带阿基米德螺旋过渡曲面的内循环滚珠丝杠副制造技术

本发明专利技术公开了一种带阿基米德螺旋过渡曲面的内循环滚珠丝杠副，包括丝杠、螺母、滚珠和返向器，丝杠外侧和螺母内侧均设有螺旋状的滚珠槽，滚珠槽相互配合形成螺旋滚道，滚珠安装于螺旋滚道内，在滚珠丝杠副的螺母上设置有返向器安装槽，在返向器安装槽内放置有返向器，形成完整的滚珠循环通道，在返向循环通道与螺旋滚道之间设置有阿基米德螺旋过渡曲面，可以使滚珠在螺旋滚道和返向器之间流畅运动。本发明专利技术设计了合理的返向器回珠曲线，改善了滚珠丝杠副的螺旋滚道和返向器过渡处的曲面结构设计，增加了阿基米德螺旋过渡曲面，使滚珠在循环通道中的运动更加平稳流畅，提高了滚珠丝杠副的性能和使用寿命。

Inner circulation ball screw with Archimedes spiral transition surface

【技术实现步骤摘要】
带阿基米德螺旋过渡曲面的内循环滚珠丝杠副
本专利技术涉及滚珠丝杠
，特别涉及一种带阿基米德螺旋过渡曲面的内循环滚珠丝杠副。
技术介绍
滚珠丝杠副是一种将旋转运动转换为直线运动或将扭矩转换为轴向往复作用力的传动机构，具有精度高、效率高、可靠性高等特点，被广泛应用于机械、航天、航空、核工业等领域。内循环滚珠丝杠副通过安装在螺母上的返向器使滚珠进行循环返向，是最为常用的一种滚珠丝杠副结构。返向器是内循环滚珠丝杠副的关键零件，其结构优劣直接影响到滚珠丝杠副运转的流畅性、噪音、温升等性能。返向器回珠曲线是由两个柱面曲面相交而成，其中柱面曲面的准线有“五次抛物线”，“圆弧曲线+直线”，“正余弦曲线”等。根据目前返向器和螺母上返向器安装槽的加工精度，返向器循环通道的直径一般比滚珠直径大0.3mm至0.7mm，因此返向器循环通道和滚珠滚道之间会存在一个台阶，滚珠在进出返向器通道的过程中，必须越过该台阶，导致滚珠丝杠副产生发卡、噪音等现象。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有低噪音、高平稳性和流畅性等特点的滚珠丝杠副。实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种带阿基米德螺旋过渡曲面的内循环滚珠丝杠副，包括丝杠、螺母、滚珠和返向器；所述丝杠的外侧和所述螺母的内侧均设有螺旋状的滚珠槽，滚珠槽相互配合形成螺旋滚道，所述滚珠安装于所述螺旋滚道内，所述螺母上设置有返向器安装槽，返向器安装槽内设置返向器。进一步地，所述返向器具有返向循环通道，且返回循环通道的直径比滚珠直径大l1mm，其中0.3mm≤l1≤0.7mm。进一步地，所述返向循环通道的中心曲线由返向器回珠曲线确定，所述返向器回珠曲线由两个柱面曲面Σ1和Σ2相交而成；以返向器中心为原点o，丝杠轴中心线为y轴，通过返向器中心的丝杠径向方向为z轴，垂直于yoz平面的方向为x轴，建立坐标系o-xyz，柱面曲面Σ1的准线在xoy平面，柱面曲面Σ2的准线在xoz平面。进一步地，所述柱面曲面Σ1的准线关于原点o对称，准线形状为“正弦曲线+圆弧曲线+正弦曲线”，所述正弦曲线与所述螺旋滚道的螺旋线在xoy平面内的投影重合，圆弧曲线与正弦曲线相切。进一步地，所述柱面曲面Σ2的准线关于z轴对称，准线形状为多段圆弧拟合，且准线距离滚珠运动边界l2mm，其中0.1mm≤l1≤0.15mm。进一步地，所述返向循环通道的两端与螺旋滚道的连接处均设有过渡曲面。进一步地，所述过渡曲面与返向循环通道、螺旋滚道相切。进一步地，所述过渡曲面为阿基米德螺旋过渡曲面。本专利技术与现有技术相比，其显著优点为：1)设计了准线为“正弦曲线+圆弧曲线”的内循环返向器回珠曲线，减小了滚珠在返向器中运行时的曲率变化；2)在返向器循环滚道和滚珠滚道连接处设置了阿基米德螺旋过渡曲面，避免滚珠与因返向器循环通道和滚珠滚道之间的高度差而产生的台阶发生碰撞；3)本专利技术滚珠丝杠副的运行更加平稳流畅，减少了滚珠丝杠副发卡和噪音现象的产生，提高了滚珠丝杠副的耐久性。下面结合附图对本专利技术作进一步详细描述。附图说明图1为本专利技术带阿基米德螺旋过渡曲面的内循环滚珠丝杠副的整体结构示意图。图2为本专利技术一个实施例中返向器回珠曲线的三维示意图。图3为图2返向器回珠曲线在xoy面上的投影示意图。图4为图2中返向器回珠曲线在xoz面上的投影示意图。图5为本专利技术一个实施例中阿基米德螺旋过渡曲面的示意图。图6为本专利技术一个实施例中阿基米德螺旋过渡曲面的三维结构示意图。具体实施方式为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。结合图1，本专利技术提出了一种带阿基米德螺旋过渡曲面的内循环滚珠丝杠副，包括丝杠1、螺母2、滚珠3和返向器4；丝杠1的外侧和螺母2的内侧均设有螺旋状的滚珠槽，滚珠槽相互配合形成螺旋滚道，滚珠3安装于螺旋滚道内，螺母2上设置有返向器安装槽，返向器安装槽内设置返向器4。进一步地，在其中一个实施例中，返向器4具有返向循环通道，且返回循环通道的直径比滚珠3直径大l1mm，其中0.3mm≤l1≤0.7mm。进一步地，在其中一个实施例中，返向循环通道的中心曲线由返向器回珠曲线确定，如图2所示为返向器回珠曲线的三维示意图，返向器回珠曲线由两个柱面曲面Σ1和Σ2相交而成；以返向器4中心为原点o，丝杠1轴中心线为y轴，通过返向器4中心的丝杠1径向方向为z轴，垂直于yoz平面的方向为x轴，建立坐标系o-xyz，柱面曲面Σ1的准线在xoy平面，柱面曲面Σ2的准线在xoz平面。进一步地，在其中一个实施例中，结合图3，上述柱面曲面Σ1的准线关于原点o对称，准线形状为“正弦曲线+圆弧曲线+正弦曲线”，正弦曲线与螺旋滚道的螺旋线在xoy平面内的投影重合，圆弧曲线与正弦曲线相切。进一步地，在其中一个实施例中，结合图4，上述柱面曲面Σ2的准线关于z轴对称，准线形状为多段圆弧拟合，且准线距离滚珠运动边界l2mm，其中0.1mm≤l1≤0.15mm。进一步地，在其中一个实施例中，结合图5和图6，返向循环通道的两端与螺旋滚道的连接处均设有过渡曲面5、6。进一步优选地，在其中一个实施例中，过渡曲面与返向循环通道、螺旋滚道相切。进一步优选地，在其中一个实施例中，过渡曲面为阿基米德螺旋过渡曲面。进一步优选地，在其中一个实施例中，返向器4具体采用腰型返向器。进一步优选地，在其中一个实施例中，返向器4的材质为金属，通过金属粉末注射成型工艺制成。本专利技术设计了合理的返向器回珠曲线，改善了滚珠丝杠副的螺旋滚道和返向器过渡处的曲面结构设计，增加了阿基米德螺旋过渡曲面，使滚珠在循环通道中的运动更加平稳流畅，提高了滚珠丝杠副的性能和使用寿命。以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对专利技术专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带阿基米德螺旋过渡曲面的内循环滚珠丝杠副，其特征在于，包括丝杠(1)、螺母(2)、滚珠(3)和返向器(4)；所述丝杠(1)的外侧和所述螺母(2)的内侧均设有螺旋状的滚珠槽，滚珠槽相互配合形成螺旋滚道，所述滚珠(3)安装于所述螺旋滚道内，所述螺母(2)上设置有返向器安装槽，返向器安装槽内设置返向器(4)。/n

【技术特征摘要】
1.一种带阿基米德螺旋过渡曲面的内循环滚珠丝杠副，其特征在于，包括丝杠(1)、螺母(2)、滚珠(3)和返向器(4)；所述丝杠(1)的外侧和所述螺母(2)的内侧均设有螺旋状的滚珠槽，滚珠槽相互配合形成螺旋滚道，所述滚珠(3)安装于所述螺旋滚道内，所述螺母(2)上设置有返向器安装槽，返向器安装槽内设置返向器(4)。


2.根据权利要求1所述的带阿基米德螺旋过渡曲面的内循环滚珠丝杠副，其特征在于，所述返向器(4)具有返向循环通道，且返回循环通道的直径比滚珠(3)直径大l1mm，其中0.3mm≤l1≤0.7mm。


3.根据权利要求2所述的带阿基米德螺旋过渡曲面的内循环滚珠丝杠副，其特征在于，所述返向循环通道的中心曲线由返向器回珠曲线确定，所述返向器回珠曲线由两个柱面曲面Σ1和Σ2相交而成；以返向器(4)中心为原点o，丝杠(1)轴中心线为y轴，通过返向器(4)中心的丝杠(1)径向方向为z轴，垂直于yoz平面的方向为x轴，建立坐标系o-xyz，柱面曲面Σ1的准线在xoy平面，柱面曲面Σ2的准线在xoz平面。


4.根据权利要求3所述的带阿基米德螺旋过渡曲面的内循环滚珠丝杠副，其特征在于，所述柱面曲面Σ1的准线关于原点o...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建佐，欧屹，冯虎田，陈斌斌，
申请(专利权)人：南京理工大学，连云港斯克斯机器人科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32