[实用新型]圆锥滚子丝杠副

说明书

本实用新型公开了圆锥滚子丝杠副，包括丝杠轴、丝杠螺母、圆锥滚子、圆锥滚子反向器，丝杠轴和丝杠螺母均具有螺旋齿，丝杠轴和丝杠螺母的螺旋齿在轴向上以交叉方式排列，丝杠轴和丝杠螺母的螺旋齿侧面均为圆锥滚子滚道面，在丝杠螺母螺旋齿的两侧分别形成一个圆锥滚子通道，允许圆锥滚子的长度和径向尺寸比值大于1，圆锥滚子与滚道面之间是线接触，位于丝杠螺母螺旋齿两端的圆锥滚子反向器在丝杠螺母螺旋齿的两端处分别形成一个圆锥滚子反向通道，位于螺旋齿两侧的圆锥滚子通道和位于丝杠螺母螺旋齿两端的圆锥滚子反向通道共同形成完整的圆锥滚子循环通道，在一个圆锥滚子循环通道中，多个圆锥滚子排列形成一个完整的圆锥滚子循环链。

技术领域

本实用新型属于机械传动技术领域，尤其涉及一种以圆锥滚子作为滚动体的圆锥滚子丝杠副。

背景技术

现有技术的滚珠丝杠副是以滚珠作为滚动体的滚动丝杠副。在滚珠丝杠副中，有多个滚珠介于丝杠轴和丝杠螺母的螺旋沟道之间承担并传递载荷，当丝杠轴或丝杠螺母旋转时，滚珠在螺旋沟道中带负荷沿着螺旋轨迹滚动。相比于丝杠轴和丝杠螺母之间是滑动接触的滑动丝杠副，滚珠丝杠副具有摩擦力小的特点，因此滚珠丝杠副在机床等领域中得到广泛应用。但是，由于滚珠丝杠副的滚珠与螺旋沟道之间是点接触，接触面积很小，接触应力较大，所以不能承受较大的载荷。

为了增大滚动丝杠副的许用载荷，公开了以下的专利文献：1.实用新型名称《滚柱丝杠》，申请日为2004.9.2,授权公告号CN 100432492C。2.《滚柱丝杠》，申请日2006.3.2,授权公告号CN 100529472C。3.《滚柱丝杠》，申请日2008.10.29,授权公告号CN 101903686B。以上三篇专利文献分别公开了使用滚柱代替滚珠作为丝杠副滚动体的技术方案。在这种滚柱丝杠副中，丝杠轴的外圆柱面上具有断面为V形的螺旋槽，螺母的内圆柱面上也具有断面为V形的螺旋槽，丝杠轴的V型槽与螺母的V型槽面对面形成断面为四边形的滚柱通道，在该通道内有多个滚柱以并行或者交错排列的方式承担并传递轴向载荷。因为滚柱与螺旋槽之间的接触是线接触，所以这种滚柱丝杠副与滚珠丝杠副相比能够承受更大的载荷。但是，专利文献1～3提出的滚柱丝杠副存在如下问题：(1)滚柱的外圆柱面是圆筒形，根据运动与几何关系可知，在滚柱与滚道面之间必然存在显著的滑移，这是因为滚柱外圆柱面上的点距离丝杠轴心越近，线速度越小，如果滚柱在滚道面上是纯滚动，则滚柱外圆柱面上的各点的线速度大小相等，所以滚柱与滚道面之间必然存在相对滑移，并且相对滑移量随着滚子螺旋运动半径的减小而逐渐增大；(2)滚柱通道的断面形状严重限制了滚子的长度与径向尺寸的比例，例如专利文献1要求圆柱滚子的长度与直径的比值小于1，这是因为在由丝杠轴的V型槽和螺母的V型槽面对面形成的断面为四边形的滚柱通道中，如果含有位置交错的滚柱，则要求滚柱的长度与直径的比值必须小于1，否则滚柱的两端会与通道内壁发生干涉，又因为滚柱的承载能力与其长度相关，所以限制了滚子的承载能力；(3)在专利文献2中，为了使滚柱在带有导程的螺旋滚道上顺畅地移动，要求使滚柱的自转轴延长线始终实质上通过丝杠轴的中心线，这在很大程度上增加了实施难度，同时也缺乏必要性，因为即使滚柱的自转轴不通过丝杠轴的中心线，滚柱也可以在带有导程的螺旋滚道上顺畅地移动；(4)尽管在专利文献2中提出采用圆锥滚子作为丝杠副滚动体的设想，但是对于该文献中提到的滚柱丝杠技术方案是难以实现的，这是因为在该文献中滚柱的螺旋运动通道是由丝杠轴和螺母的V型螺旋槽以面对面的方式形成，难以在一个通道中设置位置交错的圆锥滚子时，同时圆锥滚子的长度与径向尺寸的比例受到限制。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种以圆锥滚子作为介于丝杠轴和丝杠螺母之间滚动体的圆锥滚子丝杠副。本实用新型能够实现：滚动体与丝杠轴及丝杠螺母之间的接触是线接触，允许滚动体的长度和径向尺寸的比值大于1，可以增大丝杠的许用载荷；滚动体与滚道面之间没有显著的相对滑移，可以减小摩擦；丝杠能够传递方向相反的双向轴向载荷；滚动体返回过程顺畅，易于实现。

本实用新型解决技术问题的技术方案是：