導(dǎo)程運(yùn)動(dòng)可控的行星滾柱絲杠的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種導(dǎo)程運(yùn)動(dòng)可控的行星滾柱絲杠，包括絲杠、螺母、滾柱、內(nèi)齒圈、行星架和運(yùn)動(dòng)輸入元件；內(nèi)齒圈和行星架均設(shè)有兩個(gè)；兩個(gè)內(nèi)齒圈分別固定在螺母的內(nèi)孔的兩端，內(nèi)齒圈的內(nèi)孔靠?jī)?nèi)的一端設(shè)有內(nèi)齒；兩個(gè)行星架的內(nèi)端分別安裝在兩個(gè)內(nèi)齒圈的內(nèi)孔靠外的一端內(nèi)；兩個(gè)行星架的外端分別安裝一個(gè)運(yùn)動(dòng)輸入元件，或者其中一個(gè)行星架的外端安裝一個(gè)運(yùn)動(dòng)輸入元件；滾柱設(shè)有若干個(gè)，滾柱的中部設(shè)有同時(shí)與絲杠及螺母螺紋連接的螺紋段，螺紋段的兩端設(shè)有分別與兩個(gè)內(nèi)齒圈的內(nèi)齒嚙合的外齒。本發(fā)明通過(guò)安裝運(yùn)動(dòng)輸入元件，使得行星架成為一個(gè)可以輸入、輸出或控制運(yùn)動(dòng)的零件，通過(guò)行星架輸入、輸出或控制滾柱的運(yùn)動(dòng)，達(dá)到導(dǎo)程控制和運(yùn)動(dòng)形式控制的目的。
【專利說(shuō)明】導(dǎo)程運(yùn)動(dòng)可控的行星滾柱絲杠
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種導(dǎo)程運(yùn)動(dòng)可控的行星滾柱絲杠。
【背景技術(shù)】
[0002]行星滾柱絲杠是近年來(lái)國(guó)際高端裝備上使用的一種將行星傳動(dòng)、螺旋傳動(dòng)結(jié)合在一起的新型的螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其運(yùn)動(dòng)原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)綜合了行星齒輪、螺旋機(jī)構(gòu)、滾珠絲杠和滾針軸承等的運(yùn)動(dòng)原理或結(jié)構(gòu)，使其具備了與滾珠絲杠相比“承載大、壽命長(zhǎng)、速度快、導(dǎo)程寬”等顯著優(yōu)點(diǎn)。運(yùn)動(dòng)形式和結(jié)構(gòu)類似的行星滾柱絲杠有標(biāo)準(zhǔn)型、緊湊型、循環(huán)型、環(huán)齒型、定軸型等多種形式，獲得了很多應(yīng)用。但是，這些應(yīng)用和運(yùn)動(dòng)形式仍然只局限于原始的摩擦副的絲杠螺母運(yùn)動(dòng)形式或應(yīng)用功能，即:a、絲杠旋轉(zhuǎn)、螺母限制旋轉(zhuǎn)，則螺母按設(shè)計(jì)的導(dǎo)程走直線運(yùn)動(dòng)山、螺母旋轉(zhuǎn)、絲杠限制旋轉(zhuǎn)，則絲杠按設(shè)計(jì)的導(dǎo)程走直線運(yùn)動(dòng)。其運(yùn)動(dòng)形式和應(yīng)用沒(méi)有突破原始摩擦副的絲杠螺母的范疇，導(dǎo)程也只能完全受限于原始的設(shè)計(jì)與制造。
[0003] 申請(qǐng)人:運(yùn)用機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)原理分析發(fā)現(xiàn)，造成上述各種現(xiàn)象的根本原因是原有“行星滾柱絲杠”中的“行星架”這個(gè)關(guān)鍵零件的運(yùn)動(dòng)沒(méi)有受到控制所致。根據(jù)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)原理，一方面，在上述的“行星滾柱絲杠”的機(jī)構(gòu)中，滾柱可以有自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)兩個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度，而且這兩個(gè)自由度根據(jù)行星架的運(yùn)動(dòng)形式作相應(yīng)的變化，即行星架固定則滾柱作只有一個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，行星架轉(zhuǎn)動(dòng)則滾柱作既有自轉(zhuǎn)又有公轉(zhuǎn)的行星運(yùn)動(dòng)；另一方面，在上述的“行星滾柱絲杠”的機(jī)構(gòu)中，行星架只是作為維持各個(gè)滾柱平穩(wěn)運(yùn)行的輔助零件，沒(méi)有考慮行星架可以輸入一個(gè)運(yùn)動(dòng)，從而利用滾柱可以有兩個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度能實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的合成這個(gè)關(guān)鍵特性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種導(dǎo)程運(yùn)動(dòng)可控的行星滾柱絲杠，具有導(dǎo)程可控、運(yùn)動(dòng)形式可控的優(yōu)點(diǎn)。
[0005]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是:導(dǎo)程運(yùn)動(dòng)可控的行星滾柱絲杠，包括絲杠、螺母、滾柱、內(nèi)齒圈、行星架和運(yùn)動(dòng)輸入元件；所述絲杠設(shè)有外螺紋；所述螺母設(shè)有內(nèi)螺紋；所述內(nèi)齒圈和行星架均設(shè)有兩個(gè)；所述兩個(gè)內(nèi)齒圈分別固定在螺母的內(nèi)孔的兩端，內(nèi)齒圈的內(nèi)孔靠?jī)?nèi)的一端設(shè)有內(nèi)齒；所述兩個(gè)行星架的內(nèi)端分別安裝在兩個(gè)內(nèi)齒圈的內(nèi)孔靠外的一端內(nèi)；所述兩個(gè)行星架的外端分別安裝一個(gè)運(yùn)動(dòng)輸入元件，或者其中一個(gè)行星架的外端安裝一個(gè)運(yùn)動(dòng)輸入元件；所述滾柱設(shè)有若干個(gè)，若干個(gè)滾柱的兩端分別置于兩個(gè)行星架內(nèi)，并位于絲杠與螺母之間；所述滾柱的中部設(shè)有同時(shí)與絲杠及螺母螺紋連接的螺紋段，螺紋段的兩端設(shè)有分別與兩個(gè)內(nèi)齒圈的內(nèi)齒嚙合的外齒。
[0006]所述內(nèi)齒圈的內(nèi)孔靠外的一端設(shè)有環(huán)形凹槽；所述環(huán)形凹槽內(nèi)設(shè)有卡圈；所述行星架被卡圈限位在內(nèi)齒圈內(nèi)；所述行星架與卡圈接觸的部位設(shè)有倒角。
[0007]所述運(yùn)動(dòng)輸入元件為帶有外齒的齒圈。[0008]采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有以下的有益效果:(1)本發(fā)明在兩個(gè)行星架的外端分別安裝一個(gè)運(yùn)動(dòng)輸入元件，或者其中一個(gè)行星架的外端安裝一個(gè)運(yùn)動(dòng)輸入元件，使得行星架成為一個(gè)可以輸入、輸出或控制運(yùn)動(dòng)的零件，通過(guò)行星架輸入、輸出或控制滾柱的運(yùn)動(dòng)，達(dá)到導(dǎo)程控制和運(yùn)動(dòng)形式控制的目的。
[0009](2)本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)輸入元件為帶有外齒的齒圈，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，方便輸入、輸出或控制運(yùn)動(dòng)。
[0010](3)本發(fā)明的行星架被卡圈限位在內(nèi)齒圈內(nèi)，這種結(jié)構(gòu)安裝拆卸都比較方便。
[0011](4)本發(fā)明一方面，能夠?qū)崿F(xiàn)導(dǎo)程的任意變化，從而滿足導(dǎo)程需要經(jīng)常變化或者導(dǎo)程特別微小的場(chǎng)合；另一方面，將原來(lái)只能使旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)的功能，擴(kuò)展到了可以實(shí)現(xiàn)很多以前從來(lái)沒(méi)有的運(yùn)動(dòng)形式，比如在一個(gè)簡(jiǎn)單機(jī)構(gòu)中實(shí)現(xiàn)“旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)加直線運(yùn)動(dòng)”
坐寸ο
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚地理解，下面根據(jù)具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，其中
[0013]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]附圖中的標(biāo)號(hào)為:
[0015]絲杠1、螺母2、滾柱3、內(nèi)齒圈4、行星架5、卡圈6、運(yùn)動(dòng)輸入元件7。
【具體實(shí)施方式】
[0016](實(shí)施例1)
[0017]見(jiàn)圖1，本實(shí)施例的導(dǎo)程運(yùn)動(dòng)可控的行星滾柱絲杠，包括絲杠1、螺母2、滾柱3、內(nèi)齒圈4、行星架5、卡圈6和運(yùn)動(dòng)輸入元件7。
[0018]絲杠I設(shè)有外螺紋。螺母2設(shè)有內(nèi)螺紋。內(nèi)齒圈4和行星架5和運(yùn)動(dòng)輸入元件7均設(shè)有兩個(gè)。兩個(gè)內(nèi)齒圈4分別固定在螺母2的內(nèi)孔的兩端，內(nèi)齒圈4的內(nèi)孔靠?jī)?nèi)的一端設(shè)有內(nèi)齒。兩個(gè)行星架5的內(nèi)端分別安裝在兩個(gè)內(nèi)齒圈4的內(nèi)孔靠外的一端內(nèi)。兩個(gè)行星架5的外端分別安裝一個(gè)運(yùn)動(dòng)輸入兀件7,或者其中一個(gè)行星架5的外端安裝一個(gè)運(yùn)動(dòng)輸入元件7。滾柱3設(shè)有若干個(gè)，若干個(gè)滾柱3的兩端分別置于兩個(gè)行星架5內(nèi)，并位于絲杠I與螺母2之間。滾柱3的中部設(shè)有同時(shí)與絲杠I及螺母2螺紋連接的螺紋段，螺紋段的兩端設(shè)有分別與兩個(gè)內(nèi)齒圈4的內(nèi)齒嚙合的外齒。
[0019]內(nèi)齒圈4的內(nèi)孔靠外的一端設(shè)有環(huán)形凹槽。環(huán)形凹槽內(nèi)設(shè)有卡圈6。行星架5被卡圈6限位在內(nèi)齒圈4內(nèi)。行星架5與卡圈6接觸的部位設(shè)有倒角。
[0020]運(yùn)動(dòng)輸入元件7為帶有外齒的齒圈。
[0021]本實(shí)施例的導(dǎo)程運(yùn)動(dòng)可控的行星滾柱絲杠實(shí)現(xiàn)導(dǎo)程控制的原理是:
[0022]a、當(dāng)絲杠旋轉(zhuǎn)、螺母限制旋轉(zhuǎn)、行星架不受限制如以前運(yùn)動(dòng)形式一樣運(yùn)動(dòng)時(shí)，螺母按照設(shè)計(jì)導(dǎo)程實(shí)現(xiàn)規(guī)定的直線運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)程為螺母的固有導(dǎo)程(T)；
[0023]b、當(dāng)絲杠和螺母都限制旋轉(zhuǎn)，只有行星架在外齒的帶動(dòng)下進(jìn)行旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于滾柱與螺母之間沒(méi)有相對(duì)軸向移動(dòng)，使得滾柱帶著螺母，根據(jù)滾柱絲杠間的直徑比例和行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律螺母相對(duì)于絲杠作軸向直線移動(dòng)，并將其導(dǎo)程視為行星導(dǎo)程O(píng)；)，常用行星架導(dǎo)程與螺母固有導(dǎo)程的關(guān)系為:當(dāng)螺母的螺紋頭數(shù)為5時(shí)I； = 2/5T，當(dāng)螺母的螺紋頭數(shù)為6時(shí)Tr = 1/3T ；
[0024]C、當(dāng)螺母限制旋轉(zhuǎn)，絲杠作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，行星架在外齒的帶動(dòng)下作相同方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，螺母的實(shí)際導(dǎo)程為:T’ = T-Tr ；
[0025]d、當(dāng)螺母限制旋轉(zhuǎn)，絲杠作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，行星架在外齒的帶動(dòng)下作相反方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，螺母的實(shí)際導(dǎo)程為:T’ = T+Tr ；
[0026]e、當(dāng)螺母限制旋轉(zhuǎn)，絲杠旋轉(zhuǎn)、行星架同方向旋轉(zhuǎn)并達(dá)到特定的轉(zhuǎn)速k時(shí)，螺母的實(shí)際導(dǎo)程可以為:T’ = T-kTr = O ；
[0027]綜上，根據(jù)原設(shè)計(jì)導(dǎo)程為T(mén)的“行星滾柱絲杠”實(shí)現(xiàn)設(shè)定導(dǎo)程時(shí)可以寫(xiě)出方程:T’=T-kTr，則可以解得:k= (T-TOAro由此可以清楚地看到，導(dǎo)程控制方便地得到了實(shí)現(xiàn)。[0028]本實(shí)施例的導(dǎo)程運(yùn)動(dòng)可控的行星滾柱絲杠實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)形式控制的原理是:
[0029]a、當(dāng)絲杠旋轉(zhuǎn)、將“行星架”限制旋轉(zhuǎn)、螺母不限制旋轉(zhuǎn)時(shí)，絲杠與滾柱之間的傳動(dòng)方式類似定軸摩擦傳動(dòng)，而滾柱與絲杠之間(含螺母)則為普通螺旋傳動(dòng)。這時(shí)，螺母不僅有軸向移動(dòng)，而且有旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；軸向位移為絲杠的導(dǎo)程，旋轉(zhuǎn)速度理論上符合行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，實(shí)際上存在少量的滑動(dòng)誤差。
[0030]b、當(dāng)絲杠不旋轉(zhuǎn)，只控制行星架的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)輸入時(shí)，螺母可以得到受控制的旋轉(zhuǎn)和位移，軸向位移為行星導(dǎo)程?；，旋轉(zhuǎn)速度理論上符合行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。
[0031]C、當(dāng)行星架輸入的旋轉(zhuǎn)速度和絲杠的旋轉(zhuǎn)速度相匹配，可使得螺母在旋轉(zhuǎn)的同時(shí)軸向位移等于0，即可以實(shí)現(xiàn)絲杠旋轉(zhuǎn)時(shí)的螺母位移的懸停。
[0032]同理，還可以有其他多種運(yùn)動(dòng)形式。
[0033]綜上，要得到以上運(yùn)動(dòng)形式只要相應(yīng)地進(jìn)行控制就可以實(shí)現(xiàn)。
[0034]以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.導(dǎo)程運(yùn)動(dòng)可控的行星滾柱絲杠，其特征在于:包括絲杠(1)、螺母(2)、滾柱(3)、內(nèi)齒圈⑷、行星架(5)和運(yùn)動(dòng)輸入元件(7);所述絲杠⑴設(shè)有外螺紋；所述螺母(2)設(shè)有內(nèi)螺紋；所述內(nèi)齒圈(4)和行星架(5)均設(shè)有兩個(gè)；所述兩個(gè)內(nèi)齒圈(4)分別固定在螺母(2)的內(nèi)孔的兩端，內(nèi)齒圈(4)的內(nèi)孔靠?jī)?nèi)的一端設(shè)有內(nèi)齒；所述兩個(gè)行星架(5)的內(nèi)端分別安裝在兩個(gè)內(nèi)齒圈(4)的內(nèi)孔靠外的一端內(nèi)；所述兩個(gè)行星架(5)的外端分別安裝一個(gè)運(yùn)動(dòng)輸入元件(7)，或者其中一個(gè)行星架(5)的外端安裝一個(gè)運(yùn)動(dòng)輸入元件(7);所述滾柱(3)設(shè)有若干個(gè)，若干個(gè)滾柱(3)的兩端分別置于兩個(gè)行星架(5)內(nèi)，并位于絲杠(1)與螺母(2)之間；所述滾柱(3)的中部設(shè)有同時(shí)與絲杠(1)及螺母(2)螺紋連接的螺紋段，螺紋段的兩端設(shè)有分別與兩個(gè)內(nèi)齒圈(4)的內(nèi)齒嚙合的外齒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)程運(yùn)動(dòng)可控的行星滾柱絲杠，其特征在于:所述內(nèi)齒圈(4)的內(nèi)孔靠外的一端設(shè)有環(huán)形凹槽；所述環(huán)形凹槽內(nèi)設(shè)有卡圈(6);所述行星架(5)被卡圈(6)限位在內(nèi)齒圈⑷內(nèi)；所述行星架(5)與卡圈(6)接觸的部位設(shè)有倒角。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)程運(yùn)動(dòng)可控的行星滾柱絲杠，其特征在于:所述運(yùn)動(dòng)輸入元件(7)為帶有外齒的齒圈。
【文檔編號(hào)】F16H25/22GK103939552SQ201410194254
【公開(kāi)日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2014年5月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月8日
【發(fā)明者】黃溧震 申請(qǐng)人:黃溧震