滚子，丝杆的外周面上设有螺旋状的外沟槽，丝杆螺母的内周面上设有与丝杆外沟槽对称设置的内沟槽，若干个圆柱滚子套接在丝杆和丝杆螺母之间，并通过外循环滚子导管形成封闭的滚道，外循环滚子导管由导管压板固定在丝杆螺母上，丝杆螺母的两端分别安装有密封圈。本发明结构原理简单，运用了交叉滚子结构，区别于传统的钢球滚珠丝杆，在同等丝杆直径时，具有比滚珠丝杆数倍的动、静载荷能力，以及更高的精度保持性，可以广泛应用在重载荷机械设备、伺服压力机械、伺服推杆等领域。

Description

一种外循环交叉滚子丝杆副及使用方法

技术领域：

本发明涉及机械传动技术领域，尤其涉及一种外循环交叉滚子丝杆副及使用方法。

背景技术：

滚珠丝杆是工具机械和精密机械上最常使用的传动元件，其主要功能是将旋转运动转换成线性运动，或将扭矩转换成轴向反复作用力，同时兼具高精度、可逆性和高效率的特点。由于具有很小的摩擦阻力，滚珠丝杠被广泛应用于各种工业设备和精密仪器。它的重要意义就是将轴承从滑动动作变成滚动动作。

当前市场上现有的滚珠丝杠安装在螺母外径上的外循环导向管大多数都为安排在螺母同一侧的布局结构，这种结构的滚珠丝杠在一般的传动领域使用非常普遍；但如果简单地使用到电动注塑机领域中，由于受到轴向的重负荷和频繁往复以及安装空间有限等条件的制约就显得过于牵强和落伍。当然，随着滚珠丝杠的设计及其制造发展，近几年日本NSK公司在电动注塑机技术应用中推出了安装在螺母外周面上的外循环导向管错位180°对称布局的滚珠丝杠，这类滚珠丝杠对承载轴向重负荷起到良好负荷均载的效果；但由于该结构系列滚珠丝杠的外循环导向管是固定的180°错位布局，从理论上分析还不能完全真正达到负荷均衡化的目的；尤其当外循环导向管数量大于或等于3的奇数时候，并且在圈数不变的情况下就无法以简单的对称布局方式来实现载荷均衡的目的；譬如外循环导向管数量为5或7或9个时就无法实现真正的负荷均载。

传统的滚珠丝杆是用钢球在滚道里面循环滚动，其轴向的载荷比较低。

发明内容：

为了解决上述问题，本发明提供了一种结构原理简单，具有比滚珠丝杆数倍的动、静载荷能力，以及更高的精度保持性，可以广泛应用在重载荷机械设备、伺服压力机械、伺服推杆等领域的技术方案：

一种外循环交叉滚子丝杆副及使用方法，主要包括丝杆和丝杆螺母、圆柱滚子，丝杆的外周面上设有螺旋状的外沟槽，丝杆螺母的内周面上设有与丝杆外沟槽对称设置的内沟槽，若干个圆柱滚子套接在丝杆和丝杆螺母之间，并通过外循环滚子导管形成封闭的滚道，外循环滚子导管由导管压板固定在丝杆螺母上，丝杆螺母的两端分别安装有密封圈。

作为优选，丝杆的外沟槽是90度三角型，丝杆螺母的内沟槽是90度三角型，且丝杆的外沟槽与丝杆螺母的内沟槽相匹配。

作为优选，外循环滚子导管沿着丝杆螺母外周面螺旋式上升均等分布，外循环滚子导管的两端部伸入到丝杆螺母内并与封闭的滚道接通。

作为优选，圆柱滚子之间相互成90度交叉排列，且每两相邻的圆柱滚子之间均设有滚子保持器。

作为优选，丝杆螺母的外圆周面为中间高、两端低的台阶状，丝杆螺母外圆周面的大径轴段和小径轴段连接处形成台阶面。

作为优选，外循环滚子导管内孔的横截面是正方型。

作为优选，其使用方法主要包括以下步骤：

A、丝杆旋转时，在丝杠和丝杆螺母之间的封闭的滚道中的圆柱滚子在丝杠的旋转推动下沿着滚道滚动推着前面滚子保持器向前运动；

B、圆柱滚子在与丝杆螺母固定连接的外循环滚子导管的制约下依次进入和通过外循环滚子导管；

C、丝杆受到轴向载荷，丝杆螺母外周面螺旋式上升的均等排列结构将丝杆所受负荷均衡化分布；

D、通过交叉排列的圆柱滚子使得丝杆螺母和丝杆之间沿着螺旋滚道形成滚动移动，并承载轴向和径向力，保持更高的精度。

本发明的有益效果在于：

(1)本发明结构原理简单，运用了交叉滚子结构，区别于传统的钢球滚珠丝杆，在同等丝杆直径时，具有比滚珠丝杆数倍的动、静载荷能力，以及更高的精度保持性，可以广泛应用在重载荷机械设备、伺服压力机械、伺服推杆等领域。

(2)本发明在圆柱滚子与封闭的滚道之间留有间隙，间隙便于圆柱滚子移动，减少圆柱滚子与滚道之间的摩擦，提高了丝杠的使用寿命。

附图说明：

图1为本发明的结构***图；

图2为本发明的主视图；

图3为本发明的后视图；

图4为本发明的A-A向截面图。

具体实施方式：

为使本发明的发明目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。

如图1-4所示，一种外循环交叉滚子丝杆副及使用方法，主要包括丝杆1和丝杆螺母2、圆柱滚子3，所述丝杆1的外周面上设有螺旋状的外沟槽，所述丝杆螺母2的内周面上设有与丝杆1外沟槽对称设置的内沟槽，若干个圆柱滚子3套接在所述丝杆1和所述丝杆螺母2之间，并通过外循环滚子导管4形成封闭的滚道，在圆柱滚子3与封闭的滚道之间留有间隙，间隙便于圆柱滚子移动，减少圆柱滚子与滚道之间的摩擦，提高了丝杠的使用寿命，所述外循环滚子导管4由导管压板5固定在所述丝杆螺母2上，外循环滚子导管4内孔的横截面是正方型，所述丝杆螺母2的两端分别安装有密封圈6。

丝杆1的外沟槽是90度三角型，所述丝杆螺母2的内沟槽是90度三角型，且丝杆1的外沟槽与丝杆螺母2的内沟槽相匹配，圆柱滚子3之间相互成90度交叉排列，且每两相邻的圆柱滚子3之间均设有滚子保持器，外循环滚子导管4沿着丝杆螺母2外周面螺旋式上升均等分布，所述外循环滚子导管4的两端部伸入到丝杆螺母2内并与封闭的滚道接通。

其使用方法主要包括以下步骤：

A、丝杆1旋转时，在丝杠1和丝杆螺母2之间的封闭的滚道中的圆柱滚子3在丝杠1的旋转推动下沿着滚道滚动推着前面滚子保持器向前运动；

B、圆柱滚子3在与丝杆螺母2固定连接的外循环滚子导管4的制约下依次进入和通过外循环滚子导管4；

C、丝杆1受到轴向载荷，丝杆螺母2外周面螺旋式上升的均等排列结构将丝杆所受负荷均衡化分布；

D、通过交叉排列的圆柱滚子3使得丝杆螺母2和丝杆1之间沿着螺旋滚道形成滚动移动，并承载轴向和径向力，保持更高的精度。

另外，本实施例中，所述丝杆螺母2的外圆周面为中间高、两端低的台阶状，所述丝杆螺母2外圆周面的大径轴段和小径轴段连接处形成台阶面。方便丝杆螺母2上加工形成内圈滚道，保证丝杆螺母2的使用强度，同时方便传动皮带轮的装配。

当丝杆1受到轴向载荷时，在外循环滚子导管4内的圆柱滚子3只承受很小的负荷，而真正的负荷是由在丝杆螺母2和丝杆1的封闭的滚道中的圆柱滚子3来承受，这样就形成负荷不均衡，采用丝杆螺母2外周面螺旋式上升的均等排列结构来实现丝杆1负荷分布的均衡化，通过交叉排列的圆柱滚子3使得丝杆螺母2和丝杆1之间沿着螺旋滚道形成滚动移动，并承载轴向和径向力。且在同等丝杆直径时，具有比滚珠丝杆数倍的动、静载荷能力，以及更高的精度保持性。

本发明的有益效果在于：本发明结构原理简单，运用了交叉滚子结构，区别于传统的钢球滚珠丝杆，在同等丝杆直径时，具有比滚珠丝杆数倍的动、静载荷能力，以及更高的精度保持性，可以广泛应用在重载荷机械设备、伺服压力机械、伺服推杆等领域；在圆柱滚子与封闭的滚道之间留有间隙，间隙便于圆柱滚子移动，减少圆柱滚子与滚道之间的摩擦，提高了丝杠的使用寿命。

上述实施例只是本发明的较佳实施例，并不是对本发明技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本发明专利的权利保护范围内。

Claims (7)

1.一种外循环交叉滚子丝杆副及使用方法，其特征在于：主要包括丝杆和丝杆螺母、圆柱滚子，所述丝杆的外周面上设有螺旋状的外沟槽，所述丝杆螺母的内周面上设有与丝杆外沟槽对称设置的内沟槽，若干个圆柱滚子套接在所述丝杆和所述丝杆螺母之间，并通过外循环滚子导管形成封闭的滚道，所述外循环滚子导管由导管压板固定在所述丝杆螺母上，所述丝杆螺母的两端分别安装有密封圈。

2.根据权利要求1所述的一种外循环交叉滚子丝杆副及使用方法，其特征在于：所述丝杆的外沟槽是90度三角型，所述丝杆螺母的内沟槽是90度三角型，且丝杆的外沟槽与丝杆螺母的内沟槽相匹配。

3.根据权利要求1所述的一种外循环交叉滚子丝杆副及使用方法，其特征在于：所述外循环滚子导管沿着丝杆螺母外周面螺旋式上升均等分布，所述外循环滚子导管的两端部伸入到丝杆螺母内并与封闭的滚道接通。

4.根据权利要求1所述的一种外循环交叉滚子丝杆副及使用方法，其特征在于：所述圆柱滚子之间相互成90度交叉排列，且每两相邻的圆柱滚子之间均设有滚子保持器。

5.根据权利要求1所述的一种外循环交叉滚子丝杆副及使用方法，其特征在于：所述丝杆螺母的外圆周面为中间高、两端低的台阶状，所述丝杆螺母外圆周面的大径轴段和小径轴段连接处形成台阶面。

6.根据权利要求1所述的一种外循环交叉滚子丝杆副及使用方法，其特征在于：所述外循环滚子导管内孔的横截面是正方型。

7.根据权利要求1所述的一种外循环交叉滚子丝杆副及使用方法，其特征在于：其使用方法主要包括以下步骤：

A、丝杆旋转时，在丝杠和丝杆螺母之间的封闭的滚道中的圆柱滚子在丝杠的旋转推动下沿着滚道滚动推着前面滚子保持器向前运动；

B、圆柱滚子在与丝杆螺母固定连接的外循环滚子导管的制约下依次进入和通过外循环滚子导管；

C、丝杆受到轴向载荷，丝杆螺母外周面螺旋式上升的均等排列结构将丝杆所受负荷均衡化分布；

D、通过交叉排列的圆柱滚子使得丝杆螺母和丝杆之间沿着螺旋滚道形成滚动移动，并承载轴向和径向力，保持更高的精度。