具有渐开线螺纹牙廓的行星滚柱丝杠.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CN111457071A(43)申请公布日2020.07.28(21)申请号202010285840.2(22)申请日2020.04.13(71)申请人中国船舶重工集团公司第七0四研究所地址200031上海市徐汇区衡山路10号(72)发明人黄鸿坤黄强强童小川袁航王天一(74)专利代理机构上海申汇专利代理有限公司31001代理人王晶(51)Int.Cl.F16H25/22(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图3页(54)发明名称具有渐开线螺纹牙廓的行星滚柱丝杠(57)摘要本发明涉及一种具有渐开线螺纹牙廓的行星滚柱丝杠，包括丝杠、螺母、滚柱，丝杠与螺母之间通过滚柱传动连接，且滚柱与丝杠、螺母之间为传动螺纹连接，所述丝杠、螺母、滚柱的传动螺纹牙廓中至少有一个为渐开线牙廓，其余为直线牙廓。所述传动螺纹牙廓的螺纹轴向牙廓由两条对称分布的渐开线组成，两条渐开线在螺纹中径处切线所组成的夹角为螺纹的牙形角α。本发明将渐开线的参数与所需要设计的螺纹参数相结合，建立应用于行星滚柱丝杠的渐开线螺纹牙廓，并且通过该发明得到的行星滚柱丝杠在啮合特性上要优于现有的圆弧牙廓啮合方式，可以有效的避免啮合的不稳定性和因啮合点变化导致的承载能力下降等问题，大幅提高行星滚柱丝杠承载的稳定性。CN111457071ACN111457071A权利要求书1/1页1.一种具有渐开线螺纹牙廓的行星滚柱丝杠，包括丝杠、螺母、滚柱，丝杠与螺母之间通过滚柱传动连接，且滚柱与丝杠、螺母之间为传动螺纹连接，其特征在于：所述丝杠、螺母、滚柱的传动螺纹牙廓中至少有一个为渐开线牙廓，其余为直线牙廓。2.根据权利要求1所述的具有渐开线螺纹牙廓的行星滚柱丝杠，其特征在于：所述传动螺纹牙廓的螺纹轴向牙廓由两条对称分布的渐开线组成，两条渐开线在螺纹中径处切线所组成的夹角为螺纹的牙形角α。3.根据权利要求1所述的具有渐开线螺纹牙廓的行星滚柱丝杠，其特征在于：所述丝杠与螺母具有相同头数的螺纹，螺纹轴向牙廓为直线；而所述滚柱为单头螺纹，轴向牙廓为渐开线。4.根据权利要求1所述的具有渐开线螺纹牙廓的行星滚柱丝杠，其特征在于：所述丝杠与螺母具有相同头数的螺纹，螺纹轴向牙廓为渐开线；而所述滚柱为单头螺纹，轴向牙廓为渐开线或者直线。5.根据权利要求1所述的具有渐开线螺纹牙廓的行星滚柱丝杠，其特征在于：所述丝杠与螺母具有相同头数的螺纹，丝杠轴向牙廓为渐开线，螺母轴向齿廓为直线；而所述滚柱为单头螺纹，轴向牙廓为渐开线。6.根据权利要求1所述的具有渐开线螺纹牙廓的行星滚柱丝杠，其特征在于：所述丝杠与螺母具有相同头数的螺纹，丝杠轴向牙廓为直线，螺母轴向齿廓为渐开线；而所述滚柱为单头螺纹，轴向牙廓为渐开线。2CN111457071A说明书1/3页具有渐开线螺纹牙廓的行星滚柱丝杠技术领域[0001]本发明涉及一种行星滚柱丝杠，尤其是一种将旋转运动转化为直线运动的行星螺旋传动机构，可重载高速传动行星滚柱丝杠。背景技术[0002]相比滚珠丝杠，滚柱丝杠具有承载能力更强、速度更快、精度更高、寿命更长、维护成本低等特点，从而成为航空机械、数控机床、精密仪器和仪表等精密机械设备中最为关键的基础部件之一，并得到了相当广泛的应用。[0003]如图1所示，行星滚柱丝杠除丝杠1、螺母3、滚柱4外，还包括内齿圈2、行星架5、挡圈6等零件。根据传动过程中滚柱与螺母、丝杠之间的相对运动形式，行星滚柱丝杠大体上可以分成标准型、螺母型和循环型等三种类型，其中标准型滚柱与螺母轴向保持相对静止，螺母型滚柱与丝杠轴向保持相对静止，循环型滚柱相对于螺母作轴向周期型前后运动。[0004]在具体运动过程中滚柱螺纹与丝杠螺纹、螺母螺纹分别啮合，以传动动力。当丝杠旋转时，螺母沿丝杠轴线移动，滚柱自转同时绕丝杠作行星运动，同时保持与螺母相同的轴向移动速度。通过上述的运动将旋转运动转化为直线运动。[0005]在传动过程中，平面轮廓的螺纹接触点多，但是不能保证滚柱与丝杠(螺母)接触点处的直径保持恒定。为了获得精确的导程必须保证螺纹接触点的稳定性和精确性，滚柱和丝杠(螺母)的螺纹牙轮廓应该至少有一处为曲面。在以往的设计中，丝杠1与螺母3是具有相同头数的三角螺纹，法向(轴向)牙廓为直线；而滚柱4一般为单头螺纹，法向(轴向)牙廓为圆弧R。螺纹的齿形角α一般为90°，具体如图2(a)，(b)，(c)所示。传统的滚柱丝杠螺母啮合如图3所示。这种行星滚柱丝杠，圆弧R的曲率半径对于螺纹牙而言是固定的，这会带来在特定的螺距、规格情况下，啮合点十分靠近边缘，导致承载能力下降，甚至传动失效。发明内容[0006]为了减少在啮合过程中，发生螺纹啮合在边缘导致承载能力下降的问题。本发明提供一种具有渐开线螺纹牙廓的行星