一種外循環交叉滾子絲桿副及使用方法與流程

本發明涉及機械傳動技術領域，尤其涉及一種外循環交叉滾子絲桿副及使用方法。

背景技術：
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滾珠絲桿是工具機械和精密機械上最常使用的傳動元件，其主要功能是將旋轉運動轉換成線性運動，或將扭矩轉換成軸向反復作用力，同時兼具高精度、可逆性和高效率的特點。由于具有很小的摩擦阻力，滾珠絲杠被廣泛應用于各種工業設備和精密儀器。它的重要意義就是將軸承從滑動動作變成滾動動作。

當前市場上現有的滾珠絲杠安裝在螺母外徑上的外循環導向管大多數都為安排在螺母同一側的布局結構，這種結構的滾珠絲杠在一般的傳動領域使用非常普遍；但如果簡單地使用到電動注塑機領域中，由于受到軸向的重負荷和頻繁往復以及安裝空間有限等條件的制約就顯得過于牽強和落伍。當然，隨著滾珠絲杠的設計及其制造發展，近幾年日本NSK公司在電動注塑機技術應用中推出了安裝在螺母外周面上的外循環導向管錯位180°對稱布局的滾珠絲杠，這類滾珠絲杠對承載軸向重負荷起到良好負荷均載的效果；但由于該結構系列滾珠絲杠的外循環導向管是固定的180°錯位布局，從理論上分析還不能完全真正達到負荷均衡化的目的；尤其當外循環導向管數量大于或等于3的奇數時候，并且在圈數不變的情況下就無法以簡單的對稱布局方式來實現載荷均衡的目的；譬如外循環導向管數量為5或 7或9個時就無法實現真正的負荷均載。

傳統的滾珠絲桿是用鋼球在滾道里面循環滾動，其軸向的載荷比較低。

技術實現要素：
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為了解決上述問題，本發明提供了一種結構原理簡單，具有比滾珠絲桿數倍的動、靜載荷能力，以及更高的精度保持性，可以廣泛應用在重載荷機械設備、伺服壓力機械、伺服推桿等領域的技術方案：

一種外循環交叉滾子絲桿副及使用方法，主要包括絲桿和絲桿螺母、圓柱滾子，絲桿的外周面上設有螺旋狀的外溝槽，絲桿螺母的內周面上設有與絲桿外溝槽對稱設置的內溝槽，若干個圓柱滾子套接在絲桿和絲桿螺母之間，并通過外循環滾子導管形成封閉的滾道，外循環滾子導管由導管壓板固定在絲桿螺母上，絲桿螺母的兩端分別安裝有密封圈。

作為優選，絲桿的外溝槽是90度三角型，絲桿螺母的內溝槽是90度三角型，且絲桿的外溝槽與絲桿螺母的內溝槽相匹配。

作為優選，外循環滾子導管沿著絲桿螺母外周面螺旋式上升均等分布，外循環滾子導管的兩端部伸入到絲桿螺母內并與封閉的滾道接通。

作為優選，圓柱滾子之間相互成90度交叉排列，且每兩相鄰的圓柱滾子之間均設有滾子保持器。

作為優選，絲桿螺母的外圓周面為中間高、兩端低的臺階狀，絲桿螺母外圓周面的大徑軸段和小徑軸段連接處形成臺階面。

作為優選，外循環滾子導管內孔的橫截面是正方型。

作為優選，其使用方法主要包括以下步驟：

A、絲桿旋轉時，在絲杠和絲桿螺母之間的封閉的滾道中的圓柱滾子在絲杠的旋轉推動下沿著滾道滾動推著前面滾子保持器向前運動；

B、圓柱滾子在與絲桿螺母固定連接的外循環滾子導管的制約下依次進入和通過外循環滾子導管；

C、絲桿受到軸向載荷，絲桿螺母外周面螺旋式上升的均等排列結構將絲桿所受負荷均衡化分布；

D、通過交叉排列的圓柱滾子使得絲桿螺母和絲桿之間沿著螺旋滾道形成滾動移動，并承載軸向和徑向力，保持更高的精度。

本發明的有益效果在于：

(1)本發明結構原理簡單，運用了交叉滾子結構，區別于傳統的鋼球滾珠絲桿，在同等絲桿直徑時，具有比滾珠絲桿數倍的動、靜載荷能力，以及更高的精度保持性，可以廣泛應用在重載荷機械設備、伺服壓力機械、伺服推桿等領域。

(2)本發明在圓柱滾子與封閉的滾道之間留有間隙，間隙便于圓柱滾子移動，減少圓柱滾子與滾道之間的摩擦，提高了絲杠的使用壽命。

附圖說明：

圖1為本發明的結構爆炸圖；

圖2為本發明的主視圖；

圖3為本發明的后視圖；

圖4為本發明的A-A向截面圖。

具體實施方式：

為使本發明的發明目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明的實施方式作進一步地詳細描述。

如圖1-4所示，一種外循環交叉滾子絲桿副及使用方法，主要包括絲桿1和絲桿螺母2、圓柱滾子3，所述絲桿1的外周面上設有螺旋狀的外溝槽，所述絲桿螺母2的內周面上設有與絲桿1外溝槽對稱設置的內溝槽，若干個圓柱滾子3套接在所述絲桿1和所述絲桿螺母2之間，并通過外循環滾子導管4形成封閉的滾道，在圓柱滾子3與封閉的滾道之間留有間隙，間隙便于圓柱滾子移動，減少圓柱滾子與滾道之間的摩擦，提高了絲杠的使用壽命，所述外循環滾子導管4由導管壓板5固定在所述絲桿螺母2上，外循環滾子導管4內孔的橫截面是正方型，所述絲桿螺母2的兩端分別安裝有密封圈6。

絲桿1的外溝槽是90度三角型，所述絲桿螺母2的內溝槽是90度三角型，且絲桿1的外溝槽與絲桿螺母2的內溝槽相匹配，圓柱滾子3之間相互成90度交叉排列，且每兩相鄰的圓柱滾子3之間均設有滾子保持器，外循環滾子導管4沿著絲桿螺母2外周面螺旋式上升均等分布，所述外循環滾子導管4的兩端部伸入到絲桿螺母2內并與封閉的滾道接通。

其使用方法主要包括以下步驟：

A、絲桿1旋轉時，在絲杠1和絲桿螺母2之間的封閉的滾道中的圓 柱滾子3在絲杠1的旋轉推動下沿著滾道滾動推著前面滾子保持器向前運動；

B、圓柱滾子3在與絲桿螺母2固定連接的外循環滾子導管4的制約下依次進入和通過外循環滾子導管4；

C、絲桿1受到軸向載荷，絲桿螺母2外周面螺旋式上升的均等排列結構將絲桿所受負荷均衡化分布；

D、通過交叉排列的圓柱滾子3使得絲桿螺母2和絲桿1之間沿著螺旋滾道形成滾動移動，并承載軸向和徑向力，保持更高的精度。

另外，本實施例中，所述絲桿螺母2的外圓周面為中間高、兩端低的臺階狀，所述絲桿螺母2外圓周面的大徑軸段和小徑軸段連接處形成臺階面。方便絲桿螺母2上加工形成內圈滾道，保證絲桿螺母2的使用強度，同時方便傳動皮帶輪的裝配。

當絲桿1受到軸向載荷時，在外循環滾子導管4內的圓柱滾子3只承受很小的負荷，而真正的負荷是由在絲桿螺母2和絲桿1的封閉的滾道中的圓柱滾子3來承受，這樣就形成負荷不均衡，采用絲桿螺母2外周面螺旋式上升的均等排列結構來實現絲桿1負荷分布的均衡化，通過交叉排列的圓柱滾子3使得絲桿螺母2和絲桿1之間沿著螺旋滾道形成滾動移動，并承載軸向和徑向力。且在同等絲桿直徑時，具有比滾珠絲桿數倍的動、靜載荷能力，以及更高的精度保持性。

本發明的有益效果在于：本發明結構原理簡單，運用了交叉滾子結構，區別于傳統的鋼球滾珠絲桿，在同等絲桿直徑時，具有比滾珠絲桿數倍的動、靜載荷能力，以及更高的精度保持性，可以廣泛應用 在重載荷機械設備、伺服壓力機械、伺服推桿等領域；在圓柱滾子與封閉的滾道之間留有間隙，間隙便于圓柱滾子移動，減少圓柱滾子與滾道之間的摩擦，提高了絲杠的使用壽命。

上述實施例只是本發明的較佳實施例，并不是對本發明技術方案的限制，只要是不經過創造性勞動即可在上述實施例的基礎上實現的技術方案，均應視為落入本發明專利的權利保護范圍內。