丝杠螺母副传动控制装置及方法和螺母组件的加工方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利说明书

(10)申请公布号CN101059165A
(43)申请公布日2007.10.24

(21)申请号CN200610105316.2

(22)申请日2006.12.19

(71)申请人兰州理工大学
地址730050甘肃省兰州市兰工坪85号

(72)发明人罗生梅赵树清姚天鹏

(74)专利代理机构兰州振华专利代理有限责任公司

代理人董斌

(51)Int.CI
F16H25/20
F16H25/24
F16H61/00
F16H57/04

权利要求说明书说明书幅图

(54)发明名称
丝杠螺母副传动控制装置及方法和
螺母组件的加工方法

(57)摘要
丝杠螺母副传动控制装置及方法和
螺母组件的加工方法，其控制装置的液压
控制机构中的扭矩传感器将丝杠所传递的
力矩转变为信号，传递给控制器，控制器
将油路换向控制信号加到三位四通电磁换
向阀上，控制器控制压力控制阀输出出口
压力，经由两个管路传递到螺母与丝杠所
接触的侧面，在螺母的螺纹两侧开有两个
螺旋蓄油槽，由螺母两头的两个端盖及丝
杠的螺纹在所接触的侧面形成了封闭的螺
旋蓄油；其控制方法为：控制器控制压力

控制阀输出出口压力，使其小于或等于8T

法律状态

法律状态公告日法律状态信息法律状态

权利要求说明书

1、丝杠螺母副传动控制装置，由液压控制机构、机械传动机构组成，其中丝杠(4)
随传递轮(3)一起转动，由丝杠螺母副驱动螺母(6)沿丝杠(4)进行直线运动，其特征
在于其液压控制机构由控制器(1)、压力控制阀(10)、三位四通电磁换向阀(9)、扭矩
传感器(2)组成，扭矩传感器(2)安装在动力传递轮(3)与螺母(6)间，扭矩传感器(2)将

丝杠(4)所传递的力矩(T_N)转变为信号，传递给控制器(1)，控制器(1)将
油路换向控制信号加到三位四通电磁换向阀(9)上，控制器(1)控制压力控制阀(10)输

出出口压力，经由第一管路(A)或第二管路(B)传递到螺母(6)与丝杠(4)所接触的侧
面，在螺母(6)的螺纹两侧开有第一螺旋蓄油槽(c)和第二螺旋蓄油槽(d)，由螺母(6)
两头的第一端盖(5)、第二端盖(5′)及丝杠(4)的螺纹在所接触的侧面形成了封闭的螺
旋蓄油。

2、丝杠螺母副传动控制方法，由安装在动力传递轮(3)与螺母(6)间的扭矩传感器(2)
采集丝杠(4)传递的扭矩并转变为信号传递给控制器(1)，其特征在于控制器(1)控制

压力控制阀(10)输出出口压力(P₁)，使

P₁≤8T_N/((φ₁²-
φ₂²)L)

其中T_N为扭矩传感器(2)测得的丝杠(4)传递的扭矩，φ₁为
螺旋蓄油槽的最大直径，φ₂为螺旋蓄油槽的最小直径，L为螺母的长
度。

3、螺母组件的加工方法，在加工前准备好未开内罗纹的螺母(6)、第一端盖(5)和第
二端盖(5′)，其加工步骤为：

(1)由第一螺钉(7)、第二螺钉(7′)及第一定位销(8)、第二定位销(8′)把螺母(6)与第一
端盖(5)、第二端盖(5′)组装为一体；

(2)在螺母(6)与第一端盖(5)、第二端盖(5′)的内孔面上加工螺纹到标准尺寸；

(3)卸取螺母两侧的第一端盖(5)、第二端盖(5′)，在螺母(6)的螺纹两侧分别加工出第

一螺旋蓄油槽(c)、第二螺旋蓄油槽(d)；

(4)用第一螺钉(7)、第二螺钉(7′)及第一定位销(8)、第二定位销(8′)将螺母(6)与第一
端盖(5)、第二端盖(5′)重新组装为一体，构成螺母组件。

说明书

技术领域

本发明涉及机床，丝杠螺母副进给装置以及螺母加工。

背景技术

现有技术中高速机床进给系统主要为滚珠丝杠或直线电机。滚珠丝杠由于传动误差
大，摩擦磨损和发热严重，弹性变形引起工作台爬行和反向死区引起非线性误差等
一系列原因，很难向更高速发展；直线电机除控制难度大外，还需解决长距离移动、
散热、隔磁、提供足够大的推力、自锁和移动部件轻量化等问题，此外，成本高也
严重影响其推广应用。另外，易于实现更高速度及加速度的并联机构，却因技术发
展不成熟无法承担起高速进给的重任。

发明内容

本发明的目的是提供一种丝杠螺母副传动控制装置及方法和螺母组件的加工方法，
为低速、高速及超高速机床提供一个高速、稳定的进给系统。

本发明是一种丝杠螺母副传动控制装置及方法和螺母组件的加工方法，其丝杠螺母
副传动控制装置，由液压控制机构、机械传动机