微小导程差动式行星滚柱丝杠、装配工装以及装配方法与流程

1.本发明涉及滚柱丝杠领域，具体涉及微小导程差动式行星滚柱丝杠、装配工装以及装配方法。


背景技术：

2.差动式行星滚柱丝杠的结构主要由丝杠，滚柱，螺母，保持架组成，现有差动式行星滚柱丝杠的滚柱的螺牙为环槽，螺母的螺牙也为环槽，也就是说差动式行星滚柱丝杠的滚柱，螺母上的螺牙的螺旋升角为0，为一个个的环齿，这样的结构会产生差动效应。通过合理的滚柱中径，丝杠中径的设计，可以使得总成的导程＜丝杠的导程，也就是会产生差动效应。但是这种差动效应有限，一般情况下，只能降低25%左右的导程，例如丝杠导程为1mm，那总成的导程一般是0.75mm。如果需要更小的导程，例如0.1mm，0.05mm这样的微小导程，目前的结构就达不到。


技术实现要素：

3.本发明针对上述问题，提出了微小导程差动式行星滚柱丝杠、装配工装以及装配方法。
4.本发明采取的技术方案如下：一种微小导程差动式行星滚柱丝杠，包括螺母、丝杠、保持架以及滚柱，所述丝杠穿设在螺母中，所述滚柱有多个且位于丝杠和螺母之间，所述保持架安装在螺母上，与各滚柱配合，所述螺母的内侧壁具有第一环齿区，所述丝杠的外侧壁具有第一螺旋齿区，所述滚柱的外侧壁具有第二环齿区和第二螺旋齿区，所述滚柱的第二环齿区与螺母的第一环齿区啮合，所述滚柱的第二螺旋齿区与所述丝杠的第一螺旋齿区啮合。
5.本技术滚柱与螺母啮合部分，依旧采用环齿结构，可以保证滚柱与螺母的轴向位移为0；滚柱与丝杠配合部分不再采用环齿结构而是采用螺旋齿结构，相对于现有差动式行星滚柱丝杠而言， 降低了导程，使得应用范围拓宽至微小导程领域。
6.现有差动式行星滚柱丝杠如果需要达到微小导程，只能降低丝杠的导程，随着丝杠导程的下降，螺牙齿厚也会随之降低，会造成很大的加工难度，同时也会降低螺牙的强度，降低差动式行星滚柱丝杠总成的承载能力。而本技术中，由于合理的啮合原理，本发明的丝杠，螺母，滚柱的螺距可以保持在一个常规的范围（＞1mm），可以降低丝杠，滚柱，螺母的加工难度，同时也可以很好的保证螺牙强度和总成的承载能力，承载能力可以与常规的差动式行星滚柱丝杠保持一致。
7.本技术所说的微小导程指的是小于常规的导程，比如小于0.75mm，进一步的，比如小于0.1mm。
8.于本发明其中一实施例中，所述丝杠的第一螺旋齿区的螺旋线的旋向与所述 滚柱的第二螺旋齿区的螺旋线的旋向相反，以达到进一步降低导程的作用，达到可以接近0的导程。
9.于本发明其中一实施例中，所述第二环齿区有两个，所述第二螺旋齿区位于两个第二环齿区之间，所述第一环齿区有两个，两个第一环齿区和两个第二环齿区一一对应啮合。这样设置能够保证更好的受力效果和可靠性。
10.于本发明其中一实施例中，所述保持架具有供丝杠穿过的避让孔以及多个供所述滚柱的端部穿过的定位孔，所述保持架有两组，分别内套在所述螺母的两端。
11.于本发明其中一实施例中，所述滚柱至少一个端部具有第一定位结构。
12.滚柱与丝杠啮合为螺旋齿啮合，因此滚柱与丝杠的相对位置关系需要严格保证，通过在滚柱的端部设置第一定位结构，方便在装配时与对应工装配合，保证滚柱的位置准确。
13.于本发明其中一实施例中，所述螺母内具有限位凸部，所述保持架的一端与限位凸部配合；微小导程差动式行星滚柱丝杠还包括安装在所述螺母上的防脱件，所述防脱件与保持架配合，使保持架限定在限位凸部和防脱件之间，防止防脱件向螺母外侧脱离。
14.实际运用时防脱件可以采用多种结构，比如与螺母固定的结构件。于本发明其中一实施例中，所述防脱件为设置在螺母内的卡簧。
15.本技术还公开了一种装配工装，用于装配上文所述的微小导程差动式行星滚柱丝杠，所述装配工装包括本体，本体的一侧具有保持柱，所述保持柱上具有与滚柱配合的保持凹槽，本体上还具有绕保持柱轴线间隔分布的第二定位结构，所述第二定位结构用于与滚柱的第一定位结构配合，限定滚柱的周向位置。
16.使用时，装配工装的保持柱插入螺母内部，使滚柱与对应的保持凹槽对应，通过保持凹槽来保持滚柱与螺母的相对位置（此时滚柱能够绕自身轴线转动），转动滚柱，当滚柱转动至第二定位结构与滚柱的第一定位结构相对应时，此时滚柱被定位住，不能再进行转动，此时可以将丝杠旋入，保证丝杠与各滚柱准确啮合。
17.实际运用时，优选的，保持凹槽为圆弧形。
18.于本发明其中一实施例中，所述本体具有用于伸入螺母内部的凸台，所述第二定位结构位于所述凸台上；所述第一定位结构为设置在滚柱端面上的定位槽，所述第二定位结构为定位块，或者是，所述第一定位结构为设置在滚柱端面上的定位块，所述第二定位结构为定位槽。
19.设置插入螺母的凸台，方便装配工工装的自身定位，保证保持柱位于螺母中部。
20.本技术还公开了一种微小导程差动式行星滚柱丝杠的装配方法，用于装配上文所述的微小导程差动式行星滚柱丝杠，所述滚柱的一个端部具有第一定位结构，所述装配方法包括以下步骤：将各滚柱未设置第一定位结构的一端插入第一个保持架，将第一个保持架和第一个卡簧安装在螺母中；将装配工装装入螺母，使保持柱的保持凹槽与对应的滚柱配合，来保持滚柱与螺母的相对位置；使装配工装位置朝下，然后旋转滚柱，使滚柱的第一定位结构与装配工装上的第二定位结构对齐，滚柱下移后周向定位住；将丝杠拧入，使丝杠与所有的滚柱都形成啮合关系；
移出装配工装，然后将第二个保持架和第二个卡簧装入螺母中。
21.本发明的有益效果是：本技术滚柱与丝杠配合部分不再采用环齿结构而是采用螺旋齿结构，相对于现有差动式行星滚柱丝杠而言，降低了导程，使得应用范围拓宽至微小导程领域。
附图说明
22.图1是微小导程差动式行星滚柱丝杠的剖视图；图2是隐藏螺母后微小导程差动式行星滚柱丝杠的主视图；图3是微小导程差动式行星滚柱丝杠的爆炸图；图4是装配工装的示意图；图5是装配方法步骤1的示意图；图6是装配方法步骤3的示意图；图7是微小导程差动式行星滚柱丝杠的结构示意图。
23.图中各附图标记为：1、螺母；11、第一环齿区；12、限位凸部；2、丝杠；21、第一螺旋齿区；3、保持架；31、避让孔；32、定位孔；4、滚柱；41、第二环齿区；42、第二螺旋齿区；43、第一定位结构；5、防脱件；6、装配工装；61、本体；62、保持柱；621、保持凹槽；63、凸台；631、第二定位结构。
24.具体实施方式
25.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
26.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
27.在本技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
28.下面结合各附图，对本发明做详细描述。
29.如图1、2、3和7所示，一种微小导程差动式行星滚柱丝杠，包括螺母1、丝杠2、保持架3以及滚柱4，所述丝杠2穿设在螺母1中，所述滚柱4有多个且位于丝杠2和螺母1之间，所述保持架3安装在螺母1上，与各滚柱4配合，所述螺母1的内侧壁具有第一环齿区11，所述丝杠2的外侧壁具有第一螺旋齿区21，所述滚柱4的外侧壁具有第二环齿区41和第二螺旋齿区42，所述滚柱4的第二环齿区41与螺母1的第一环齿区11啮合，所述滚柱4的第二螺旋齿区42
与所述丝杠2的第一螺旋齿区21啮合。
30.本技术滚柱4与螺母1啮合部分，依旧采用环齿结构，可以保证滚柱4与螺母1的轴向位移为0；滚柱4与丝杠2配合部分不再采用环齿结构而是采用螺旋齿结构，相对于现有差动式行星滚柱4丝杠2而言， 降低了导程，使得应用范围拓宽至微小导程领域。
31.现有差动式行星滚柱4丝杠2如果需要达到微小导程，只能降低丝杠2的导程，随着丝杠2导程的下降，螺牙齿厚也会随之降低，会造成很大的加工难度，同时也会降低螺牙的强度，降低差动式行星滚柱4丝杠2总成的承载能力。而本技术中，由于合理的啮合原理，本发明的丝杠2，螺母1，滚柱4的螺距可以保持在一个常规的范围（＞1mm），可以降低丝杠2，滚柱4，螺母1的加工难度，同时也可以很好的保证螺牙强度和总成的承载能力，承载能力可以与常规的差动式行星滚柱4丝杠2保持一致。
32.本技术所说的微小导程指的是小于常规的导程，比如小于0.75mm，进一步的，比如小于0.1mm。
33.本实施例中，所述丝杠2的第一螺旋齿区21的螺旋线的旋向与所述滚柱4的第二螺旋齿区42的螺旋线的旋向相反，以达到进一步降低导程的作用，达到可以接近0的导程。
34.第一螺旋齿区21如果为左旋螺纹，那第二螺旋齿区42就为右旋螺纹，第一螺旋齿区21如果为右旋螺纹，那第二螺旋齿区42就为左旋螺纹；滚柱4与丝杠2啮合部分的螺距与丝杠2的螺距需要保持一致，滚柱4与螺母1啮合部分的螺距需要和螺母1保持一致，丝杠2的螺距和螺母1的螺距可以不一致。
35.如图1、2和3所示，本实施例中，所述第二环齿区41有两个，所述第二螺旋齿区42位于两个第二环齿区41之间，所述第一环齿区11有两个，两个第一环齿区11和两个第二环齿区41一一对应啮合。这样设置能够保证更好的受力效果和可靠性。
36.如图1所示，本实施例中，所述保持架3具有供丝杠2穿过的避让孔31以及多个供所述滚柱4的端部穿过的定位孔32，所述保持架3有两组，分别内套在所述螺母1的两端。
37.如图5所示，本实施例中，所述滚柱4的端部具有第一定位结构43。实际运用时还可以两端均设置。
38.滚柱4与丝杠2啮合为螺旋齿啮合，因此滚柱4与丝杠2的相对位置关系需要严格保证，通过在滚柱4的端部设置第一定位结构43，方便在装配时与对应工装配合，保证滚柱4的位置准确。
39.如图1所示，本实施例中，所述螺母1内具有限位凸部12，所述保持架3的一端与限位凸部12配合；微小导程差动式行星滚柱丝杠还包括安装在所述螺母1上的防脱件5，所述防脱件5与保持架3配合，使保持架3限定在限位凸部12和防脱件5之间，防止防脱件5向螺母1外侧脱离。
40.实际运用时防脱件5可以采用多种结构，比如与螺母1固定的结构件。本实施例中，所述防脱件5为设置在螺母1内的卡簧。
41.由于滚柱4与丝杠2啮合是螺旋齿啮合，在装配的过程中，滚柱4有一个应该的位置关系，如果滚柱4的自生位置不准确，就会导致与丝杠2的螺旋齿干涉，导致丝杠2无法拧入，不能完成装配。为保证正常的装配，本实施例采用具有与各滚柱4的第一定位结构43位置一致的第二定位结构631的装配工装6进行装配，以此来确定滚柱4的装配位置，达到装配的目
的。如图4所示，本实施例的装配工装6，包括本体61，本体61的一侧具有保持柱62，所述保持柱62上具有与滚柱4配合的保持凹槽621，本体61上还具有绕保持柱62轴线间隔分布的第二定位结构631，所述第二定位结构631用于与滚柱4的第一定位结构43配合，限定滚柱4的周向位置。
42.使用时，装配工装6的保持柱62插入螺母1内部，使滚柱4与对应的保持凹槽621对应，通过保持凹槽621来保持滚柱4与螺母1的相对位置（此时滚柱4能够绕自身轴线转动），转动滚柱4，当滚柱4转动至第二定位结构631与滚柱4的第一定位结构43相对应时，此时滚柱4被定位住，不能再进行转动，此时可以将丝杠2旋入，保证丝杠2与各滚柱4准确啮合。
43.本实施例中，优选的，保持凹槽621为圆弧形。
44.本实施例中，所述本体61具有用于伸入螺母1内部的凸台63，所述第二定位结构631位于所述凸台63上。设置插入螺母1的凸台63，方便装配工工装的自身定位，保证保持柱62位于螺母1中部。
45.本实施例中，所述第一定位结构43为设置在滚柱4端面上的定位槽，所述第二定位结构631为定位块。于其他实施例中，所述第一定位结构43可以为设置在滚柱4端面上的定位块，所述第二定位结构631可以为定位槽。
46.本实施例还公开了一种通过本实施例装配工装6来装配本实施例微小导程差动式行星滚柱丝杠的装配方法，包括以下步骤：1、将各滚柱4未设置第一定位结构43的一端插入第一个保持架3，将第一个保持架3和第一个卡簧安装在螺母1中；2、将装配工装6装入螺母1，使保持柱62的保持凹槽621与对应的滚柱4配合，来保持滚柱4与螺母1的相对位置；3、使装配工装6位置朝下，然后旋转滚柱4，使滚柱4的第一定位结构43与装配工装6上的第二定位结构631对齐（定位槽与定位块对齐），滚柱4在自身重力作用下能够下移，下移后滚柱4周向定位住；4、将丝杠2拧入，使丝杠2与所有的滚柱4都形成啮合关系；5、移出装配工装6，然后将第二个保持架3和第二个卡簧装入螺母1中。
47.以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此即限制本发明的专利保护范围，凡是运用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的保护范围内。