一种三级环形牙滚柱丝杠传动机构

文档序号:34972828发布日期:2023-08-01 19:00阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种三级环形牙滚柱丝杠传动机构,其特征在于,包括一级驱动丝杠、固定基座、定外壳、动外壳、示位螺钉、三级螺母、二级螺母、一级螺母、二级螺母驱动轴、输出法兰、二级螺母辅助支撑、一级螺母轴承固定环、一级保持架、二级保持架、三级保持架、环形牙滚柱、动外壳驱动环、动外壳驱动固定环、一级螺母止转盘;所述一级驱动丝杠同时具有多头外螺纹结构和中空内花键结构,螺纹的头数为ns1,螺距为p,中径为ds1;所述定外壳内部具有沿轴向的内导向结构,并开有示位槽;所述动外壳外部/内部均具有沿轴向的外/内导向结构;所述三级螺母的外部具有沿轴向的外导向结构,三级螺母一端的内部具有内环形牙结构和保持架安装槽结构,内环形牙的牙距为p,中径为dn3,三级螺母的另一端具有输出法兰安装结构;所述二级螺母的外部具有多头外螺纹结构,螺纹的头数为ns3,螺距为p,中径为ds3,二级螺母一端的内部具有内环形牙结构和保持架安装槽结构,内环形牙的牙距为p,中径为dn2,二级螺母的另一端具有滚动轴承安装结构,二级螺母的内部同时具有沿轴向的内导向结构;所述一级螺母的外部具有多头外螺纹结构,螺纹的头数为ns2,螺距为p,中径为ds2,一级螺母一端的内部具有内环形牙结构和保持架安装槽结构,内环形牙的牙距为p,中径为dn1,二级螺母一端的外部具有一级螺母止转盘安装结构,另一端具有双向角接触推力球轴承安装结构;所述二级螺母驱动轴的前段具有外花键结构,中段具有扭力杆结构,后段具有双向角接触推力球轴承安装结构和分布在最后端的外导向结构;所述二级螺母辅助支撑外部具有环形结构,内部具有滚动轴承安装结构;所述一级保持架、二级保持架和三级保持架均具有滚柱定位槽、工艺槽和截断开口结构;所述环形牙滚柱具有外环形牙结构,牙距为p,中径为dr;所述动外壳驱动环外部具有环形结构,内部具有二级螺母安装结构;所述一级螺母止转盘外部具有外导向结构,内部具有一级螺母安装结构;所述一级驱动丝杠和一级螺母之间布置有cr1个环形牙滚柱,其中滚柱外环形牙结构同时与一级驱动丝杠的多头外螺纹结构和一级螺母的内环形牙结构相啮合,环形牙滚柱个数cr1和一级驱动丝杠螺纹的头数ns1,存在cr1=ns1的关系约束;当一级驱动丝杠以ωs1的速度旋转时,便能够驱动一级螺母沿着轴向移动,且移动速度为vn1=ωs1·ns1·p/(2π);一级驱动丝杠的中空内花键结构和二级螺母驱动轴的外花键结构相配合,使得二级螺母驱动轴的转速ωs2和一级驱动丝杠相同,即ωs1=ωs2;一级螺母与一级螺母止转盘相固定,同时一级螺母止转盘的外导向结构和定外壳内部的内导向结构相配合,使得一级螺母仅能够沿轴向移动;二级螺母驱动轴和一级螺母利用双向角接触推力球轴承安装结构和一级螺母轴承固定环,通过双向角接触推力球轴承连接在一起,使得二级螺母驱动轴和一级螺母具有相同的轴向移动速度,同时二级螺母驱动轴能够相对于一级螺母旋转;所述一级螺母和二级螺母之间布置有cr2个环形牙滚柱,其中滚柱外环形牙结构同时与一级螺母的多头外螺纹结构和二级螺母的内环形牙结构相啮合,环形牙滚柱个数cr2和一级螺母的多头外螺纹结构的头数ns2,存在cr2=ns2的关系约束;当二级螺母驱动轴驱动二级螺母以ωs1=ωs2的速度旋转时,二级螺母会相对于一级螺母做轴向运动,且轴向移动速度为vn2=vn1+ωs2·ns2·p/(2π);为了保证二级螺母和一级螺母的运动方向相同,一级螺母的多头外螺纹结构的螺纹旋向和一级驱动丝杠的相反;所述二级螺母辅助支撑利用滚动轴承安装结构,通过滚动轴承和二级螺母的前端相连接;所述动外壳驱动环和二级螺母的后端相连接;所述动外壳外部的外导向结构和定外壳内部的内导向结构相配合;二级螺母通过动外壳驱动环和动外壳驱动固定环使得动外壳和二级螺母同步做轴向运动;所述二级螺母和三级螺母之间布置有cr3个环形牙滚柱,其中滚柱外环形牙结构同时与二级螺母的多头外螺纹结构和三级螺母的内环形牙结构相啮合,环形牙滚柱个数cr3和二级螺母的多头外螺纹结构的头数ns3,存在cr3=ns3的关系约束;所述三级螺母的外导向结构和动外壳的内导向结构相配合,约束了三级螺母的转动,保证其只能够沿着轴向移动;所述二级螺母的多头外螺纹结构具有与一级驱动丝杠相同的旋向;当二级螺母以ωs1=ωs2的速度旋转时,三级螺母相对于二级螺母轴向移动,且移动速度为vn3=vn2+ωs2·ns3·p/(2π);所述二级螺母辅助支撑的外环形结构和三级螺母内圆面相接触,并且与三级螺母存在相对滑动;所述输出法兰固定在三级螺母上,输出速度为vn3=ωs1·(ns3+ns2+ns1)·p/(2π)。

2.一种如权利要求1所述的三级环形牙滚柱丝杠传动机构,其特征在于,所述各级螺母之间采用环形牙滚柱作为运动和受力传动元件,且安装在不同级螺母之间环形牙滚柱的直径全部相同、部分相同或者全部不同。

3.一种如权利要求1所述的三级环形牙滚柱丝杠传动机构,其特征在于,所述一级驱动丝杠和一级螺母的多头外螺纹结构应具有相同的导程。

4.一种如权利要求1所述的三级环形牙滚柱丝杠传动机构,其特征在于,所述一级驱动丝杠、一级螺母和二级螺母的多头外螺纹结构螺距全部相同、部分相同或者全部不同。

5.一种如权利要求1所述的三级环形牙滚柱丝杠传动机构,其特征在于,所述一级驱动丝杠1为中空结构,具体包含有外花键结构1-1,锁紧螺纹结构1-2、轴承安装结构1-3、定位轴肩结构1-4、多头外螺纹结构1-5和内花键结构1-6;

6.一种如权利要求5所述三级环形牙滚柱丝杠传动机构的安装方法,其特征在于,包括如下步骤:


技术总结
本发明提供了一种三级环形牙滚柱丝杠传动机构,包括一级驱动丝杠、固定基座、定外壳、动外壳、示位螺钉、三级螺母、二级螺母、一级螺母、二级螺母驱动轴、输出法兰、二级螺母辅助支撑、一级螺母轴承固定环、一级保持架、二级保持架、三级保持架、环形牙滚柱、动外壳驱动环、动外壳驱动固定环、一级螺母止转盘。各级螺母之间采用环形牙滚柱作为运动和受力传动元件,且安装在不同级螺母之间环形牙滚柱的直径可以全部相同、部分相同或者全部不同。在完全缩回状态时,各级环形牙滚柱处于相同的轴向位置,各级螺母的轴线相重合。相比于基于滚珠丝杠的多级传动机构,本发明无“回珠器”结构,特别适应于有限安装空间下的大行程、大推力、高动态精密传动需求。

技术研发人员:付晓军,刘更,李欣,马尚君
受保护的技术使用者:西北工业大学
技术研发日:
技术公布日:2024/1/13
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