[发明专利]一种具有减速功能的行星滚柱丝杠

说明书

本发明涉及一种具有减速功能的行星滚柱丝杠，包括丝杆、螺母和位于所述丝杆外周和所述螺母内周之间的若干滚柱，在所述丝杆外周还套设有保持架，该保持架上设置有若干保持孔，所述滚柱一一对应地穿设在所述保持孔中，所述螺母的内周设置有内螺纹，所述滚柱的外周设置有与所述内螺纹啮合的第一外螺纹，所述丝杆的外周设置有与所述第一外螺纹啮合的第二外螺纹；所述内螺纹和所述第一外螺纹的旋向相同，所述第二外螺纹与所述第一外螺纹的旋向相反。本发明的丝杆和螺母的旋向不同，便于通过改变丝杆滚柱直径比、丝杆的螺距和头数来设计滚柱丝杠的传动比，使得滚柱丝杠具有减速功能。

技术领域

本发明涉及行星滚柱丝杠技术领域，具体涉及一种具有减速功能的行星滚柱丝杠。

背景技术

行星滚柱丝杠最早由瑞典人Carl Bruno Strandgren于1942年发明，因为结构复杂，加工精度要求高等原因一直没能得到广泛的应用。直到1980年代后因为加工技术的进步特别是数控加工设备的普及和市场需求的推动该技术才逐步得到了应用和发展，并在各种工业领域被越来越多的采用。行星滚柱丝杠的特点在于：1)高承载力长寿命；相对滚珠丝杠承载力大约可以提高3-5倍，寿命更可达滚珠丝杠的近10-15倍；2)高输入转数高输出速度，输入最高转速可以达6000rpm输出速度最高可达2000mm/s；3)振动和噪音小、体积小；4)高可靠性低维护成本。

自滚柱丝杠发明以来，其螺母、丝杆和滚柱的旋向就一直被设计为相同的，而丝杆和滚柱为外啮合，二者旋向相同即意味着在啮合点处二者的螺旋线切线是相反并以较大角度交叉的，交叉角为二者螺旋角之和。因此导致丝杆和滚柱间的啮合条件恶化，各自螺旋角越大时啮合条件越恶劣。螺旋线在啮合点的大角度交叉会导致丝杠和滚柱的中径减小或分离并使承载能力降低，丝杆和滚柱磨损加大；而且，传统的滚柱丝杠，其丝杆的导程与螺母的轴向位移一致，即滚柱丝杠副自身的传动比为1，如果需要降低螺母的输出速度，只能选择减小丝杆的螺距，但与此同时，会带来因牙型太小而使滚柱丝杠承载能力下降及丝杠副刚度低等问题；此外，传统的滚柱丝杠中，普遍不具有自锁功能，这是由于其丝杆与螺母的头数必须相同，螺旋角比较大。那么如果想要降低螺旋角来实现自锁功能，就只有减小丝杆的螺距或者增加丝杆的直径，但是减小螺距会导致牙型变小，承载能力下降，增加丝杆直径会导致产品尺寸变大，成本增加。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明要解决的技术问题是提供一种具有减速功能的行星滚柱丝杠，其丝杆和螺母的旋向不同，便于通过改变丝杆滚柱直径比、丝杆的螺距和头数来设计滚柱丝杠的传动比，使得滚柱丝杠具有减速功能并在工程设计上具有更大的灵活性。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种具有减速功能的行星滚柱丝杠，包括丝杆、螺母和位于所述丝杆外周和所述螺母内周之间的若干滚柱，在所述丝杆外周还套设有保持架，该保持架上设置有若干保持孔，所述滚柱一一对应地穿设在所述保持孔中，所述螺母的内周设置有内螺纹，所述滚柱的外周设置有与所述内螺纹啮合的第一外螺纹，所述丝杆的外周设置有与所述第一外螺纹啮合的第二外螺纹；所述内螺纹和所述第一外螺纹的旋向相同，所述第二外螺纹与所述第一外螺纹的旋向相反。

本发明中，滚柱与螺母为内啮合，故将二者的旋向设计为相同，而滚柱与丝杆为外啮合，故将二者的旋向设计为相反，与传统的滚柱、螺母和丝杆三者旋向均相同的情况比，本发明的旋向设计更加合理，在传动时，第一外螺纹和第二外螺纹之间的滑动率较小，有利于提高丝杆和滚柱的使用寿命；此外，本发明中，滚柱与丝杆的旋向相反，则在丝杆转动一周后，滚柱的轴向位移可小于丝杆的导程甚至小于螺距，使得本发明的滚柱丝杠具有减速功能，而且，在丝杆与滚柱旋向相反的情况下，丝杆的头数无需再与螺母的头数保持一致，故可以根据需要合理选择丝杆的头数，以在不改变螺距的情况下改变导程，进而获得所需的减速比，且不影响滚柱丝杠的承载能力。