[发明专利]滚柱丝杠机构

说明书

技术领域

本发明涉及用于将旋转运动转变为线性平移运动且反之亦然的滚柱丝杠机构领域。

背景技术

这样的机构设有：具有外螺纹的丝杠；绕着丝杠设置且具有内螺纹的螺母；以及多个纵向滚柱，其具有与丝杠的外螺纹和螺母的内螺纹啮合的外螺纹。每一滚柱的外螺纹在每一端部处借助于齿轮齿而轴向地延伸，该齿轮齿本身借助于圆柱形螺柱或者向外延伸的枢转件而轴向地延伸。

在第一种类型的滚柱丝杠机构中，滚柱的螺纹和螺母的螺纹具有彼此相同的螺旋角，且该螺纹角不同于丝杠的螺纹的螺旋角，这样，当丝杠相对于螺母旋转的时候，滚柱自身旋转并绕着丝杠滚动而不会在螺母内轴向地移动。滚柱通过齿轮可旋转地被引导，该齿轮安装在螺母的非螺纹部分中并具有与所述滚柱的齿轮齿啮合的内齿轮齿。该滚柱丝杠机构进一步包括两个端部垫圈，每一垫圈径向地安装在丝杠和相配的齿轮之间。每一垫圈包括多个轴向通孔，滚柱的螺柱(stud)容纳在这些孔内。该垫圈使得滚柱得以被支承，且滚柱的规则的周向间隔得以保持。这样的机构被称为行星滚柱丝杠。

第二种类型的滚柱丝杠机构具有类似的工作原理但因反向设置而不同。为滚柱、丝杠和螺母三者的螺纹选择螺旋角，以使得当丝杠相对于螺母旋转的时候，滚柱自身绕着丝杠旋转并在螺母中轴向移动。滚柱可旋转地由设在丝杠上的外齿轮齿引导，并且该外齿轮齿与滚柱的齿轮齿啮合。还提供了两个垫圈来确保滚柱的均匀周向位置。这样的机构被称为反向滚柱丝杠。

利用滚柱丝杠机构的当前设计，在设于螺母上的螺纹的每一侧处存在不用于承载载荷的区域。这对于给定的螺母轴向尺寸而言限制了滚柱丝杠机构的负载能力。

发明内容

本发明的一个目的在于克服该缺陷。

本发明的特别目标在于提供一种滚柱丝杠机构，其中，对于给定的轴向尺寸，提高了负载能力。

在一个实施方式中，滚柱丝杠机构包括：具有外螺纹的丝杠；围绕所述丝杠并与其同轴的螺母，所述螺母具有内螺纹；径向地设置在丝杠和螺母之间的多个滚柱，且每一滚柱具有两个外齿轮齿和啮合所述外、内螺纹的外螺纹；两个齿轮，每一齿轮具有与滚柱的所述齿轮齿啮合的齿轮齿；以及两个垫圈，用以使滚柱保持周向地间隔开。垫圈相对于齿轮的齿轮齿、朝着内侧轴向地偏移。

由于垫圈和齿轮的齿轮齿的相对设置，每一滚柱的外螺纹与丝杠及螺母的螺纹之间的接触点得以增加。因此，对于给定的螺母轴向尺寸，滚柱丝杠机构的负载能力大大增加。该机构的使用寿命也因此增加。

优选地，每一垫圈轴向地位于每一滚柱的外螺纹和所述滚柱的其中一个外齿轮齿之间。每一垫圈可包括多个径向地开口的凹部，滚柱的一些部分位于该凹部中。

在一个实施方式中，每一滚柱包括轴向地位于外螺纹和每一外齿轮齿之间的外槽，所述滚柱的每一槽位于每一垫圈的其中一个凹部中。滚柱丝杠机构可进一步包括两个弹性挡圈，每一挡圈安装在设于相配的垫圈上的槽中，从而在其间径向地将滚柱保持在所述垫圈的凹部内。

在一个实施方式中，齿轮安装在螺母的非螺纹部中。优选地，每一垫圈径向地设置在丝杠的外螺纹和相配的齿轮之间。每一垫圈可以安装在使齿轮齿延伸的、相配的齿轮的孔中。在另一个实施方式中，齿轮设在丝杠上。

在一个实施方式中，每一滚柱在每一轴向端部处包括端部前表面，该端部前表面轴向地向外定向并轴向地界定相配的外齿轮齿。作为替换方式，每一滚柱可在每一轴向端部处包括圆柱形螺柱，该圆柱形螺柱向相配的外齿轮齿的外侧轴向地延伸。这样的螺柱可被设置为在螺接操作中引导滚柱。

滚柱的齿轮齿和齿轮的齿轮齿中每一齿轮齿的横截面可具有渐开线齿廓。可替换地，滚柱的齿轮齿和齿轮的齿轮齿中每一齿轮齿的横截面具有圆弧齿廓。比如，滚柱的齿轮齿和齿轮的齿轮齿中每一齿轮齿的横截面可具有圆内旋轮线齿廓。

本发明还涉及一种致动器，其包括旋转装置以及如上所述的滚柱丝杠机构，所述机构的丝杠与所述旋转装置联接。

附图说明

本发明及其优点可通过学习借助于非限定性示例方式给出并且通过附图示出的特定实施方式的详细说明而得到更好的理解，其中：

图1为根据本发明第一实施例的滚柱丝杠机构的横截面，

图2为图1中机构的滚柱的前视图，

图3为图1中机构的垫圈的透视图，

图4为根据本发明第二实施例的滚柱螺杆机构的横截面，

图5为图4中V-V处的截面，

图6为根据本发明第三实施例的滚柱螺杆机构的横截面，及

图7为图6中VII-VII处的截面。

具体实施方式