專利名稱：軸向返向式滾珠絲杠副的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種機械傳動部件，具體地說是一種滾珠沿螺母軸向返向的軸向返向式滾珠絲杠副。
背景技術：
滾珠絲杠副是機械工業(yè)十分重要的基礎部件，由于滾珠絲杠副具有摩擦阻力小，傳動靈活，傳動精度和效率高，使用壽命長，可實現高速、高剛度和高精度傳動等特點，被廣泛運用于機床行業(yè)和各種機械行業(yè)中，特別是數控機床、設備和自動化生產線中。
滾珠絲杠副主要由滾珠絲杠(以下簡稱絲杠)、滾珠螺母(以下簡稱螺母)、返向器、滾珠等零件組成，螺母裝在絲杠上，但螺母和絲杠并不直接接觸，它是通過同時與絲杠螺旋槽及螺母螺旋槽相接觸的滾珠來實現螺紋傳動的，絲杠螺旋槽和螺母螺旋槽組成了滾珠運動的滾道。滾珠在螺母中沿著滾道依次排列，形成一個滾珠鏈，在傳動過程中，每個滾珠不僅自身轉動，而且在絲杠(或螺母)的帶動下在滾道中產生一個與螺母運動方向相反的運動，如果不對滾珠的運動進行限制，每粒滾珠都將溢出螺母之外，因此，必須使每粒滾珠運動到螺母的一定位置處實現返向，通過返向循環(huán)通道返回到運動的起點，從而使?jié)L珠在螺母中形成一個封閉的滾珠鏈，以實現連續(xù)的傳動，在螺母上通過返向器來設立返向循環(huán)通道是使?jié)L珠實現返向的必要措施，因此，返向循環(huán)通道的形式和返向器的結構以及質量直接影響到傳動的靈活性、流暢性和傳動的效率。是影響滾珠絲杠副內在性能和質量的一個非常重要的因素。
目前在滾珠絲杠副中，常用的返向循環(huán)通道和返向器，按滾珠是在螺母外實現返向還是在螺母體內實現返向共有外循環(huán)和內循環(huán)兩種型式一、外循環(huán)方式又可分為二種型式，一種將空心鋼管彎曲后將其兩端插入螺母外圓的的兩孔中，將螺母有效圈內的滾珠鏈連接起來，形成閉合的滾珠鏈，傳動時，滾珠在擋珠器的作用下從彎管的一端進入彎管中，如圖1所示。另一種型式是在螺母的外圓上加工一個螺旋槽，通過擋珠零件(相當于返向器)將滾珠導入螺旋槽中，從而將滾珠鏈閉合連接起來。這兩種返向型式最大的優(yōu)點是結構簡單，制造方便，螺母的軸向尺寸較緊湊；缺點是螺母的徑向尺寸較大，傳動過程中，擋珠部位容易損壞且不易實現高速重載傳動。
二、內循環(huán)方式也有單個式和整體式二種。單個式是在螺母的外圓上加工數個徑向孔，然后將帶有返向槽的返向器裝入徑向孔，使相鄰滾道的滾珠串接起來，形成多個閉合的滾珠鏈，如圖2所示。整體式是在螺母外圓上加工一條方形通槽，然后裝上與方形通槽同樣大小的帶有反向通道的返向器，整體式結構實際上相當于單個式結構的疊加。這二種返向型式的最大優(yōu)點是螺母的徑向尺寸緊湊，但其軸向尺寸較大，同時由于返向器上供滾珠進出的通道較多，在傳動過程中容易引起打頓，故不利于在需要滾珠絲杠副高速運動的場合使用。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種螺母徑向和軸向尺寸均比較緊湊，滾珠通過螺母上的軸向通孔進行返向，且適合于較高速度和重載傳動方式下使用的、制造與安裝方便的軸向返向式滾珠絲杠副。
本發(fā)明的技術方案是一種軸向返向式滾珠絲杠副，包括絲杠、螺母、滾珠和返向器，絲杠和螺母的螺紋或為單頭，或為雙頭，螺母套在絲杠上，滾珠裝在絲杠和螺母的螺紋滾道之間，絲杠和螺母通過同時與絲杠螺旋槽及螺母螺旋槽相接觸的滾珠實現螺紋傳動，其特征是在螺母的端面上加工有與螺紋頭數相等的軸向通孔或在螺母的外圓上加工有與螺紋頭數相等的軸向凹槽，在螺母兩端外圓上各加工有等于螺紋頭數相等的且與螺紋中徑相切的盲孔，該盲孔與所述的軸向通孔或軸向凹槽相貫通，在所述的盲孔中插裝有返向器。
本發(fā)明還采取了以下技術措施
上述的返向器為柱狀軸向返向器。柱狀軸向返向器與軸向通孔(或軸向凹槽)連通而構成完整的滾珠循環(huán)返向通道。返向器為柱狀，插入在所述的盲孔中，所以也可稱其為“柱狀插入式返向器”。
柱狀軸向返向器可由殼體和芯子兩部分組成，殼體和芯子通過殼體上的方形孔和芯子上的方形凸臺相配合組成一個整體結構，殼體頂部低于螺母的外圓，頂部側面設有用于圓周方向定位的凸R筋，殼體的底部與螺母的螺紋滾道相接，中部設有放置芯子的凹腔；芯子上有一帶弧形的便于滾珠通過和進出的凹槽，在芯子的側下部設有一微微傾斜的截形為半圓弧的凸筋，該凸筋陷在絲杠的圓弧螺旋槽內，以防止?jié)L珠溢出螺母并引導滾珠進入返向器，從而實現滾珠的返向循環(huán)。
與螺母或絲杠上的螺紋頭數相等的軸向通孔(或軸向凹槽)可均勻地分布在螺母的圓周上。
在螺母螺紋滾道內包絡在絲杠螺紋滾道上依次排列的滾珠形成滾珠鏈，該滾珠鏈的兩端分別與上述滾珠循環(huán)返向通道的兩端相通，滾珠循環(huán)返向通道內也依次裝滿了滾珠，它們將包絡在絲杠螺紋滾道上的滾珠鏈相連起來，構成一個封閉的滾珠循環(huán)鏈。
本發(fā)明的有益效果1、結合了背景技術中內循環(huán)式滾珠絲杠副的徑向尺寸小和外循環(huán)式滾珠絲杠軸向尺寸小的優(yōu)點，特別適合于對尺寸和綜合指標要求高的場合使用。
2、工藝性較好，制造與安裝十分方便。提高了螺母加工的工藝性，克服了內循環(huán)式裝配復雜的缺點，同時改善了滾珠的返向循環(huán)，使得螺母內只有一個用于滾珠進出的返向循環(huán)通道，因此運行特別平穩(wěn)。
3、解決了多頭螺紋滾珠絲杠副中滾珠的返向問題，且結構簡單，尤其適合于高速重載場合使用。
4、克服了外循環(huán)式滾珠絲杠副的返向部位易損壞的缺點，克服了內循環(huán)式滾珠絲杠副滾珠返向時產生沖擊和容易打頓現象，因而具有工作平穩(wěn)，傳動靈活，壽命長的突出優(yōu)點。
5、尺寸小、承載能力大。在螺母長度相同的條件下，本發(fā)明的滾珠絲杠副由于滾道中的承載滾珠數量大大增加，因此承載能力得到了較大的提高。
6、本發(fā)明應用于多頭螺紋滾珠絲杠副中時，由于其導程加大，故其速度可成倍增加，而同時由于滾道中承載的滾珠的數量比外循環(huán)和內循環(huán)滾珠絲杠副多，故其承載能力也同步增長，因而本發(fā)明可用于高速重載場合。
7、為適應數控機床向高速和重載方向發(fā)展，提供了一個較為理想的傳動元件，是滾珠絲杠行業(yè)中的一次革命性突破。


圖1是本發(fā)明背景技術中外循環(huán)式滾珠絲杠副的結構示意圖。
圖2是本發(fā)明背景技術中單個式內循環(huán)式滾珠絲杠副的結構示意圖。
圖3是本發(fā)明的結構示意圖。
圖4本發(fā)明的帶有軸向通孔的螺母的立體結構示意圖。
圖5本發(fā)明的柱狀軸向返向器的殼體的結構示意之一。
圖6是與圖5的殼體相配的柱狀軸向返向器的芯子的示意圖。
圖7是圖6的A向視圖。
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
如圖3所示。
一種軸向返向式滾珠絲杠副，包括絲杠1、螺母3、滾珠2和柱狀軸向返向器5，絲杠1和螺母3的螺紋或為單頭，或為雙頭，螺母3套在絲杠1上，滾珠2裝在絲杠1和螺母3的螺紋滾道之間，絲杠1和螺母3通過同時與絲杠螺旋槽及螺母螺旋槽相接觸的滾珠2實現螺紋傳動，在螺母3的端面上加工有與螺紋頭數相等的軸向通孔4(該軸向通孔4也可用在螺母的外圓上加工的與螺紋頭數相等的軸向凹槽來代替)，在螺母3的兩端外圓上各加工有等與螺紋頭數相等的且與螺紋中徑相切的盲孔6，該盲孔6與所述的軸向通孔4(或軸向凹槽)相貫通，在所述的盲孔6中插裝有上述的柱狀軸向返向器5。螺母3的結構如圖4所示。
滾珠2通過螺母3上的軸向通孔4和柱狀軸向返向器5以及由絲杠1和螺母3相對的螺紋之間形成的滾道包絡在滾珠絲杠副中，螺母3裝在絲杠1上，滾珠2裝在絲杠1和螺母3之間，絲杠1和螺母2通過同時與絲杠螺旋槽及螺母螺旋槽相接觸的滾珠2實現螺紋傳動，在螺母3上，軸向通孔4(也可為螺母外圓上的軸向凹槽)與插裝在與軸向通孔4相通的徑向盲孔6中的柱狀插入式返向器5構成了完整的滾珠返向通道，從而使?jié)L珠2在傳動過程中不會溢出滾珠絲杠副的螺母3外。而滾珠2的轉動方式(自轉和傳動)及工作位置與現有技術相同。作為本發(fā)明的關鍵點的軸向通孔4及其柱狀插入式返向器5是針對不處于工作狀態(tài)的滾珠2而言的，而處于工作狀態(tài)的滾珠2的工作位置與現有技術相同，即只有同時與絲杠和螺母相接觸的滾珠2才處于工作狀態(tài)，而滾珠2與絲杠1及螺母3相接觸的部位也與背景技術相同。本實施例的螺母的結構如圖4所示。
柱狀軸向返向器是滾珠絲杠行業(yè)較為重要的零件，一般機械工程技術人員均可通過各自的方法進行設計。
本實施例的柱狀軸向返向器5(參見圖5、6、7)由殼體7和芯子8兩部分組成，殼體7和芯子8通過殼體7上的方形孔9和芯子8上的方形凸臺10相配合組成一個整體結構，殼體7頂部低于螺母3的外圓，頂部側面設有用于圓周方向定位的凸R筋11，殼體7的底部與螺母3的螺紋滾道相接，中部設有放置芯子8的凹腔；芯子8上有一帶弧形的便于滾珠通過和進出的凹槽12，在芯子8的側下部設有一微微傾斜的截形為半圓弧的凸筋13，該凸筋13陷在絲杠的圓弧螺旋槽內，以防止?jié)L珠2溢出螺母3并引導滾珠2進入本返向器中，從而實現滾珠2的返向循環(huán)。
本實施例未涉及的滾珠絲杠副的其它部分與現有技術相同。
權利要求
1.一種軸向返向式滾珠絲杠副，包括絲杠、螺母、滾珠和返向器，絲杠和螺母的螺紋或為單頭，或為雙頭，螺母套在絲杠上，滾珠裝在絲杠和螺母的螺紋滾道之間，絲杠和螺母通過同時與絲杠螺旋槽及螺母螺旋槽相接觸的滾珠實現螺紋傳動，其特征是在螺母的端面上加工有與螺紋頭數相等的軸向通孔或在螺母的外圓上加工有與螺紋頭數相等的軸向凹槽在螺母兩端外圓上各加工有等于螺紋頭數相等的且與螺紋中徑相切的盲孔，該盲孔與所述的軸向通孔或軸向凹槽相貫通，在所述的盲孔中插裝有返向器。
2.根據權利要求1所述的軸向返向式滾珠絲杠副，其特征是所述的返向器為柱狀軸向返向器。
3.根據權利要求2所述的軸向返向式滾珠絲杠副，其特征是所述的柱狀軸向返向器由殼體和芯子兩部分組成，殼體和芯子通過殼體上的方形孔和芯子上的方形凸臺相配合組成一個整體結構，殼體頂部低于螺母的外圓，頂部側面設有用于圓周方向定位的凸R筋，殼體的底部與螺母的螺紋滾道相接，中部設有放置芯子的凹腔；芯子上有一帶弧形的便于滾珠通過和進出的凹槽，在芯子的側下部設有一微微傾斜的截形為半圓弧的凸筋，該凸筋陷在絲杠的圓弧螺旋槽內，以防止?jié)L珠溢出螺母并引導滾珠進入返向器，從而實現滾珠的返向循環(huán)。
4.根據權利要求1所述的軸向返向式滾珠絲杠副，其特征與螺母或絲杠上的螺紋頭數相等的軸向通孔或軸向凹槽均勻地分布在螺母的圓周上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種螺母徑向和軸向尺寸均比較緊湊、結構簡單，滾珠通過軸向通孔進行返向，且適合于高速重載傳動方式下使用的滾珠絲杠副，包括絲杠、螺母、滾珠和返向器，滾珠通過螺母上的軸向通孔和柱狀插入式返向器包絡在滾珠絲杠副中，螺母套裝在絲杠上，滾珠活動安裝在絲杠和螺母之間，絲杠和螺母通過同時與絲杠螺旋槽及螺母螺旋槽相接觸的滾珠實現螺紋傳動，其特征是在螺母上加工有軸向通孔，在螺母二端外圓上各加工一個與螺紋中徑相切的盲孔，并且與軸向通孔(或凹槽)貫通，盲孔中裝有“柱狀插入式”返向器，滾珠通過返向器和軸向通孔包絡在滾珠絲杠副中運行和循環(huán)。
文檔編號F16H25/22GK1603664SQ200410065238
公開日2005年4月6日 申請日期2004年11月3日 優(yōu)先權日2004年11月3日
發(fā)明者于宙, 石李玨, 劉祥茂 申請人:于宙, 石李玨, 劉祥茂