CN106931123A - 一种具有双向自锁功能的行星滚柱丝杠 - Google Patents

Abstract

一种具有双向自锁功能的行星滚柱丝杠，行星滚柱丝杠包括楔形自锁螺母、调整垫片、滚柱保持架压板、滚柱保持架、内齿圈、螺母、丝杆和滚柱。在丝杆和螺母之间均匀设置多个滚柱，滚柱螺纹同时与螺母螺纹和丝杆螺纹接触，滚柱两端齿轮与内齿圈相啮合，使其在端截面绕丝杆作行星运动。螺母两端分别对称安装楔形自锁螺母和调整垫片，丝杆螺纹分别与楔形自锁螺母牙侧角较大的螺纹面接触，并通过调整垫片调节接触预紧力。滚柱丝杠工作时两侧楔形自锁螺母的螺纹受力很小，几乎不影响滚柱丝杠整体摩擦力矩，使得行星滚柱丝杠保持其传动效率高的特性。而静止时，远离施力方向一侧的楔形自锁螺母与丝杆螺纹配合满足自锁条件，使行星滚柱丝杠具备自锁功能。

Description

一种具有双向自锁功能的行星滚柱丝杠

技术领域

本发明涉及一种具有双向自锁功能的行星滚柱丝杠，属于行星滚柱丝杠技术领域。

背景技术

行星滚柱丝杠是一种新型的直线运动单元，其作用是将驱动电机的旋转运动转变成伺服机构输出轴的直线运动，并把电机扭矩转换为伺服机构所需的驱动力，推动负载运动以满足伺服机构输出特性的要求。行星滚柱丝杠主要由丝杠、滚柱和螺母等部件组成。由于其具有大推力、高精度、高频响、高效率、长寿命等突出优点，被广泛应用于航空航天、武器装备等军事领域和数控机床、工程机械等民用领域，将逐步取代滚珠丝杠成为直线伺服系统的首选零部件。

由行星滚柱丝杠的运动特性，行星滚柱丝杠不具有自锁功能，在应用时，必须依靠电机的通电自锁或串联其它外部自锁机构才能正常使用，这给行星滚柱丝杠的应用过程造成了极大的麻烦。

目前，行星滚柱丝杠已经被广泛应用于各个领域，但缺少自锁性能也制约了行星滚柱丝杠的进一步推广。急需一种能在不影响行星滚柱丝杠传动效率的前提下其自身又具有自锁能力的行星滚柱丝杠。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术存在的问题，即现有行星滚柱丝杠没有自锁功能。进而提供一种具有双向自锁功能的行星滚柱丝杠。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种具有双向自锁功能的行星滚柱丝杠，包括：两个楔形自锁螺母、两个调整垫片、两个滚柱保持架压板、两个滚柱保持架、两个内齿圈、螺母、多个滚柱和丝杆，所述螺母的一端依次设有一个楔形自锁螺母、一个调整垫片、一个滚柱保持架压板、一个滚柱保持架和一个内齿圈，螺母的另一端依次设有一个内齿圈、一个滚柱保持架、一个滚柱保持架压板、一个调整垫片和一个楔形自锁螺母，丝杆设置在螺母内，丝杆的螺纹分别与两端的楔形自锁螺母的楔形内螺纹旋接，多个滚柱沿圆周方向均匀设置在丝杆和螺母之间，滚柱两端的光轴分别与两端的滚柱保持架的内孔转动连接，滚柱与丝杆相啮合，滚柱两端的齿轮与内齿圈相啮合。通过调整垫片对楔形自锁螺母与丝杆的螺纹配合间隙进行调整。楔形自锁螺母的内螺纹牙型为楔形，其中一侧的牙侧角为45度，可以与丝杆上的螺纹配合，另一侧的牙侧角小于45度，不会与丝杆上螺纹接触，形成单边接触的一种螺纹副配合。

本发明的有益效果：既有较高的传动效率又能满足自锁条件。本发明中行星滚柱丝杠工作时楔形自锁螺母与丝杆螺纹啮合的接触力很小，几乎不影响整体的摩擦磨损，使得行星滚柱丝杠保持其传动效率高的特性。而静止时由于螺纹的配合满足了自锁条件。

附图说明

图1为本发明实施例1的结构示意图。

图2为本发明实施例2的结构示意图。

图3为楔形自锁螺母1上楔形内螺纹的结构示意图。

图4为本发明中关键部件楔形自锁螺母1的结构图。

图5为行星滚柱7的结构示意图。

图中的附图标记，1为楔形自锁螺母，2为调整垫片，3为滚柱保持架压板，4为滚柱保持架，5为内齿圈，6为螺母，7为滚柱，8为丝杆，9为齿轮，10为楔形内螺纹，11为螺纹。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本发明的保护范围不限于下述实施例。

实施例1

如图1、图3～图5所示，本实施例所涉及的一种具有双向自锁功能的行星滚柱丝杠，包括：两个楔形自锁螺母1、两个调整垫片2、两个滚柱保持架压板3、两个滚柱保持架4、两个内齿圈5、螺母6、多个滚柱7和丝杆8，所述螺母6的一端依次设有一个楔形自锁螺母1、一个调整垫片2、一个滚柱保持架压板3、一个滚柱保持架4和一个内齿圈5，螺母6的另一端依次设有一个内齿圈5、一个滚柱保持架4、一个滚柱保持架压板3、一个调整垫片2和一个楔形自锁螺母1，丝杆8设置在螺母6内，丝杆8的螺纹分别与两端的楔形自锁螺母1的楔形内螺纹10旋接，多个滚柱7沿圆周方向均匀设置在丝杆8和螺母6之间，滚柱7两端的光轴分别与两端的滚柱保持架4的内孔转动连接，滚柱7与丝杆8相啮合，滚柱7两端的齿轮9与内齿圈5相啮合。

所述行星滚柱7为三个、或五个、或七个、或九个、或十个，或十二个，均布于丝杆8和螺母6之间。

如图3所示，楔形自锁螺母1的楔形内螺纹10的牙型为楔形，其中一侧的牙侧角为45度，用于与丝杆8上的螺纹配合，另一侧的牙侧角小于45度，螺纹的这一侧不会与丝杆8上的螺纹接触。这就形成了单边接触的一种螺纹副配合。在螺母6的两端，楔形自锁螺母1对称安装，即可达到双向自锁的目的。

楔形自锁螺母1对称安装于螺母6两侧，在螺母6向不同方向运动时，由两侧对应的楔形自锁螺母1完成传动和自锁功能，保证了本发明中的行星滚柱丝杠具有双向自锁能力。

所述丝杆8和螺母6上的螺纹为多头螺纹，滚柱7上的螺纹11为单头螺纹。

螺母6与丝杆7螺纹旋向相同，螺纹头数相等，且螺纹头数比等于接触半径比。

螺母6为整个双向自锁行星滚柱丝杠的安装中心，行星滚柱丝杠的所有部件均安装在螺母6上，并且丝杆8穿过其中。行星件即行星滚柱7通过滚柱保持架4定位安装在螺母6上，两端与内齿圈配合，滚柱保持架压板3为滚柱7提供轴向定位。调整垫片2和楔形自锁螺母1通过定位孔安装在螺母6上，丝杆8穿过上述所有部件。安装好丝杆8后，通过调整垫片2，使得楔形自锁螺母1的楔形内螺纹10与丝杆8上螺纹的配合能满足图3所示的要求。

当丝杆8旋转，螺母6向左运动时，根据螺纹传动的受力规律，左侧楔形自锁螺母1与丝杆8上的螺纹无接触面，不受力，右侧楔形自锁螺母1在螺纹传动的末端，也几乎不受力，传动力主要由行星滚柱7承担，楔形自锁螺母1的存在不影响整个行星滚柱丝杠的传动效率等传动特性。丝杆8旋转停止时，传统的滚柱丝杠无法自锁，会发生滑移，而本发明中的双向自锁的行星滚柱丝杠在右侧楔形自锁螺母1与丝杆8的直接螺纹副配合下，达到自锁的目的。

当丝杆8旋转，螺母6向右移动时，类似地有，右侧楔形自锁螺母1与丝杆8无受力接触面，左侧楔形自锁螺母1在螺旋传动副的末端也几乎不受力，主要承受传动力的为行星滚柱7。运动停止时，左侧楔形自锁螺母1与丝杆8的直接螺纹配合使得行星滚柱丝杠完成自锁。

实施例2

如图2所示的结构为本实施例所述的双向自锁行星滚柱丝杠的另一种实施例。与实施例1不同的是，本实施例中的楔形自锁螺母和调整垫片没有直接安装在螺母上，而是与滚柱保持架压板一起串联安装在一起。其它安装方式和行星滚柱丝杠的工作方式与实施例1相同。

工作时，电动机带动丝杠旋转，由于滚柱与丝杠螺纹之间的啮合，受到摩擦力矩的作用，滚柱做相反方向的旋转运动，进而产生相对于丝杠的轴向位移，由于螺母圆周方向固定，不能旋转，所以滚柱绕自身轴线的自转，绕丝杆轴线公转，并且带动螺母一起做直线运动。当静止时，由于成对的楔形自锁螺母的存在，本发明中的行星滚柱丝杠自锁，不会发生滑移，为下一次工作提供精确定位，便于行星滚柱丝杠及其相关设备的多次启动和断电仍能连续工作。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，这些具体实施方式都是基于本发明整体构思下的不同实现方式，而且本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种具有双向自锁功能的行星滚柱丝杠，其特征在于，包括：两个楔形自锁螺母(1)、两个调整垫片(2)、两个滚柱保持架压板(3)、两个滚柱保持架(4)、两个内齿圈(5)、螺母(6)、多个滚柱(7)和丝杆(8)，所述螺母(6)的一端依次设有一个楔形自锁螺母(1)、一个调整垫片(2)、一个滚柱保持架压板(3)、一个滚柱保持架(4)和一个内齿圈(5)，螺母(6)的另一端依次设有一个内齿圈(5)、一个滚柱保持架(4)、一个滚柱保持架压板(3)、一个调整垫片(2)和一个楔形自锁螺母(1)，丝杆(8)设置在螺母(6)内，丝杆(8)的螺纹分别与两端的楔形自锁螺母(1)的楔形内螺纹(10)旋接，多个滚柱(7)沿圆周方向均匀设置在丝杆(8)和螺母(6)之间，滚柱(7)两端的光轴分别与两端的滚柱保持架(4)的内孔转动连接，滚柱(7)与丝杆(8)相啮合，滚柱(7)两端的齿轮(9)与内齿圈(5)相啮合。

2.根据权利要求1所述的具有双向自锁功能的行星滚柱丝杠，其特征在于，所述行星滚柱(7)为三个、或五个、或七个、或九个、或十个，或十二个，均布于丝杆(8)和螺母(6)之间。

3.根据权利要求1所述的具有双向自锁功能的行星滚柱丝杠，其特征在于，所述楔形自锁螺母(1)的楔形内螺纹(10)的牙型为楔形，其中一侧的牙侧角为45度，用于与丝杆(8)上的螺纹配合，另一侧的牙侧角小于45度。

4.根据要求1及3所述的具有双向自锁功能的行星滚柱丝杠，其特征在于：楔形自锁螺母(1)对称安装于螺母(6)两侧，在螺母(6)向不同方向运动时，由两侧对应的楔形自锁螺母(1)完成传动和自锁功能，保证了本发明中的行星滚柱丝杠具有双向自锁能力。

5.根据权利要求1所述的具有双向自锁功能的行星滚柱丝杠，其特征在于，所述丝杆(8)和螺母(6)上的螺纹为多头螺纹，滚柱(7)上的螺纹(11)为单头螺纹。

6.根据权利要求1所述的具有双向自锁功能的行星滚柱丝杠，其特征在于：螺母(6)与丝杆(7)螺纹旋向相同，螺纹头数相等，且螺纹头数比等于接触半径比。