[发明专利]一种新型直线驱动装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型直线驱动装置。

背景技术

随着我国工业的不断发展，产业结构的调整，国家将全方位提升工业水平，一些装备产业，诸如能源、机床、航空航天、自动化、钢铁、汽车等行业都将面临着产业升级的机遇。

作为一种直线驱动装置，从传统的梯形丝杠，到后来的滚珠丝杠，是工业技术升级的一大进步。在螺柱丝杠的基础上，世界相关的科技人员又研发出了新型直线驱动装置，现有的新型直线驱动装置，按其结构可以分为五类，分别是：标准式、反向式、循环式、轴承式和差动式。

标准式新型直线驱动装置由丝杠、螺母、螺柱、保持架、内齿圈、销钉、孔用弹性挡圈等零件组合，丝杠和螺母具有多头螺纹，螺柱是单头螺纹，螺柱两端有小模数外齿，内齿圈上有具有相同模数的内齿。其具有快速、大推力的优点，但螺柱和内齿圈的齿轮制造起来较为困难，特别是小模数齿轮，不但要求每根螺柱的齿轮起点与螺纹起点的相位角相等，而且要求两端齿轮对齿性能要好，这样制造工艺特别困难，制造费用也很高。

反向式新型直线驱动装置由丝杠、螺母、螺柱、保持架、销钉和孔用弹性挡圈等零件组成，丝杠和螺母具有多头螺纹，螺柱是单头螺纹，螺柱两端有小模数外齿，丝杠上有具有相同模数的外齿。缺点也是齿轮的加工困难，成本很高，同时，螺母的内螺纹无法加工得很长，这就意味着直线驱动装置的行程只能较小。

循环式新型直线驱动装置由丝杠、螺母、螺柱、保持架、挡圈等零件组成，丝杠和螺母可以是单螺纹，也可以是双头螺纹，螺柱上是没有螺旋升角的沟槽，螺母上开了一个直槽，挡圈上有一个螺旋升角的侧面。其螺柱掉入螺母直槽的方式，现在还仅仅是通过重力来实现，这就意味着这种直线驱动装置无法垂直使用，国内外也通过诸如磁铁等方式来实现“掉槽”的运行，但效果不明显，而且零件容易被磁化，增加螺柱与丝杠和螺母的摩擦，降低了直线驱动装置的寿命。

轴承式新型直线驱动装置由丝杠、螺母、螺柱、推力轴承、外壳、螺钉等零件组成。丝杠和螺母具有相同头数的多头螺纹，螺柱上是沟槽，螺柱个数与丝杠螺纹头数相等。其缺点有两个，一是推力轴承的价格昂贵，特别是大推力载荷时，二是因为增加了推力轴承，所以它的体积很大，不适合对空间有要求的地方，使用范围相对较小。

差动式新型直线驱动装置由丝杠、螺母和螺柱组成，三个零件上的螺纹牙型均不一样，丝杠和螺母的螺纹头数也不相等。由于丝杠、螺母和螺柱的螺纹牙型不同，所以在制造时，刀具就要求很多，这样对制造工艺是相当不利的，而且正是这个原因，造成它的使用精度很低，基本只能应用于一些对精度没有要求的场合。

综上所述，现有的新型直线驱动装置均存在着制造困难，成本较高，价格昂贵等缺点，因此新型直线驱动装置一直都是贵族产品，其常常应用于航空航天、武器装备、精密自动化机床等行业，而这些行业，很多是不计采购成本的。新型直线驱动装置的结构和价格，阻止了它产业化、商品化、平民化，多行业应用的扩展步伐。

因此，设计一种具有传统新型直线驱动装置良好性能，同时又能降低生产成本，最终降低出售价格，并能广泛应用于多个行业的全新新型直线驱动装置，是传动行业技术研发人员努力的方向。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单、成本低、易加工、传动精度高的新型直线驱动装置。

为了实现上述目的，本发明采用了以下的技术方案：一种新型直线驱动装置，包括丝杠、螺母、保持架和弹性挡圈；还包括螺柱组件，该螺柱组件由多根不同螺柱组成，所述螺柱外侧相间设有第一沟槽段和第二沟槽段，且所述螺柱两端为第二沟槽段，所述第一沟槽段和第二沟槽段之间为光轴段；所述螺柱组件按螺柱上光轴段的长度大小依次排列而成；所述螺母与丝杠之间设有螺柱组件，所述螺母内壁设有与螺柱第二沟槽段相啮合的第三沟槽段、位于第三沟槽段之间的第一光壁段和位于螺母两端的第二光壁段，所述第二光壁段上分别设有容纳弹性挡圈的环形槽，所述螺柱两端分别与保持架配合；所述丝杠为具有螺纹牙形的螺纹轴，所述保持架与第二光壁段配合。

进一步的，所述螺柱外侧至少设有三段第二沟槽段和两段第一沟槽段。

进一步的，所述螺柱组件的排列方式为按照螺柱上的光轴段长度由小到大排列、由大到小排列、或倒置排列。

进一步的，所述保持架的中心处开有一容纳丝杠的中心孔，在该中心孔的外侧同一圆周上开有多个容纳螺柱端部的小孔。

进一步的，所述丝杠为单头螺纹轴或多头螺纹轴，螺纹牙形为60°、90°、矩形、梯形、锯齿形或弧形。

进一步的，所述螺柱上的沟槽形状与丝杠上的螺纹牙形的形状相匹配。