一种重载滚柱直线导轨副.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CN109519473A(43)申请公布日2019.03.26(21)申请号201811472421.9(22)申请日2018.12.04(71)申请人宁波海迈克精密机械制造有限公司地址315800浙江省宁波市北仑区小港海天路1688号3幢1号(72)发明人韩军君戴林波舒雄辉郑兴民谷葩陆秉贤吴朝华谢学兴郑道辈(74)专利代理机构宁波奥圣专利代理事务所(普通合伙)33226代理人周珏(51)Int.Cl.F16C29/04(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种重载滚柱直线导轨副(57)摘要本发明公开了一种重载滚柱直线导轨副，其滚柱的轴向长度小于导轨平面滚道的宽度且小于滑块平面滚道的宽度，滚柱的轴向截面沿轴向长度方向的边由位于中间的直线和位于两端的过渡曲线组成，过渡曲线为能够使接触压力均匀分布的对数曲线，过渡曲线的凸度量根据相互接触的滚柱和导轨或滑块的材料常数、滚柱直线导轨副的额定动载荷、滚柱的轴向长度计算得到，优点是其消除了滚柱与滚道接触产生的滚柱两端应力集中的现象，使得承载能力和刚度得到了大幅提升，并使得使用寿命得到了延长。CN109519473ACN109519473A权利要求书1/1页1.一种重载滚柱直线导轨副，包括导轨和具有滑槽的滑块，所述的导轨嵌入所述的滑槽内，所述的导轨的两侧壁各自上下对称设置有导轨平面滚道，上下对称的两个所述的导轨平面滚道之间成90度夹角，所述的滑槽的两侧壁各自上下对称设置有滑块平面滚道，所述的滑块平面滚道与同侧相对应的所述的导轨平面滚道平行且两者之间设置有一列滚柱，所述的滑块位于所述的滑槽的两侧区域内各自上下对称设置有滚柱返向通道，每列所述的滚柱通过对应的所述的滚柱返向通道在所述的导轨与所述的滑块之间循环往复运动，其特征在于：所述的滚柱的轴向长度小于所述的导轨平面滚道的宽度且小于所述的滑块平面滚道的宽度，所述的滚柱的轴向截面沿轴向长度方向的边由位于中间的直线和位于两端的过渡曲线组成，所述的过渡曲线为能够使接触压力均匀分布的对数曲线，所述的过渡曲线的凸度量为δ，其中，δ的单位为毫米，K表示相互接触的滚柱和导轨或滑块的材料常数，K的单位为平方毫米/牛，v1表示滚柱的材料泊松比，E1表示滚柱的材料弹性模量，E1的单位为吉帕，v2表示导轨或滑块的材料泊松比，E2表示导轨或滑块的材料弹性模量，E2的单位为吉帕，Qmax表示单个滚柱所能承受的最大载荷，Qmax的单位为牛，F表示滚柱直线导轨副的额定动载荷，F的单位为牛，Lt表示滑块的长度，Lt的单位为毫米，Zt表示一列滚柱包含的滚柱的数量，Lwe表示滚柱的轴向长度，Lwe的单位为毫米，Dwe表示滚柱的直径，Dwe的单位为毫米，b表示在Qmax下滚柱与导轨平面滚道接触区的半宽，b的单位为毫米，在Qmax下滚柱与导轨平面滚道接触区的半宽与在Qmax下滚柱与滑块平面滚道接触区的半宽一致，2.根据权利要求1所述的一种重载滚柱直线导轨副，其特征在于：所述的导轨和所述的滑块及所述的滚柱的材料一致，v1＝v2，E1＝E2。3.根据权利要求2所述的一种重载滚柱直线导轨副，其特征在于：所述的导轨和所述的滑块及所述的滚柱的材料均为轴承钢，v1＝v2＝0.3，E1＝E2＝206吉帕。2CN109519473A说明书1/3页一种重载滚柱直线导轨副技术领域[0001]本发明涉及一种滚动直线导轨副，尤其是涉及一种重载滚柱直线导轨副。背景技术[0002]当今，随着重工业的发展以及机械设备主机要求的不断提高，为紧跟机械设备主机的发展潮流，滚动直线导轨副向着高刚性、重负载、高精密以及节能环保等方面发展，作为滚动直线导轨副承受负载的主关件——滚动体也从钢球(滚珠)发展成鼓型、圆柱(滚柱)等不同结构形式，以满足高刚性、重负载等性能。[0003]由于滚柱直线导轨副中的滚柱与滚道是线接触，因此静载荷相对于点接触的滚珠直线导轨副大大得到了提升。但是，又由于滚柱形状的特殊性，因此在滚柱的两端会出现边缘效应，会致使滚柱在运动过程中两端出现应力集中，进而导致疲劳损坏，影响使用寿命，所以一般滚柱的两端都有倒角曲线过渡，但是一般滚柱的两端的倒角曲线过渡并非是针对滚柱直线导轨副的使用工况而设计的，由有限元分析研究得出，如果倒角尺寸太小，则滚柱的两端仍旧会出现应力集中现象，而如果倒角尺寸太大，则会导致滚柱有限长度无法得到有效利用。因此，设计一种使用以导轨副实际工况载荷为参数设计的重载滚柱直线导轨副，具有重要的意义。发明内容[0004]本发明所要解决的技术问题是提供一种重载滚柱直线导轨副，其滚柱与滚道接触时滚柱两端不产生应力集中现象，使得承载能力和刚度得到了大幅提升，并使得使用寿命得到了延长。[0005]本发明解决