[发明专利]一种可双向自锁的行星滚柱丝杠副

说明书

本申请公开了一种可双向自锁的行星滚柱丝杠副，包括螺母、丝杠、保持架以及滚柱，丝杠穿设在螺母中，滚柱有多个且位于丝杠和螺母之间，保持架与滚柱配合，用于使各滚柱均匀分布于螺母内侧，丝杠与滚柱啮合配合，滚柱与螺母啮合配合，丝杠、滚柱和螺母的牙形相同，均为等腰三角形或等腰梯形，丝杠、滚柱和螺母的牙形角相同，大小均为0~45°，行星滚柱丝杠副通过增大丝杠与滚柱之间的摩擦力以及增大滚柱与螺母之间的摩擦力实现双向自锁。本申请较于现有的行星滚柱丝杠副而言，通过限定牙形形状和牙形角来增大丝杠与滚柱之间的摩擦力以及增大滚柱与螺母之间的摩擦力，从而可以在不增加其他装置的情况达到自锁的目的。

技术领域

本发明涉及滚柱丝杠副领域，具体涉及一种可双向自锁的行星滚柱丝杠副。

背景技术

行星滚珠丝杠副作为滚动螺旋传动的典型形式之一，可实现旋转运动与直线运动的相互转化，具有高承载能力、高强度、高可靠性、寿命长、振动小、噪声低、螺母和螺杆易分离等优点。行星滚柱丝杠副以其显著的优点被越来越广泛的应用于直线机电作动器、数控机床、食品包装、起重机械、航空航天、石油机械等领域。

随着行星滚柱丝杠的广泛应用，其本体不能自锁的劣势显现出来，例如在输出侧压力较大的情况下会出现逆转回程。现有解决逆转回程的方法有三种，第一种是电机保持力矩，第二种是在输入或输出端增加制动装置，例如增加电机抱闸或插销制动等，第三种是串联其它低效率传动装置，例如蜗轮蜗杆、定制高摩擦滚动轴承或楔形螺纹等。上述第一种需要外加电实现锁定，增加了使用成本和使用难度，第二和第三种会增加制造成本、增加产品重量、影响电机一体化设计。

发明内容

本发明针对上述问题，克服至少一个不足，提出了一种可双向自锁的行星滚柱丝杠副。

本发明采取的技术方案如下：

一种可双向自锁的行星滚柱丝杠副，包括螺母、丝杠、保持架以及滚柱，所述丝杠穿设在螺母中，所述滚柱有多个且位于丝杠和螺母之间，所述保持架与滚柱配合，用于使各滚柱均匀分布于螺母内侧，所述丝杠与滚柱啮合配合，所述滚柱与螺母啮合配合，所述丝杠、滚柱和螺母的牙形相同，均为等腰三角形或等腰梯形，所述丝杠、滚柱和螺母的牙形角相同，大小均为0~45°，行星滚柱丝杠副通过增大丝杠与滚柱之间的摩擦力以及增大滚柱与螺母之间的摩擦力实现双向自锁。

本申请较于现有的行星滚柱丝杠副而言，通过限定牙形形状和牙形角来增大丝杠与滚柱之间的摩擦力以及增大滚柱与螺母之间的摩擦力，从而可以在不增加其他装置的情况达到自锁的目的。

本申请的0~45°指的是大于0°，小于等于45°。本申请行星滚柱丝杠副结构简单、加工成本低、占用空间小。

于本发明其中一实施例中，所述丝杠具有梯形螺纹，所述滚柱具有三段梯形环槽，三段梯形环槽包括位于中间的第一梯形环槽和两段分别位于第一梯形环槽两侧的第二梯形环槽，所述螺母内侧具有两段第三梯形环槽；

所述丝杠的梯形螺纹与所述滚柱的第一梯形环槽啮合配合，两段第二梯形环槽与两段第三梯形环槽一一对应啮合配合。

丝杠的牙形指的是丝杠的梯形螺纹的牙形，滚柱的牙形指的是滚柱的梯形环槽的牙形。

滚柱的第二梯形环槽与螺母的第三梯形环槽相啮合，故滚柱与螺母在轴向上保持相对静止，实际运用时，可以通过电机直接或间接驱动驱动丝杠运动，丝杠带动滚柱做行星运动并产生轴向力，滚柱轴向移动，带动螺母轴向移动。

于本发明其中一实施例中，所述第三梯形环槽的中径=丝杠的中径+2×滚柱的第二梯形环槽的中径；

为了使滚柱两侧的第二梯形环槽与丝杠的梯形螺纹不干涉，所述第二梯形环槽的外径≤第一梯形环槽的内径；

所述螺母的中间部分具有与所述滚柱的第一梯形环槽配合的避空部，所述避空部的内径＞丝杠的中径+滚柱的第一梯形环槽的中径+滚柱的第一梯形环槽的外径；

所述保持架有两个，分别设置在螺母的两侧。