[发明专利]一种用于同步带传动的滚珠丝杆卸荷方法

说明书

技术领域

本发明属于传动技术领域，特别是滚珠丝杆的传动领域。

背景技术

在数控机床进给运动的机械传动结构中，有很多结构不是采用伺服电机与滚珠丝杆直接联结来传递动力，而是通过同步带传动来与滚珠丝杆联结，传递伺服电机的动力，见图1。从动带轮5直接安装在滚珠丝杆2的最后端，通过胀紧套6联结，这是一种“悬臂”结构，在同步带7张紧时(同步带就对丝杆有一个横向的拉力)，在安装从动带轮5处的滚珠丝杆2轴颈根部就受到了弯曲应力的作用，同时，滚珠丝杆2转动时，又要传递伺服电机8的扭矩。所以在滚珠丝杆2后端安装从动带轮5处的轴颈根部就受到了扭矩及弯矩的双重作用力，在悬臂轴的轴颈根部产生了交变应力，滚珠丝杆2极易因疲劳而在此处断裂，实际工作中也多次遇到了这种情况。滚珠丝杆并不是易损件，它的断裂直接导致了机床停工。

发明内容

“悬臂”式同步带传动滚珠丝杆结构中，因同步带张紧产生弯矩，将弯矩载荷“卸掉”来解决滚珠丝杆断裂的问题。

本发明一种用于同步带传动的滚珠丝杆卸荷方法：在同步带与滚珠丝杆联结结构中，在后支承处的电机座内增加一个卸荷套；在卸荷套上安装深沟球轴承；将从动带轮内孔扩大，套装在轴承上；在滚珠丝杆尾端安装传力套，通过胀紧套与滚珠丝杆刚性联结；传力套与从动带轮通过定位销刚性联结。

滚珠丝杆的作用是将伺服电机的旋转运动转变成移动部件的直线运动，它主要承受扭矩，受到的弯矩载荷必须“卸掉”，才能保证滚珠丝杆持续正常运转。通过本发明方法对原结构进行改进就可实现“卸荷”，将施加在丝杠上的弯矩转移到卸荷套及机床基座上。

这样，从动带轮就不是直接安装在滚珠丝杆上，而是通过深沟球轴承安装在卸荷套上，与滚珠丝杆通过传力套联结，其余结构方式不变。

本发明具有如下优点：

简单易行，保持原有同步带与滚珠丝杆传动结构的主体不变，稍加改动即可；相对于数控机床滚珠丝杆昂贵的价格，本发明实现成本低；通过本发明，延长了机床寿命，提高了效率。

附图说明

图1 同步带与滚珠丝杆传动结构示意图

图2 改进后的同步带与滚珠丝杆传动结构示意图。

 

具体实施方式

本实施例中（见图2），滚珠丝杆2的前支承1、后支承3的结构都保持不变，在后支承3处的电机座4内增加设计一个卸荷套13，在卸荷套13上安装深沟球轴承14，从动带轮5重新设计，内孔扩大，套装在轴承14上；在滚珠丝杆2尾端安装传力套15，通过胀紧套6与滚珠丝杆2刚性联结；传力套15与从动带轮5通过定位销12刚性联结。这样，从动带轮5就不是直接安装在滚珠丝杆2上，而是通过深沟球轴承14安装在卸荷套13上，与滚珠丝杆2通过传力套15联结。

当装配完毕，需要张紧同步带时，电机8连同安装板9、主动带轮11在螺栓10的拉动下向外移动，因从动带轮5固定不动，而将同步带7拉紧。同步带7产生的拉力作用在从动带轮5上，再通过深沟球轴承14作用在卸荷套13上，从而作用在电机座4上，也就是作用在机床基座上。这样，滚珠丝杆2没有受到横向的拉力，来自同步带7张紧产生的弯矩被“卸掉”了。同时，来自电机8输出的扭矩（旋转运动）通过主动带轮11、同步带7传递到从动带轮5上，再通过定位销12传递到传力套15上，再通过胀紧套6传递到滚珠丝杆2上。滚珠丝杆2就获得了旋转的动力，只受到了扭矩作用。

通过上述方案改装的“悬臂”式同步带传动滚珠丝杆结构，有效的“卸掉”了因同步带张紧而作用在滚珠丝杆上的弯矩载荷，使滚珠丝杆只传递电机的扭矩，保证了滚珠丝杆的使用寿命。