一种高速重载滚珠丝杠副

摘要

本发明公开了一种高速重载滚珠丝杠副，包括丝杠轴、螺母和至少两个循环装置，丝杠轴的外表面与螺母的内表面之间设置有滚珠螺旋槽，滚珠螺旋槽中布置有多个钢球，相邻的两个钢球之间布置有隔离圈，特点是循环装置沿丝杠轴的轴线依次分布且分别插接在螺母上相对称的两侧，循环装置外套有压盖，压盖与螺母固定连接；优点是使钢球在该循环装置内部的循环曲线得到优化，消除了钢球在循环装置内运动过程中的速度突变点，使钢球运动更加流畅，提高了钢球绕丝杠轴线公转的极限速度，进一步增大了滚珠丝杠副的DN值，使得滚珠丝杠副可适用于高速重载领域。

主权项

一种高速重载滚珠丝杠副，包括丝杠轴、螺母和至少两个循环装置，所述的丝杠轴的外表面与所述的螺母的内表面之间设置有滚珠螺旋槽，所述的滚珠螺旋槽中布置有多个钢球，相邻的两个钢球之间布置有隔离圈，所述的循环装置沿所述的丝杠轴的轴线依次分布且分别插接在所述的螺母上相对称的两侧，所述的循环装置外套有压盖，所述的压盖与所述的螺母固定连接，所述的循环装置包括循环主体，所述的循环主体的两端分别固定设置有沿循环主体的中心点对称的插脚，所述的插脚包括舌口部和挡球部，所述的挡球部的长度大于所述的舌口部的长度，所述的挡球部位于所述的舌口部的外侧，所述的舌口部设置有半圆形的舌口进球腔，所述的舌口进球腔的进口处半径小于滚珠丝杠副中钢球的半径，所述的挡球部设置有半圆形的挡球进球腔，所述的挡球进球腔的半径大于滚珠丝杠副中钢球的半径，所述的舌口进球腔和所述的挡球进球腔共同组成一个钢球进球腔，所述的循环主体与所述的插脚的连接处、所述的舌口部的外表面、所述的挡球部的外表面分别设置有凹陷，其特征在于所述的循环主体内设置有钢球通道，所述的钢球通道和两端的钢球进球腔共同组成钢球的循环通道，所述的循环通道的横截面为圆且横截面半径与所述的挡球进球腔的半径相等，所述的循环通道的中心线为钢球球心的运动轨迹，即为钢球的循环曲线，所述的循环曲线沿所述的循环主体的中心点对称，所述的循环曲线从钢球进球腔至中心点依次由螺旋线延伸段、桥接曲线段、圆角段和直线段组成，所述的螺旋线延伸段由关系式$\left\{\begin{array}{c}x=x\\ y=\frac{L}{2\pi }(\frac{\pi }{2}+\arccos \frac{2x}{d_0})\\ z=\frac{d_0}{2}\cos (\frac{\pi }{2}+\arccos \frac{2x}{d_0})\end{array}\right.$确定，其中：(x，y，z)表示循环曲线上点的坐标，L表示滚珠丝杠副的导程，d₀表示滚珠丝杠副中丝杆的公称直径；所述的桥接曲线段由XOZ面内的投影关系式(x‑x₀)²+(z‑z₀)²＝R₁²和XOY面内的投影关系式共同确定，其中：(x₀，z₀)表示桥接曲线段在XOZ面内的投影圆心，R₁表示桥接曲线段在XOZ面内的投影的半径；所述的圆角段由X′OZ面内的投影关系式(x'‑x'₁)²+(z‑z₁)²＝R₂²和XOY面内的投影关系式y＝ctgα·x、共同确定，其中：X′OZ面由XOZ面绕Z轴旋转α°后得到，α表示XOZ面绕Z轴旋转的角度，(x'₁，z₁)表示圆角段在X′OZ面内的投影圆心，(x'，z)表示在X′OZ面内的投影上的点，R₂表示圆角段在X′OZ面内的投影的半径，(x₂，y₂)表示在XOY面内的圆角段投影的起始点，n表示向上取整后的循环圈数；所述的直线段由XOZ面内的投影关系式z＝常数A和XOY面内的投影关系式y＝ctgα·x共同确定，其中常数A由滚珠丝杠副上的螺母的最大安装外径决定。