圆锥滚子丝杠副制造技术

本发明专利技术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。

Tapered roller screw pair

The invention discloses a tapered roller screw pair, including a screw shaft, a screw nut, a tapered roller and a tapered roller reverser. The screw shaft and the screw nut have spiral teeth, the spiral teeth of the screw shaft and the screw nut are arranged in an axial cross manner, and the spiral teeth sides of the screw shaft and the screw nut are tapered roller raceways. A tapered roller channel is formed on both sides of the screw nut spiral tooth, allowing the ratio of the length and radial dimension of the tapered roller to be greater than 1, and the tapered roller is in line contact with the raceway surface. The tapered roller channel on both sides of the spiral tooth and the tapered roller channel on both ends of the screw nut spiral tooth form a complete tapered roller circulation channel. In a tapered roller circulation channel, a number of tapered rollers are arranged to form a complete tapered roller circulation chain.

【技术实现步骤摘要】
圆锥滚子丝杠副
本专利技术属于机械传动
，尤其涉及一种以圆锥滚子作为滚动体的圆锥滚子丝杠副。
技术介绍
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.专利技术名称《滚柱丝杠》，申请日为2004.9.2,授权公告号CN100432492C。2.《滚柱丝杠》，申请日2006.3.2,授权公告号CN100529472C。3.《滚柱丝杠》，申请日2008.10.29,授权公告号CN101903686B。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。
技术实现思路
本专利技术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。本专利技术能够实现：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。本专利技术解决技术问题的技术方案是：一种圆锥滚子丝杠副，包括丝杠轴、丝杠螺母、圆锥滚子、圆锥滚子反向器。所述丝杠轴的外圆柱面上具有螺旋齿，丝杠螺母的内圆柱面上具有螺旋齿，丝杠轴的螺旋齿和丝杠螺母的螺旋齿在轴向上以交叉方式排列，即丝杠轴的螺旋齿位于丝杠螺母螺旋齿的齿槽间，并且丝杠螺母的螺旋齿位于丝杠轴螺旋齿的齿槽间；在丝杠轴螺旋齿的一个侧面和与其相邻的丝杠螺母螺旋齿的侧面之间形成圆锥滚子通道一，同时在丝杠轴螺旋齿的另一侧面和与其相邻的丝杠螺母螺旋齿的侧面之间形成圆锥滚子通道二，多个圆锥滚子位于丝杠轴螺旋齿和螺母螺旋齿之间的通道内，丝杠轴螺旋齿的两个侧面以及丝杠螺母螺旋齿的两个侧面均为圆锥滚子的滚道面，圆锥滚子与滚道面之间的接触是线接触；所述丝杠螺母螺旋齿的两端分别具有一个圆锥滚子反向器，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，记为圆锥滚子反向通道三和圆锥滚子反向通道四，通过圆锥滚子反向器将圆锥滚子从螺母螺旋齿的任意一侧通道引导至另一侧通道内，即从所述圆锥滚子通道一引导至圆锥滚子通道二中，或者从圆锥滚子通道二引导至圆锥滚子通道一中；所述圆锥滚子反向通道三、圆锥滚子反向通道四与所述圆锥滚子通道一和圆锥滚子通道二共同形成一个完整的圆锥滚子循环通道，在一个所述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。所述圆锥滚子通道一和圆锥滚子通道二内的圆锥滚子在传递轴向载荷时的接触角方向相反；所述圆锥滚子通道一和圆锥滚子通道二既可以是圆锥滚子的负荷行进通道，也可以是圆锥滚子的无负荷返回通道；当圆锥滚子丝杠副受任意方向的轴向载荷作用时，所述圆锥滚子通道一和圆锥滚子通道二中圆锥滚子承担轴向载荷的一个通道作为圆锥滚子的负荷行进通道，另一个通道同时作为圆锥滚子的无负荷返回通道；当轴向载荷反向时，原圆锥滚子负荷行进通道变成为圆锥滚子无负荷返回通道，同时原圆锥滚子无负荷返回通道变成为圆锥滚子负荷行进通道；所述圆锥滚子与丝杠轴螺旋滚道面或丝杠螺母螺旋滚道面之间的轴向最大间隙能够允许圆锥滚子在无负荷返回通道中沿着螺旋通道轨迹顺畅地移动。所述丝杠轴螺旋齿的两侧圆锥滚子螺旋滚道面外缘具有凸出挡边，挡边的内侧面与所述圆锥滚子的大端面接触。所述圆锥滚子的长度与大端直径的比值允许大于1；所述圆锥滚子的大端面为凸球面，该凸球面的半径小于所述丝杠轴外缘挡边内侧面和的任意方向的曲率半径；所述圆锥滚子的外圆锥面的母线是直线，或者是向外凸的圆弧或锥形弧。在所述圆锥滚子通道一、圆锥滚子通道二内，当圆锥滚子承受轴向载荷时，在不考虑圆锥滚子与滚道面之间接触变形的情况下，圆锥滚子相对于丝杠轴和丝杠螺母螺旋滚道面的运动为纯滚动，圆锥滚子与这两个螺旋滚道面的接触线均位于圆锥滚子螺旋运动轨迹的法向平面内；在所述圆锥滚子通道一、圆锥滚子通道二内，所述圆锥滚子的小端面均朝向所述丝杠轴的内侧；在所述圆锥滚子通道一、圆锥滚子通道二内，当所述圆锥滚子传递轴向载荷时，圆锥滚子的自转轴延长线不一定与丝杠轴的中心线相交，只有当圆锥滚子的自转轴与所述丝杠轴的中心线垂直时，所述圆锥滚子的自转轴的延长线才与所述丝杠轴的中心线相交；在所述圆锥滚子通道一、圆锥滚子通道二内，当所述圆锥滚子传递轴向载荷时，圆锥滚子的自转轴及其延长线上任意点的运动轨迹均为螺旋线，只有当圆锥滚子的自转轴延长线与所述丝杠轴的中心线相交时，该交点的运动轨迹是与丝杠轴中心线重合的直线；在所述圆锥滚子通道一、圆锥滚子通道二内，所述圆锥滚子在传递轴向载荷时与丝杠轴和丝杠螺母的接触线的延长线交于一点，记为点J，该交点位于所述圆锥滚子的自转轴的延长线上，但不一定位于所述丝杠轴的中心线及其延长线上，只有当圆锥滚子自转轴与丝杠轴中心线相垂直，并且点J与圆锥滚子自转轴上任意一点之间的距离等于该任意点与丝杠轴中心线之间的距离时，所述交点J本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种圆锥滚子丝杠副，主要包括丝杠轴、丝杠螺母、圆锥滚子、圆锥滚子反向器，其特征是，所述丝杠轴的外圆柱面上具有螺旋齿，丝杠螺母的内圆柱面上具有螺旋齿，杠轴的螺旋齿和丝杠螺母的螺旋齿在轴向上以交叉方式排列，即丝杠轴的螺旋齿位于丝杠螺母螺旋齿的齿槽间，并且丝杠螺母的螺旋齿位于丝杠轴螺旋齿的齿槽间；在丝杠轴螺旋齿的一个侧面和其相邻的丝杠螺母螺旋齿的侧面之间形成圆锥滚子通道一，同时在丝杠轴螺旋齿的另一侧面和其相邻的丝杠螺母螺旋齿的侧面之间形成圆锥滚子通道二，多个圆锥滚子位于丝杠轴螺旋齿和螺母螺旋齿之间的通道内，丝杠轴螺旋齿的两个侧面以及丝杠螺母螺旋齿的两个侧面均为圆锥滚子的滚道面，圆锥滚子与滚道面之间的接触是线接触；所述丝杠螺母螺旋齿的两端分别具有一个圆锥滚子反向器，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，记为圆锥滚子反向通道三和圆锥滚子反向通道四，通过圆锥滚子反向器将圆锥滚子从螺母螺旋齿的任意一侧通道引导至另一侧通道内，即从所述圆锥滚子通道一引导至圆锥滚子通道二中，或者从圆锥滚子通道二引导至圆锥滚子通道一中；所述圆锥滚子反向通道三、圆锥滚子反向通道四与所述圆锥滚子通道一和圆锥滚子通道二共同形成一个完整的圆锥滚子循环通道，在一个所述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。...

【技术特征摘要】
1.一种圆锥滚子丝杠副，主要包括丝杠轴、丝杠螺母、圆锥滚子、圆锥滚子反向器，其特征是，所述丝杠轴的外圆柱面上具有螺旋齿，丝杠螺母的内圆柱面上具有螺旋齿，杠轴的螺旋齿和丝杠螺母的螺旋齿在轴向上以交叉方式排列，即丝杠轴的螺旋齿位于丝杠螺母螺旋齿的齿槽间，并且丝杠螺母的螺旋齿位于丝杠轴螺旋齿的齿槽间；在丝杠轴螺旋齿的一个侧面和其相邻的丝杠螺母螺旋齿的侧面之间形成圆锥滚子通道一，同时在丝杠轴螺旋齿的另一侧面和其相邻的丝杠螺母螺旋齿的侧面之间形成圆锥滚子通道二，多个圆锥滚子位于丝杠轴螺旋齿和螺母螺旋齿之间的通道内，丝杠轴螺旋齿的两个侧面以及丝杠螺母螺旋齿的两个侧面均为圆锥滚子的滚道面，圆锥滚子与滚道面之间的接触是线接触；所述丝杠螺母螺旋齿的两端分别具有一个圆锥滚子反向器，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，记为圆锥滚子反向通道三和圆锥滚子反向通道四，通过圆锥滚子反向器将圆锥滚子从螺母螺旋齿的任意一侧通道引导至另一侧通道内，即从所述圆锥滚子通道一引导至圆锥滚子通道二中，或者从圆锥滚子通道二引导至圆锥滚子通道一中；所述圆锥滚子反向通道三、圆锥滚子反向通道四与所述圆锥滚子通道一和圆锥滚子通道二共同形成一个完整的圆锥滚子循环通道，在一个所述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。2.如权利要求1所述的圆锥滚子丝杠副，其特征是，螺旋滚道面一外缘具有挡边一，挡边一的内侧面与所述圆锥滚子的大端面接触；所述丝杠轴的螺旋滚道面二的外缘也具有挡边二，挡边二的内侧面与所述圆锥滚子的大端面接触。3.如权利要求2所述的圆锥滚子丝杠副，其特征是，所述圆锥滚子的大端面为凸球面，该凸球面的半径小于所述丝杠轴外缘挡边内侧面和的任意方向的曲率半径；所述圆锥滚子的外圆锥面的母线为直线或者是向外凸的圆弧或锥形弧。4.如权利要求3所述的圆锥滚子丝杠副，其特征是，在所述圆锥滚子通道一、圆锥滚子通道二内，圆锥滚子与丝杠轴螺旋滚道面和丝杠螺母螺旋滚道面的接触线均位于圆锥滚子螺旋运动轨迹S的法平面N内；在所述圆锥滚子通道一、圆锥滚子通道二内，所述圆锥滚子的小端面朝向所述丝杠轴的内侧；在所述圆锥滚子通道一、圆锥滚子通道二内，当圆锥滚子传递轴向载荷时，圆锥滚子的自转轴的延长线不一定与丝杠轴的中心线相交，只有当圆锥滚子的自转轴与所述丝杠轴的中心线垂直时，所述圆锥滚子的自转轴的延长线才与所述丝杠轴的中心线相交；在所述圆锥滚子在圆锥滚子通道一、圆锥滚子通道二内，当所述圆锥滚子传递轴向载荷时，圆锥滚子自转轴及其延长线上的任意点的运动轨迹均为螺旋线，只有当圆锥滚子自转轴的延长线与所述丝杠轴的中心线相交时，圆锥滚子自转轴延长线上的该交点的运动轨迹是与丝杠轴的中心线重合的直线；所述圆锥滚子在传递轴向载荷时与所述丝杠轴和丝杠螺母的接触线和的延长线交于一点，记为点J，该交点位于所述圆锥滚子的自转轴的延长线上，当所述圆锥滚子的自转轴与所述丝杠轴的中心线垂直，并且交点J与圆锥滚子自转轴上任意一点之间的距离等于该任意点与丝杠轴中心线之间的距离时，交点J才位于所述丝杠轴的中心线上，并且该交点的运动轨迹是与丝杠轴的中心线重合的直线。5.如权利要求1至4任意一项所述的圆锥滚子丝杠副，其特征是，所述丝杠螺母的螺旋齿两端均有过渡曲面。6.如权利要求5所述的圆锥滚子丝杠副，其特征是，所述圆锥滚子反向器上的使所述圆锥滚子反向的作用面位于所述丝杠轴的螺旋齿的齿槽间，并且位于所述丝杠螺母螺旋齿两端的延伸处；所述圆锥滚子反向器上的使所述圆锥滚子反向的作用面以及所述圆锥滚子反向器上的与所述圆锥滚子大端面接触的作用面均为凹形曲面，所述的凹形曲面的形状能够使圆锥滚子在进、出所述圆锥滚子反向通道三、圆锥滚子反向通道四时的运动姿态保持平稳。7.如权利要求6所述的圆锥滚子丝杠副，其特征是，所述圆锥滚子反向器的位于丝杠轴螺旋齿槽内的上端面、下端面均为螺旋面，这两个螺旋端面分别与其相邻的丝杠轴螺旋滚道面之间存在几何间隙，并且所述圆锥滚子反向器的两个螺旋端面的根部均具有凹槽，凹槽的内表面与所述丝杠轴螺旋齿的外缘挡边之间也存在几何间隙。8.如权利要求7所述的圆锥滚子丝杠副，其特征是，所述圆锥滚子丝杠副具有一个所述完整的圆锥滚子循环链，还可以具有两个或多个所述完整的圆锥滚子循...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵洁，
申请(专利权)人：赵洁，
类型：发明
国别省市：山东,37