專利名稱：一種滾輪花鍵副的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種花鍵副，具體的說是一種旨在替代滾珠花鍵的能夠做平滑移動同時傳遞扭矩的滾輪花鍵副，常用于裝備制造業(yè)中的自動化設(shè)備和其它具有高度可靠性的直線運動系統(tǒng)。例如工業(yè)用機(jī)器人的架住以及機(jī)械臂、自動裝卸機(jī)、傳送機(jī)、自動搬運裝置、 輪胎成型機(jī)、點焊機(jī)主軸、高速自動涂裝導(dǎo)向軸、鉚接機(jī)、繞線機(jī)、放電加工機(jī)機(jī)頭、研磨床主軸驅(qū)動軸、各種變速裝置、精密分度軸等。
背景技術(shù)：
花鍵副在各種機(jī)械當(dāng)中被廣泛應(yīng)用，滑動花鍵更是被長期應(yīng)用，隨著各種數(shù)控設(shè)備的大量使用，滑動花鍵再也不能滿足高速高精度運動的要求，隨后出現(xiàn)的滾珠花鍵基本滿足了人們的使用要求，但隨著時代的發(fā)展，機(jī)械設(shè)備的速度和精度的不斷提高，滾珠花鍵也暴露出不可避免的結(jié)構(gòu)弊端。目前市場上使用的滾珠花鍵多為滾動體循環(huán)式，因其結(jié)構(gòu)特性決定，存在如下缺
點
1.滾動體無法密封，所以需要經(jīng)常加注潤滑油來維持其耐磨性和低摩擦系數(shù)；2.為了使滑塊和導(dǎo)軌之間有一個合適的運動間隙或預(yù)緊力，只能在生產(chǎn)工藝中把所使用的滾動體篩選出多個直徑等級，根據(jù)組裝件的實際數(shù)據(jù)來確定每一個花鍵軸與花鍵母應(yīng)該使用的一種直徑等級的滾動體，從而增加了生產(chǎn)管理的復(fù)雜程度；3.因為花鍵軸與花鍵母之間的滾動體是沿著花鍵軸滾道方向滾動的，為了達(dá)到循環(huán)的目的，花鍵母必須設(shè)有滾動體返回通道，如圖4所示。在運動中特別是高速運動中，連續(xù)的滾動體在返回通道兩端轉(zhuǎn)彎處會產(chǎn)生高頻沖擊而發(fā)出噪音和反向力，同時嚴(yán)重影響使用壽命，因此這種導(dǎo)軌不適合高速運動。本發(fā)明的優(yōu)點是1.使用內(nèi)置滾動體的滾輪代替循環(huán)滾動體，使密封于滾輪內(nèi)的滾動體始終處于潤滑材料的包裹中，得到了長久性潤滑效果；2.滾動體做圓周運動，避免了運動沖擊，減輕了運動噪音，提高了使用壽命；3.滾輪是被卡住在保持架中，即使花鍵母與花鍵軸分離也不會脫落，方便于組裝和維護(hù)。4.由于可以通過保持架的切向或徑向調(diào)節(jié)，達(dá)到對花鍵軸滾道施加預(yù)緊力的作用，因此可在震動沖擊載荷作用過大、定位精度要求高、以及需要高速運動性能的設(shè)備上發(fā)揮其高性能。因此，本發(fā)明改變了以前所有種類花鍵的結(jié)構(gòu)，避免了它們所暴露出來的缺陷，可以說是一種具有劃時代意義的直線運動系統(tǒng)。


圖1是本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)；
圖2是本發(fā)明的橫向截面圖及滾輪結(jié)構(gòu)放大圖；圖3是花鍵母(2)外套(3)的結(jié)構(gòu)；圖4是舊式滾珠花鍵的結(jié)構(gòu)圖；圖5是保持架圈⑶扇形塊(12)及導(dǎo)入卡緊滾輪軸的小斜面(BlO)的結(jié)構(gòu)；圖6是花鍵副的三種結(jié)構(gòu)形式。其
具體實施例方式一種滾輪花鍵副，設(shè)有花鍵軸⑴和花鍵母(2)兩大部分，如圖1所示，其中花鍵軸(1)為一段圓柱體，其圓柱面上分布著數(shù)條凸起或凹進(jìn)的滾道(Bi)；所說的花鍵母(2) 由外套(3)、保持架組件G)、滾輪組件(5)、密封擋板(7)和兩端的卡簧(6)組成。所說的保持架組件由多個相同的標(biāo)準(zhǔn)保持架圈(8)組成，如圖5所示，每個保持架圈(8)由多個扇形塊(1 和調(diào)節(jié)墊片(9)組成。所說的滾輪組件( 其實就是一種內(nèi)置滾動體，兩端有密封蓋，外套外表面設(shè)有符合花鍵軸(1)滾道(Bi)形狀的凹槽或凸起的滾動軸承。滾輪組件(5)直接推入扇形塊(12)內(nèi)表面中部的凹槽(B9)中，由于此凹槽中的小斜面(BlO)的作用，滾輪組件的推入使扇形塊(1 產(chǎn)生彈性變形向外退讓，滾輪組件到位后扇形塊(12) 恢復(fù)原形并卡住滾輪軸。扇形塊(12)與扇形塊(12)之間可根據(jù)與花鍵軸組裝時的運行間隙要求，調(diào)整使用不同厚度的調(diào)節(jié)墊片(9)。所組成的保持架圈(8)裝入外套(3)內(nèi)孔(B2) 中，使保持架圈(8)的凸臺(B8)對正外套(3)內(nèi)孔(B2)中的凹槽(B4)。根據(jù)不同載荷等級使用不同數(shù)量的保持架圈。通孔(B6)中插入調(diào)節(jié)長銷(10)或鋼球，兩端放入密封擋板 (7)，外套C3)兩端的溝槽(BQ中放入卡簧(6)，將保持架組件0)、調(diào)節(jié)長銷(10)或鋼球和密封擋板(7)固定。由于調(diào)節(jié)長銷(10)或鋼球凸出于保持架組件⑷的缺口(B7)，與外套(3)內(nèi)孔 (B2)接觸，當(dāng)使用調(diào)節(jié)墊片(9)仍不能滿足運動間隙或預(yù)緊力的調(diào)節(jié)要求時，可調(diào)換不同直徑的調(diào)節(jié)長銷(10)或鋼球。使用不同厚度的調(diào)節(jié)墊片(9)和不同直徑的調(diào)節(jié)長銷(10)或鋼球是本發(fā)明采用的切向和徑向兩種預(yù)緊力調(diào)節(jié)方式技術(shù)理論。至此，花鍵母中的所有滾輪與花鍵軸的滾道得到均勻接觸，實現(xiàn)多點定位，可均勻的承受各種方向的負(fù)荷力。由于滾輪與花鍵軸之間的運動以及滾輪與滾輪軸之間的運動均為純滾動摩擦，同時滾輪中的滾動體得到了密封和潤滑，滾動體的運動軌跡為純圓形而不會產(chǎn)生任何沖擊力和振動?；ㄦI母兩端的密封擋板能夠保持花鍵軸各工作面始終保持清潔。故此，本發(fā)明具有運行速度高、工作噪音小且能保持長久潤滑效果等特性。
權(quán)利要求
1.一種滾輪花鍵副，設(shè)有花鍵軸(1)和花鍵母( 兩大部分，其特征在于所說的花鍵軸(1)為一段圓柱體，其圓柱面上分布著數(shù)條滾道(Bi)；所說的花鍵母O)由外套(3)、保持架組件G)、滾輪組件(5)、密封擋板(7)和兩端的卡簧(6)組成；所說的保持架組件G)，由數(shù)個扇形塊(1 首尾相連構(gòu)成的標(biāo)準(zhǔn)保持架圈(8)和穿插與其中的調(diào)節(jié)長銷(10)或鋼球構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種滾輪花鍵副，其特征在于所說的花鍵副中使用的是內(nèi)置滾動體的一種特種滾動軸承與軸組成的滾輪組件(5)，而非循環(huán)滾珠結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種滾輪花鍵副，其特征在于所說的花鍵軸(1)為一段圓柱體，其圓柱面上分布著數(shù)條截面形狀符合滾輪組件(5)的滾輪外緣截面形狀的，并與之配合的凸起或凹進(jìn)的滾道(Bi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種滾輪花鍵副，其特征在于本滾輪花鍵軸的結(jié)構(gòu)中，滾輪組件(5)及扇形塊(12)的結(jié)構(gòu)適合做成圓筒形、法蘭型和旋轉(zhuǎn)型三種設(shè)計結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、4所述的一種滾輪花鍵副，其特征在于所說的外套C3)和保持架組件的制作可使用金屬和合成樹脂的不同技術(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、4所述的一種滾輪花鍵副，其特征在于所說的外套(3)中法蘭型的可以是整體金屬的，也可以是將加工好的帶有防滑齒槽(Β； )的金屬外套筒體與合成樹脂法蘭(11)注塑為一體的結(jié)合型的構(gòu)造。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、4所述的一種滾輪花鍵副，其特征在于所說的花鍵母( 部分的外套(3)內(nèi)表面(B》設(shè)有數(shù)個凹槽(B4)，其加工方法可以根據(jù)具體情況使用線切割、拉床加工或冷拔等工藝技術(shù)制作。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、4所述的一種滾輪花鍵副，其特征在于所說的花鍵母外套(3)內(nèi)表面(B2)兩端設(shè)有溝槽(B5)，槽內(nèi)安裝用于固定保持架組件(4)和調(diào)節(jié)長銷(10)或鋼球軸向位置的卡簧(6)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種滾輪花鍵副，其特征在于所說的保持架圈(8)中，各個扇形塊內(nèi)表面中部設(shè)有符合滾輪組件( 形狀的凹槽(B9)，槽中裝有一個滾輪組件(5)，此槽與滾輪軸對應(yīng)部分精密配合并設(shè)有小斜面(BlO)的導(dǎo)入卡緊結(jié)構(gòu)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種滾輪花鍵副，其特征在于所說的保持架圈(8)中各首尾相連的扇形塊(1 間夾有不同厚度的調(diào)節(jié)墊片(9)，此為切向調(diào)整間隙技術(shù)理論。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種滾輪花鍵副，其特征在于所說的保持架圈(8)中，各個扇形塊(12)貼近外圓處設(shè)有兩個貫穿于兩端面，軸線平行于保持架圈(8)軸線的通孔 (B6)，通孔(B6)圓柱面與扇形塊外圓柱面相交而形成缺口(B7)，通孔(B6)中裝有不同直徑的調(diào)節(jié)長銷(10)或一列鋼球，此為徑向調(diào)整間隙技術(shù)理論。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種滾輪花鍵副，其特征在于所說的保持架圈(8)中，各個扇形塊(12)外圓柱表面設(shè)有與外套(3)中凹槽(B4)相適應(yīng)的凸臺(B8)的結(jié)構(gòu)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種滾輪花鍵副，其特征在于所說的保持架組件(4)可根據(jù)載荷的不同使用不同數(shù)量的保持架圈(8)，同樣保持架圈(8)也可以根據(jù)花鍵軸滾道的數(shù)量和載荷的不同分成不同數(shù)量的扇形塊(12)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種滾輪花鍵副，其特征在于所說的滾輪組件(5)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是一種可承受徑向力和軸向力的滾動軸承；滾輪外緣設(shè)有凹槽或凸起。凹槽可以是普通圓弧溝槽，也可以是歌德式溝槽；同樣，所說的花鍵軸上的凹槽也可以是普通圓弧溝槽或歌德式溝槽。
全文摘要
本發(fā)明涉及到一種滾輪花鍵副，由花鍵軸和花鍵母兩大部分組成。其中花鍵軸部分為一段圓柱體，其圓柱面上按直徑和載荷的不同均勻分布著至少1條以上的多條凸起或凹進(jìn)的滾道；花鍵母部分由外套、保持架、滾輪組件和兩端的密封擋板組成。保持架的外表面與外套的內(nèi)表面緊密配合，保持架內(nèi)裝有與滾道相對應(yīng)的多列滾輪組件。滾輪可沿著滾道做高速精確滾動。所以本發(fā)明具有高速低噪音壽命長等優(yōu)點。
文檔編號F16C33/58GK102297201SQ201110221200
公開日2011年12月28日 申請日期2011年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月29日
發(fā)明者丁太虎 申請人:威海利奧泰儆自動化設(shè)備有限公司