本發(fā)明涉及一種基于滾柱螺紋中徑修型的高剛度行星滾柱絲杠，屬于行星滾柱絲杠技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
行星滾柱絲杠以其獨特的結(jié)構(gòu)和優(yōu)越的性能被廣泛應用于高端機械裝備，包括數(shù)控機床、超精密儀器儀表、武器裝備、工業(yè)機器人、高端醫(yī)療設備和航空航天機構(gòu)等領(lǐng)域。行星滾柱絲杠與傳統(tǒng)的滾珠絲杠相比，具有更多的螺紋接觸點和更大的接觸半徑，極大地提高了其額定動載荷和靜載荷。行星滾柱絲杠的剛度和承載能力是評價其性能的重要指標，影響行星滾柱絲杠承載能力的因素主要有：材料屬性、熱處理和表面處理工藝、結(jié)構(gòu)參數(shù)等。
目前被國內(nèi)外生產(chǎn)廠家普遍采用的行星滾柱結(jié)構(gòu)形式為滾柱螺紋中徑在整個長度上均相等。然而滾柱兩端既有螺紋又有齒輪，由于齒槽破壞了螺紋的完整性，導致滾柱兩端螺紋的強度顯著減弱，進而嚴重降低了整個絲杠的承載能力。此外，由行星滾柱絲杠受力分析可知，滾柱、螺母和絲桿的螺紋接觸點受到的法向載荷主要分布在受力端一側(cè)前幾個螺紋牙接觸點。行星滾柱絲杠螺紋牙載荷分布不均，靠近受力端前幾個螺紋牙接觸應力過大，降低了其承載能力和剛度。因此，通過對行星滾柱絲杠的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計，改善螺紋牙載荷分布狀況，降低受力端一側(cè)螺紋牙接觸載荷，提高遠離受力端一側(cè)螺紋牙接觸載荷，可以有效提高行星滾柱絲杠承載能力和剛度。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有行星滾柱絲杠存在螺紋牙載荷分布不均勻?qū)е碌某休d能力和剛度低的問題，進而提供一種基于滾柱螺紋中徑修型的高剛度行星滾柱絲杠，具有高剛度、大承載能力特性，通過對滾柱螺紋中徑進行修型設計，在材料、表面性能和整體結(jié)構(gòu)尺寸不變的情況下，可以顯著提高行星滾柱絲杠的剛度、承載能力和壽命。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：
一種基于滾柱螺紋中徑修型的高剛度行星滾柱絲杠，包括：兩個滾柱保持架壓板、兩個內(nèi)齒圈、兩個滾柱保持架、絲桿、螺母和多個螺紋中徑經(jīng)過修型處理的滾柱，所述螺母的兩端各設有一個滾柱保持架壓板、一個內(nèi)齒圈和一個滾柱保持架；絲桿同軸設置在螺母內(nèi)，多個經(jīng)過螺紋中徑修型的滾柱沿圓周方向均勻設置在絲桿和螺母之間，構(gòu)成行星螺紋傳動機構(gòu)；滾柱兩端的光軸分別與兩端的滾柱保持架的內(nèi)孔轉(zhuǎn)動連接，滾柱兩端的齒輪與內(nèi)齒圈上的內(nèi)齒輪相嚙合；對滾柱螺紋中徑進行修型處理，滾柱各螺紋中徑圓與軸截面交點的連線沿滾柱長度方向劃分為五段，第一段和第五段螺紋中徑點連線沿滾柱中心對稱，長度與兩端齒輪寬度相同，第一段和第五段連線對應的螺紋中徑最小，與絲桿外螺紋存在一定間隙不發(fā)生接觸；第三段螺紋中徑點連線對應的滾柱螺紋中徑不修型，即螺紋中徑與滾柱接觸中徑相等；第二段和第四段螺紋中徑點連線沿滾柱中心對稱，螺紋中徑點連線從齒槽末端開始以直線或曲線趨勢逐漸增大，起始點對應的中徑值與第一段和第五段連線對應的螺紋中徑值相等，終止點對應的中徑值與第三段螺紋中徑點連線對應的螺紋中徑值相等。
本發(fā)明的主要優(yōu)點是：在材料、表面性能和整體結(jié)構(gòu)尺寸一定的情況下，采用本發(fā)明提供的行星滾柱絲杠結(jié)構(gòu)，與現(xiàn)有技術(shù)相比可以顯著提高行星滾柱絲杠的剛度、承載能力和壽命。
附圖說明
圖1為本發(fā)明具體實施方式提供的行星滾柱絲杠的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明具體實施方式提供的螺紋中徑修型后的行星滾柱主視圖。
圖3為本發(fā)明具體實施方式提供的中徑修型后滾柱各截距螺紋中徑圓與軸截面交點的連線示意圖。
圖4為未修型的滾柱各截距螺紋中徑圓與軸截面交點的連線示意圖。
圖中的附圖標記：1為保持架壓板，2為內(nèi)齒圈，3為保持架，4為絲桿，5為螺母，6為螺紋中徑經(jīng)過修型處理的滾柱，7為第一段，8為第二段，9為第三段，10為第四段，11為第五段。
具體實施方式
下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的詳細說明：本實施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述實施例。
如圖1～圖3所示，本實施例所涉及的一種基于滾柱螺紋中徑修型的高剛度行星滾柱絲杠，包括兩個滾柱保持架壓板1、兩個內(nèi)齒圈2、兩個滾柱保持架3、絲桿4、螺母5和多個螺紋中徑經(jīng)過修型處理的滾柱6，所述螺母5的兩端各設有一個滾柱保持架壓板1、一個內(nèi)齒圈2和一個滾柱保持架3。絲桿4與螺母5同軸設置，多個經(jīng)過螺紋中徑修型的滾柱6沿圓周方向均勻設置在絲桿4和螺母5之間，構(gòu)成行星螺紋傳動機構(gòu)。滾柱5兩端的光軸分別與兩端的滾柱保持架3的內(nèi)孔轉(zhuǎn)動連接，滾柱6兩端的齒輪與內(nèi)齒圈2上的內(nèi)齒輪相嚙合，構(gòu)成行星齒輪機構(gòu)，滾柱6兩端齒輪分度圓直徑與滾柱螺紋接觸中徑相等，內(nèi)齒圈2齒輪分度圓直徑與螺母內(nèi)螺紋接觸中徑相等。滾柱6在端截面繞絲桿4作行星運動，滾柱6沿絲桿4軸向移動，同時推動螺母5軸向移動，而滾柱6與螺母5無相對軸向位移。對滾柱6螺紋中徑進行修型處理，滾柱各螺紋中徑圓與軸截面交點的連線沿滾柱長度方向劃分為五段，第一段7和第五段11螺紋中徑點連線沿滾柱中心對稱，長度與兩端齒輪寬度相同，第一段7和第五段11連線對應的螺紋中徑最小，與絲桿外螺紋存在一定間隙不發(fā)生接觸；第三段9螺紋中徑點連線對應的滾柱螺紋中徑不修型，即螺紋中徑與滾柱接觸中徑相等；第二段8和第四段10螺紋中徑點連線沿滾柱中心對稱，螺紋中徑點連線從齒槽末端開始以直線或曲線趨勢逐漸增大，起始點對應的中徑值與第一段7和第五段11連線對應的螺紋中徑值相等，終止點對應的中徑值與第三段9螺紋中徑點連線對應的螺紋中徑值相等。
所述滾柱6數(shù)量為三個或三個以上，沿圓周方向均勻設置在絲桿4和螺母5之間。
所述絲桿4與螺母5螺紋旋向相同，螺紋頭數(shù)相等，絲桿4的外螺紋牙型為三角形螺紋，牙型角為90°，螺母5內(nèi)螺紋牙型為三角形螺紋，牙型角為90°。
所述滾柱6為單頭或多頭螺紋，滾柱6螺紋頭數(shù)與螺母5螺紋頭數(shù)的比值等于滾柱螺紋中徑的比值，滾柱6的螺紋牙型為凸弧形。
本實施例的主要優(yōu)點是：通過對滾柱螺紋中徑修型設計，可以有效改善螺紋接觸點載荷分布狀態(tài)，在材料、表面性能和整體結(jié)構(gòu)尺寸一定的情況下，采用本發(fā)明提供的行星滾柱絲杠結(jié)構(gòu)?？梢燥@著提高行星滾柱絲杠的剛度、承載能力和壽命。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，這些具體實施方式都是基于本發(fā)明整體構(gòu)思下的不同實現(xiàn)方式，而且本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應該以權(quán)利要求書的保護范圍為準。