CN223563400U - 一种滚珠丝杠副 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种滚珠丝杠副，包括相配的丝杠（1）和螺母（2），所述丝杠（1）的螺纹滚道长度小于所述螺母（2）的螺纹滚道长度；所述丝杠（1）与所述螺母（2）配合的螺纹滚道中设有多个滚珠（3）；所述丝杠（1）的两端面上均设有返向器安装槽（11）；所述丝杠（1）上设有连通其两端返向器安装槽（11）的回珠孔道（12）；本发明制造工艺简单、制造成本更低、滚珠受力均匀顺滑、承载能力更大，尤其是能有效避免对丝杠的外圆以及螺纹滚道进行曲面再加工。

Description

一种滚珠丝杠副

技术领域

本实用新型涉及滚珠丝杠副技术领域，具体讲是一种通过丝杠内部实现滚珠返向循环的滚珠丝杠副。

背景技术

滚珠丝杠副一般是由丝杠、螺母、滚珠以及返向器等构成，它是在丝杠与螺母间以滚珠为滚动体的螺旋传动元件，可将旋转运动转变为直线运动，或者将直线运动转变为旋转运动。

传统的滚珠丝杠副的丝杠长度大于螺母，丝杠贯穿螺母的两端与其配合，根据滚珠在螺母上的循环方式不同，滚珠丝杠副分为内循环式和外循环式，内循环式通过嵌合在螺母滚道中的返向器实现滚珠的返向循环，外循环是滚珠在循环过程中通过螺母外表面的螺旋槽或插管返回丝杠螺母间实现返向循环。传统的滚珠丝杠副的滚珠返向循环装置都设置在螺母上。

随着新能源汽车的发展，人们为了实现结构紧凑且载荷又大的短行程执行元件，对滚珠丝杠副的结构提出了新的更高的需求。即要求丝杠的全部螺纹行程完全处于螺母内部，还要实现滚珠返向循环；因为丝杠螺纹的长度小于螺母螺纹的长度，采用传统的滚珠丝杠副在其螺母上设置滚珠返向循环装置，就会导致滚珠在行程中脱离滚道而无法实现返向循环，因此需要改变传统的结构。公开号为CN118499425A的中国专利申请公开了一种反式滚珠丝杠副，其将滚珠返向循环装置设于丝杠外圆螺纹滚道上，通过在丝杠的外圆螺纹滚道上加工返向通道和设置挡珠器来实现滚珠的返向。但是，该结构在螺纹滚道上设置挡珠器的循环方式会造成承载能力大大的降低以及滚珠对螺母的载荷不均。因为其设置在丝杠上的有效滚珠圈数，每一圈都需要一个返向通道以实现滚珠的返向，除了首尾两个返向通道的外侧各用一个单向挡珠器之外，中间返向通道均采用双向挡珠器，由于双向挡珠器较长而占据较多的螺纹滚道空间，导致有效滚珠圈之间的间隔较大，因此，在丝杠总长度不变的情形下，有效滚珠圈数的可容纳圈数减少很多，使得滚珠丝杠副的承载能力大大降低；另一方面，其每一有效滚珠圈都需要对应设置一个返向通道，滚珠一旦进入返向通道就不再与螺母接触，即处于卸载状态而不再承载，每一圈有效滚珠圈在返向通道的位置都有一个缺口不承受载荷，因此会造成滚珠对螺母承载不均；太多返向通道设置也影响滚珠运行的顺畅度。另外从工艺加工方面，对丝杠的外圆螺纹滚道进行曲面加工将大大增加整个加工工艺过程的复杂度与难度，造成加工成本提高。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，克服以上现有技术的缺点：提供一种工艺相对简单、制造成本更低、滚珠受力均匀顺滑、承载能力更大，尤其是能有效避免对丝杠的外圆以及螺纹滚道进行曲面再加工的的滚珠丝杠副。

本实用新型的技术解决方案如下：一种滚珠丝杠副，包括相配的丝杠和螺母，所述丝杠的螺纹滚道长度小于所述螺母的螺纹滚道长度；所述丝杠与所述螺母配合的螺纹滚道中设有多个滚珠；所述丝杠的两端面上均设有返向器安装槽；所述丝杠上设有连通其两端返向器安装槽的回珠孔道；所述返向器安装槽中设有滚珠返向器；所述滚珠返向器包括导向孔道，所述导向孔道的一端与所述丝杠的螺纹滚道端部连通，另一端与所述回珠孔道连通。

作为优化，所述导向孔道的两端内壁分别与所述回珠孔道的内壁和所述丝杠的螺纹滚道相切衔接以平滑过渡。

作为优化，所述滚珠返向器上设有阻挡筋；所述阻挡筋设于导向孔道与丝杠的螺纹滚道衔接端；所述阻挡筋的外壁与所述螺母的螺纹滚道间隙配合。所述阻挡筋的作用是将滚珠挡住并导入导向孔道中，进而进入回珠孔道。

作为优化，所述回珠孔道的两端设有沉孔，所述滚珠返向器的下表面上位于导向孔道的端部设有与所述沉孔配合的凸缘。

作为优化，所述回珠孔道的轴线与所述丝杠的端面垂直。

作为优化，所述回珠孔道设于所述返向器安装槽的底面。

作为优化，所述滚珠返向器的上表面与所述丝杠的端面齐平或低于所述丝杠的端面。

作为优化，所述丝杠上同轴设有转轴。

作为优化，所述螺母上远离所述转轴的一端封闭。所述螺母开口边缘设有限位装置，用以防止所述丝杠端面脱离所述螺母的开口端面。

作为优化，所述返向器安装槽通过对所述丝杠端面铣削加工获得。

作为优化，所述滚珠返向器通过模具模压或注塑成型，所述滚珠返向器的材质为工程塑料或金属。

作为优化，所述返向器安装槽的底部设有至少一个用于固定安装所述滚珠返向器的螺纹孔，所述滚珠返向器上设有对应所述螺纹孔的螺钉孔。

作为优化，所述返向器安装槽的底部设有至少一个用于定位所述滚珠返向器的定位孔，所述定位孔内设有与所述滚珠返向器嵌合的定位销，或者所述滚珠返向器上设有与所述定位孔配合的定位销。

本实用新型的有益效果是：针对现有技术中承载能力低、接触刚性低、承载不均以及需要在丝杠外圆的螺纹滚道上加工返向滚道等曲面结构所带来的加工工艺复杂化、成本提高等技术问题，本实用新型滚珠丝杠副的结构构造大大提高了承载能力、接触刚性高和滚珠承载的均匀性，而且只需对丝杠端面进行铣削加工，完全避免了对丝杠的外圆的螺纹滚道上进行曲面加工，加工工艺性好，可以沿用传统加工技术，工艺成熟，加工效率高，加工成本低。本实用新型是将滚珠返向循环装置设于丝杠螺纹滚道两端的端面上并通过轴向通孔实现滚珠的返向。

附图说明

图1为本实用新型实施例中滚珠丝杠副的立体结构示意图。

图2为本实用新型实施例中滚珠丝杠副的爆炸结构示意图。

图3为本实用新型实施例中滚珠丝杠副的剖视结构示意图。

图4为本实用新型实施例中滚珠丝杠副的剖视立体结构示意图。

图5为本实用新型实施例中滚珠丝杠副的爆炸结构示意图。

图6为本实用新型实施例中滚珠丝杠副的部分组件爆炸结构示意图。

图7-8为本实用新型实施例中滚珠丝杠副的滚珠返向器爆炸结构示意图。

图9为本实用新型实施例中滚珠丝杠副的部分组件主视结构示意图。

图10为本实用新型实施例中滚珠丝杠副的部分组件剖视结构示意图。

图中：1、丝杠；11、返向器安装槽；12、回珠孔道；2、螺母；3、滚珠；4、滚珠返向器；41、导向孔道；42、阻挡筋；43、凸缘；5、转轴；

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

实施例

现结合图1-10描述一种滚珠丝杠副，包括相配的丝杠1和螺母2，所述丝杠1的螺纹滚道长度小于所述螺母2的螺纹滚道长度；即所述丝杠1相对于所述螺母2作旋进运动行程中，所述丝杠1的螺纹滚道可以一直保持在所述螺母2内部，可以作为短行程驱动元件使用；所述丝杠1与所述螺母2配合的螺纹滚道中均匀布满滚珠3；如图2所示，本实施例中所述滚珠3填满所述丝杠1的螺纹滚道；所述丝杠1的两端面上均设有返向器安装槽11；所述丝杠1上设有连通其两端返向器安装槽11的回珠孔道12；所述返向器安装槽11中设有滚珠返向器4；

所述滚珠返向器4包括导向孔道41，所述导向孔道41的一端与所述丝杠1的螺纹滚道端部连通，另一端与所述回珠孔道12连通。

所述丝杠1的螺纹滚道两端通过两个所述滚珠返向器4与所述回珠孔道12连通，形成一个闭合的滚珠循环通道，此通道内布满滚珠3形成连续的、闭合的多圈数滚珠链，相邻的滚珠3之间具有一定的间隙。

如图10所示，所述导向孔道41的两端内壁分别与所述回珠孔道12的内壁和所述丝杠1的螺纹滚道相切衔接以平滑过渡。所述丝杠1一端的所述滚珠返向器4可以将滚珠3流畅地从所述丝杠1螺纹滚道一端导入所述回珠孔道12；再由所述丝杠1另一端的所述滚珠返向器4将滚珠3流畅地从所述回珠孔道12导出至所述丝杠1螺纹滚道另一端实现返向循环。本实施例中所述回珠孔道12内也均匀填充有滚珠3。

所述滚珠返向器4上设有阻挡筋42；所述阻挡筋42设于导向孔道41与丝杠1的螺纹滚道衔接端；所述阻挡筋42的外壁与所述螺母2的螺纹滚道间隙配合，该间隙小于滚珠3的直径，因此所述阻挡筋42既可以用于将滚珠3导入导向孔道41中，也能防止滚珠3从螺纹滚道端部脱离所述丝杠1和螺母2。

所述回珠孔道12的两端设有沉孔，所述滚珠返向器4的下表面上位于导向孔道41的端部设有与所述沉孔配合的凸缘43。可以实现导向孔道41与所述回珠孔道12之间精确的孔道对接。而且凸缘43的设置能在不增加所述滚珠返向器4的厚度的基础上有效增大导向孔道41的转弯R，从而增加滚珠导向顺畅度。

所述回珠孔道12的轴线与所述丝杠1的端面垂直。如图4所示，本实施例中所述回珠孔道12的轴线偏离所述丝杠1的轴线设置，同时所述回珠孔道12的轴线与所述丝杠1的轴线平行，从而可以非常方便精确地在所述丝杠1端面钻孔加工出所述回珠孔道12，有效避免对所述丝杠1的外圆螺纹滚道加工所带来的加工工艺性复杂化。

所述回珠孔道12设于所述返向器安装槽11的底面。

所述滚珠返向器4的上表面与所述丝杠1的端面齐平。

所述丝杠1上同轴设有转轴5。所述转轴5与所述丝杠1采用孔轴定位并螺纹预压连接，并有防松措施；所述转轴5可以作为驱动轴驱动螺母2直线运动，也可以作为直线运动的输出轴由螺母2驱动，根据实际用途而定。

本实施例中所述螺母2上远离所述转轴5的一端封闭，所述螺母2的封闭端端面还可以设有固定安装孔，所述螺母2开口边缘还可设置限位装置，用以防止所述丝杠1端面脱离所述螺母2的开口端面。具体限位装置可以为限位螺钉等，且限位装置也可以由螺母的安装端盖代替，安装孔和限位装置等属于常规技术，本实施例的图中未示出。

所述滚珠返向器4通过模具注塑成型，所述滚珠返向器4的材质为工程塑料。

所述返向器安装槽11通过对所述丝杠1端面铣削加工获得。可以有效避免获对所述丝杠1的外圆螺纹滚道加工所带来的加工工艺性复杂化。

所述返向器安装槽11的底部设有至少一个用于固定安装所述滚珠返向器4的螺纹孔，所述滚珠返向器4上设有对应所述螺纹孔的螺钉孔。

所述返向器安装槽11的底部设有至少一个用于定位所述滚珠返向器4的定位孔，所述定位孔内设有与所述滚珠返向器4连接的定位销。

如图7-8所示，本实施例所述滚珠返向器4由两个分割部分嵌合而成，每个分割部分均分导向孔道41的内壁；便于模具成型和脱模，安装时先将所述滚珠返向器4的上下两个分割部分嵌合成一整体，之后再将其嵌入所述返向器安装槽11中，再用螺钉固定，然后将两端装好滚珠返向器4的丝杠1的一端阻挡筋42旋入螺母滚道，使得丝杠1的螺纹滚道与螺母2的螺纹滚道对齐，然后在丝杠1螺纹滚道与螺母2的螺纹滚道之间灌入滚珠。

本实用新型滚珠丝杠副可以作为短行程直线驱动元件替代气动杆或液压杆使用，在新能源汽车变速箱或刹车系统等中具有良好的应用前景。最重要的是大大提高了承载能力、接触刚性高和滚珠承载的均匀性，以及避免了对丝杠外圆的螺纹滚道上进行曲面加工，加工工艺性好，可以沿用传统加工技术，工艺成熟，加工效率高，加工成本低。

以上仅是本实用新型的特征实施范例，对本实用新型保护范围不构成任何限制。凡采用同等交换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本实用新型权利保护范围之内。

Claims (9)

1.一种滚珠丝杠副，包括相配的丝杠（1）和螺母（2），其特征在于：所述丝杠（1）的螺纹滚道长度小于所述螺母（2）的螺纹滚道长度；所述丝杠（1）与所述螺母（2）配合的螺纹滚道中设有多个滚珠（3）；所述丝杠（1）的两端面上均设有返向器安装槽（11）；所述丝杠（1）上设有连通其两端返向器安装槽（11）的回珠孔道（12）；所述返向器安装槽（11）中设有滚珠返向器（4）；所述滚珠返向器（4）包括导向孔道（41），所述导向孔道（41）的一端与所述丝杠（1）的螺纹滚道端部连通，另一端与所述回珠孔道（12）连通。

2.根据权利要求1所述的滚珠丝杠副，其特征在于：所述导向孔道（41）的两端内壁分别与所述回珠孔道（12）的内壁和所述丝杠（1）的螺纹滚道相切衔接以平滑过渡。

3.根据权利要求1所述的滚珠丝杠副，其特征在于：所述滚珠返向器（4）上设有阻挡筋（42）；所述阻挡筋（42）设于导向孔道（41）与丝杠（1）的螺纹滚道衔接端；所述阻挡筋（42）的外壁与所述螺母（2）的螺纹滚道间隙配合。

4.根据权利要求1所述的滚珠丝杠副，其特征在于：所述回珠孔道（12）的两端设有沉孔，所述滚珠返向器（4）的下表面上位于导向孔道（41）的端部设有与所述沉孔配合的凸缘（43）。

5.根据权利要求1所述的滚珠丝杠副，其特征在于：所述回珠孔道（12）的轴线与所述丝杠（1）的端面垂直；所述回珠孔道（12）设于所述返向器安装槽（11）的底面。

6.根据权利要求5所述的滚珠丝杠副，其特征在于：所述滚珠返向器（4）的上表面与所述丝杠（1）的端面齐平或低于所述丝杠的端面。

7.根据权利要求6所述的滚珠丝杠副，其特征在于：所述滚珠返向器（4）的材质为工程塑料或金属。

8.根据权利要求7所述的滚珠丝杠副，其特征在于：所述返向器安装槽（11）的底部设有至少一个用于固定安装所述滚珠返向器（4）的螺纹孔，所述滚珠返向器（4）上设有对应所述螺纹孔的螺钉孔。

9.根据权利要求8所述的滚珠丝杠副，其特征在于：所述返向器安装槽（11）的底部设有至少一个用于定位所述滚珠返向器（4）的定位孔，所述定位孔内设有与所述滚珠返向器（4）嵌合的定位销，或者所述滚珠返向器（4）上设有与所述定位孔配合的定位销。