[发明专利]一种滚轮花键副

说明书

技术领域：

本发明涉及到一种花键副，具体的说是一种旨在替代滚珠花键的能够做平滑移动同时传递扭矩的滚轮花键副，常用于装备制造业中的自动化设备和其它具有高度可靠性的直线运动系统。例如工业用机器人的架住以及机械臂、自动装卸机、传送机、自动搬运装置、轮胎成型机、点焊机主轴、高速自动涂装导向轴、铆接机、绕线机、放电加工机机头、研磨床主轴驱动轴、各种变速装置、精密分度轴等。

背景技术：

花键副在各种机械当中被广泛应用，滑动花键更是被长期应用，随着各种数控设备的大量使用，滑动花键再也不能满足高速高精度运动的要求，随后出现的滚珠花键基本满足了人们的使用要求，但随着时代的发展，机械设备的速度和精度的不断提高，滚珠花键也暴露出不可避免的结构弊端。

目前市场上使用的滚珠花键多为滚动体循环式，因其结构特性决定，存在如下缺点：

1.滚动体无法密封，所以需要经常加注润滑油来维持其耐磨性和低摩擦系数；

2.为了使滑块和导轨之间有一个合适的运动间隙或预紧力，只能在生产工艺中把所使用的滚动体筛选出多个直径等级，根据组装件的实际数据来确定每一个花键轴与花键母应该使用的一种直径等级的滚动体，从而增加了生产管理的复杂程度；

3.因为花键轴与花键母之间的滚动体是沿着花键轴滚道方向滚动的，为了达到循环的目的，花键母必须设有滚动体返回通道，如图4所示。在运动中特别是高速运动中，连续的滚动体在返回通道两端转弯处会产生高频冲击而发出噪音和反向力，同时严重影响使用寿命，因此这种导轨不适合高速运动。

本发明的优点是：

1.使用内置滚动体的滚轮代替循环滚动体，使密封于滚轮内的滚动体始终处于润滑材料的包裹中，得到了长久性润滑效果；

2.滚动体做圆周运动，避免了运动冲击，减轻了运动噪音，提高了使用寿命；

3.滚轮是被卡住在保持架中，即使花键母与花键轴分离也不会脱落，方便于组装和维护。

4.由于可以通过保持架的切向或径向调节，达到对花键轴滚道施加预紧力的作用，因此可在震动冲击载荷作用过大、定位精度要求高、以及需要高速运动性能的设备上发挥其高性能。

因此，本发明改变了以前所有种类花键的结构，避免了它们所暴露出来的缺陷，可以说是一种具有划时代意义的直线运动系统。

附图说明：

图1是本发明的总体结构；

图2是本发明的横向截面图及滚轮结构放大图；

图3是花键母(2)外套(3)的结构；

图4是旧式滚珠花键的结构图；

图5是保持架圈(8)扇形块(12)及导入卡紧滚轮轴的小斜面(B10)的结构；

图6是花键副的三种结构形式。

其具体实施方式：

一种滚轮花键副，设有花键轴(1)和花键母(2)两大部分，如图1所示，其中花键轴(1)为一段圆柱体，其圆柱面上分布着数条凸起或凹进的滚道(B1)；所说的花键母(2)由外套(3)、保持架组件(4)、滚轮组件(5)、密封挡板(7)和两端的卡簧(6)组成。所说的保持架组件(4)由多个相同的标准保持架圈(8)组成，如图5所示，每个保持架圈(8)由多个扇形块(12)和调节垫片(9)组成。所说的滚轮组件(5)其实就是一种内置滚动体，两端有密封盖，外套外表面设有符合花键轴(1)滚道(B1)形状的凹槽或凸起的滚动轴承。滚轮组件(5)直接推入扇形块(12)内表面中部的凹槽(B9)中，由于此凹槽中的小斜面(B10)的作用，滚轮组件的推入使扇形块(12)产生弹性变形向外退让，滚轮组件到位后扇形块(12)恢复原形并卡住滚轮轴。扇形块(12)与扇形块(12)之间可根据与花键轴组装时的运行间隙要求，调整使用不同厚度的调节垫片(9)。所组成的保持架圈(8)装入外套(3)内孔(B2)中，使保持架圈(8)的凸台(B8)对正外套(3)内孔(B2)中的凹槽(B4)。根据不同载荷等级使用不同数量的保持架圈。通孔(B6)中插入调节长销(10)或钢球，两端放入密封挡板(7)，外套(3)两端的沟槽(B5)中放入卡簧(6)，将保持架组件(4)、调节长销(10)或钢球和密封挡板(7)固定。

由于调节长销(10)或钢球凸出于保持架组件(4)的缺口(B7)，与外套(3)内孔(B2)接触，当使用调节垫片(9)仍不能满足运动间隙或预紧力的调节要求时，可调换不同直径的调节长销(10)或钢球。

使用不同厚度的调节垫片(9)和不同直径的调节长销(10)或钢球是本发明采用的切向和径向两种预紧力调节方式技术理论。