一种改善滚柱受力的行星滚柱丝杠副的滚柱.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110701269A(43)申请公布日2020.01.17(21)申请号201910932857.X(22)申请日2019.09.29(71)申请人西安交通大学地址710049陕西省西安市碑林区咸宁西路28号(72)发明人张大伟卢昆银赵升吨(74)专利代理机构西安智大知识产权代理事务所61215代理人贺建斌(51)Int.Cl.F16H25/22(2006.01)权利要求书3页说明书7页附图2页(54)发明名称一种改善滚柱受力的行星滚柱丝杠副的滚柱(57)摘要一种改善滚柱受力的行星滚柱丝杠副的滚柱，包括两端齿轮段结构与中间螺纹段结构，两端齿轮段结构为斜齿形结构；对于标准型行星滚柱丝杠，滚柱的两端齿轮段结构的齿顶圆半径减小，不与第一丝杠进行物理接触，且滚柱齿轮与内齿圈的传动比i符合行星滚柱丝杠中滚柱、第一丝杠与第一螺母的运动关系；同理，在反向式行星滚柱丝杠当中，两端齿轮段结构的齿顶圆半径减小，不与第二螺母的内螺纹进行物理接触，滚柱齿轮与齿轮环的传动比i符合行星滚柱丝杠中滚柱、第二丝杠与第二螺母的运动关系；本发明使滚柱两端斜齿仅和螺母上的斜内齿圈或短丝杠两端的保持架斜齿轮啮合进行行星运动，减少滚柱的轴向力以及轴向变形，简化结构，便于同步滚轧加工成形。CN110701269ACN110701269A权利要求书1/3页1.一种改善滚柱受力的行星滚柱丝杠副的滚柱，其特征在于：包括两端齿轮段结构(1)与中间螺纹段结构(2)，两端齿轮段结构(1)为斜齿形结构。2.根据权利要求1所述的一种改善滚柱受力的行星滚柱丝杠副的滚柱，其特征在于：对于标准型行星滚柱丝杠，滚柱(3)的两端齿轮段结构(1)的齿顶圆半径减小，不与第一丝杠(6)进行物理接触，且滚柱齿轮与内齿圈(4)的传动比i符合行星滚柱丝杠中滚柱、第一丝杠(6)与第一螺母(5)的运动关系；同理，在反向式行星滚柱丝杠当中，两端齿轮段结构(1)的齿顶圆半径减小，不与第二螺母(9)的内螺纹进行物理接触，滚柱齿轮与齿轮环的传动比i符合行星滚柱丝杠中滚柱、第二丝杠(8)与第二螺母(9)的运动关系。3.根据权利要求2所述的一种改善滚柱受力的行星滚柱丝杠副的滚柱，其特征在于：若为标准式行星滚柱丝杠副，所述的行星滚柱丝杠副的滚柱的两端齿轮段结构(1)实现方法如下：取滚柱(3)的两端齿轮段结构(1)的齿顶圆半径为其和第一丝杠(6)的关系为：其中a为滚柱(3)与第一丝杠(6)之间的中心距，ra为第一丝杠(6)的螺纹外径参数；取两端齿轮段结构(1)与内齿圈(4)的齿数分别为Z1、Z2，其中Z2/Z1＝i；取两端齿轮段结构(1)与内齿圈(4)的端面模数分别为mt1、mt2，有取两端齿轮段结构(1)与内齿圈(4)端面压力角分别为αt1、αt2，其取值大小根据传动要求进行选取，有mt1cosαt1＝mt2cosαt2；取两端齿轮段结构(1)与内齿圈(4)的斜齿轮螺旋升角为β，其旋向相同，且与中间螺纹段结构(2)的旋向相反，螺纹取值大小根据传动要求进行选取；取两端齿轮段结构(1)、内齿圈(4)的齿顶高系数为取两端齿轮段结构(1)、内齿圈(4)的变位系数xt1、xt2，有取内齿圈(4)齿顶圆半径为ra2，有两端齿轮段结构(1)与内齿圈(4)的啮合重合度为εα，其取值根据两端齿轮段结构(1)的齿数Z1、端面模数mt1、端面压力角αt1、齿顶圆半径与内齿圈(4)的齿数Z2、端面模数mt2、端面压力角αt2、齿顶圆半径螺旋升角β、啮合齿宽B确定，有根据公式(1)进行判断，若重合度εα≥1时，即表明该齿轮啮合在传动过程中运动平稳，2CN110701269A权利要求书2/3页所取参数符合结构要求；若重合度εα<1，则表示参数并不能满足要求，需调整相应参数mt1、mt2与Z1、Z2直到能够满足重合度εα≥1的要求；在行星滚柱丝杠副当中，要求mt1＝mt2，αt1＝αt2，如所用参数不能满足要求，需要进行变模数啮合，即mt1≠mt2、αt1≠αt2，取内齿圈(4)的端面模数、端面压力角为mt2、αt2，其内齿圈模数mt2的取值根据节点内齿轮啮合特性及滚柱(3)与第一丝杠(6)的中心距，传动比i，滚柱齿轮的端面模数mt1、端面压力角αt1、齿数Z1确定，有：内齿圈的端面压力角αt2根据滚柱齿轮的模数、压力角与内齿圈的模数确定，有：mt1cosαt1＝mt2cosαt2、mt1≠mt2；取两端齿轮段结构(1)与内齿圈(4)的螺旋升角β、啮合齿宽B，代入式(1)中进行判断，当重合度εα≥1时，即表明该齿轮啮合在传动过程中运动平稳，所取参数符合结构要求；若重合度εα<1，则表示参数并不能满足要求，需继续调整相应参数mt1、mt2与Z1、Z2直到能够满足重合度εα≥1的要