滚珠花键装置的制作方法

1.本实用新型涉及滚珠花键轴技术领域，尤其涉及一种滚珠花键装置。


背景技术：

2.随着工业生产过程中自动化程度的不断提高，越来越多的传动设备和机构对传动机构的空间、重量要求越来越高，为了节约空间，实现结构轻量化及集成化设计，滚珠花键作为一种新型传动方式的出现，实现了将电机的旋转运动转化为输出直线移动的结构。相较于传统传动方式，该传动机构具有传动效率高、低响应延迟、精度高、污染低等优点。滚珠花键在延续滚珠丝杠优势的基础上，很好的实现了机构的集成化。
3.但随着传动系统对高速、高负荷、低噪音等方面要求的提升，传统结构滚珠花键与带轮集成的安装方式具有占用空间大和重量大的缺点，与结构设计追求轻量化相矛盾。
4.鉴于此，有必要提供一种新的滚珠花键装置，以解决或至少缓解上述技术缺陷。


技术实现要素：

5.本实用新型的主要目的是提供一种滚珠花键装置，旨在解决现有滚珠花键与带轮占用空间大以及质量大的技术问题。
6.为了实现上述目的，本实用新型提供一种滚珠花键装置，所述滚珠花键装置包括：
7.花键轴；
8.螺母，所述螺母套设于所述花键轴上，且所述螺母包括沿所述花键轴的延伸方向相对设置的第一端和第二端；
9.同步轮，所述同步轮套设于所述花键轴上，且所述同步轮朝向所述第一端的一侧开设有容纳所述第一端的沉孔，所述螺母与所述同步轮连接，以使所述同步轮能够带动所述螺母转动。
10.在一实施例中，所述同步轮的侧壁开设有第一螺纹孔，所述同步轮通过螺纹紧固件穿过所述第一螺纹孔与所述螺母的外侧壁螺纹连接。
11.在一实施例中，所述第一螺纹孔的数量为至少两个，至少两个所述第一螺纹孔沿所述同步轮的周向间隔设置。
12.在一实施例中，所述第一螺纹孔的数量为两个，两个所述第一螺纹孔沿所述同步轮的周向相隔90
°
排布。
13.在一实施例中，所述第一螺纹孔的延伸方向与所述同步轮的径向方向一致。
14.在一实施例中，所述沉孔包括圆形容纳槽以及与所述圆形容纳槽连通的通孔，所述圆形容纳槽的内径大于所述通孔的内径，所述第一端位于所述圆形容纳槽内，所述第一端朝向所述通孔的一侧与所述圆形容纳槽的底边抵接，用以限制所述第一端相对所述圆形容纳槽向所述通孔的方向运动。
15.在一实施例中，所述第一端的外侧壁与所述圆形容纳槽的侧壁抵接。
16.在一实施例中，所述滚珠花键装置还包括端盖，所述端盖开设有供所述花键轴穿
过的避让孔，所述端盖设置于所述通孔内，且所述端盖与所述第一端通过螺钉连接。
17.在一实施例中，所述花键轴的外壁与所述沉孔的内壁间隙配合。
18.在一实施例中，所述同步轮、所述螺母以及所述花键轴同心设置。
19.本实用新型的上述技术方案中，由于同步轮朝向第一端的一侧开设有容纳第一端的沉孔，因此使得部分螺母可以伸入到沉孔内，通过这样设置，相较于传统结构将滚珠花键轴的螺母的外壁与同步轮的外壁直接抵接，并通过螺钉进行连接而言，一方面，因为部分螺母伸入到了同步轮的沉孔内，因此在同步轮和螺母的尺寸相同的情况下，本实用新型所提供的技术方案在螺母和同步轮组装完成后的尺寸相较于传统结构而言长度更短，也就导致在花键轴的长度一致的情况下，本实用新型所提供的技术方案的螺母在行程上要大于传统结构的螺母的行程，而如果将行程设置成一致，本实用新型所提供的技术方案可以减少花键轴的轴向长度尺寸，从而在不影响螺母行程范围的情况下减少了滚珠花键装置整体的体积和质量；另一方面，传统结构的同步轮由于会受到同步带的拉伸会对螺母产生一个偏离螺母重心的弯矩，该弯矩在螺母运动过程中会加剧螺母的磨损，从而降低螺母的使用寿命，而通过在同步轮上开设沉孔，使得部分螺母可以伸入到沉孔内，从而减小了同步轮的重心距离螺母重心的距离，即减小了力臂，从而在作用的力不变的情况下，减小了螺母所受到的弯矩大小，进而增加了螺母的使用寿命。
附图说明
20.为了更清楚地说明本实用新型实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还能够以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
21.图1为本实用新型一实施例滚珠花键装置的部分结构示意图；
22.图2为本实用新型一实施例滚珠花键装置的部分结构示意图；
23.图3为现有的滚珠花键轴螺母的部分结构示意图。
24.附图标号说明：
25.1滚珠花键装置11花键轴12螺母13第一端14第二端15同步轮16沉孔161圆形容纳槽162通孔17第一螺纹孔18螺纹紧固件19钢球链20循环器21端盖22第二螺纹孔23避让孔
26.本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施方式，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
27.下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案
进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
28.需要说明，本实用新型实施方式中所有方向性指示(诸如上、下
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图1所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
29.另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征能够以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
30.并且，本实用新型各个实施方式之间的技术方案能够以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
31.本实用新型提供一种滚珠花键装置1，如图1和图2所示，该滚珠花键装置1包括花键轴11、螺母12和同步轮15，螺母12套设于花键轴11上，且螺母12包括沿花键轴11的延伸方向相对设置的第一端13和第二端14；同步轮15套设于花键轴11上，且同步轮15朝向第一端13的一侧开设有容纳第一端13的沉孔16，螺母12与同步轮15连接，以使同步轮15能够带动螺母12转动。
32.其中，由于同步轮15朝向第一端13的一侧开设有容纳第一端13的沉孔16，因此使得部分螺母12可以伸入到沉孔16内，通过这样设置，相较于传统结构将滚珠花键轴的螺母的外壁与同步轮的外壁直接抵接，并通过螺钉进行连接而言，一方面，因为部分螺母12伸入到了同步轮15的沉孔16内，因此在同步轮15和螺母12相较于现有技术中的同步轮和螺母在尺寸相同的情况下，螺母12和同步轮15组装完成后的尺寸相较于传统结构中同步轮与螺母组装完成后的尺寸而言长度更短，也就导致在花键轴11的长度一致的情况下，螺母12在行程上要大于传统结构的螺母的行程，而如果将行程设置成一致，则可以通过减少花键轴11的轴向长度尺寸，从而在不影响螺母12行程范围的情况下减少了滚珠花键装置1整体的体积和质量，满足了轻量化和集成化的设计理念，同时还降低了花键轴11的生产成本；另一方面，传统结构的同步轮由于会受到同步带的拉伸会对螺母产生一个偏离螺母重心的弯矩，该弯矩在螺母运动过程中会加剧螺母的磨损，从而降低螺母的使用寿命，而通过在同步轮15上开设沉孔16，使得部分螺母12可以伸入到沉孔16内，从而减小了同步轮15的重心距离螺母12重心的距离，如图1所示，第一端13伸入沉孔16的尺寸为l，即减小了力臂的长度，减小的长度为l，从而在作用的力不变的情况下，减小了螺母12所受到的弯矩大小，进而增加了螺母12的使用寿命。
33.并且，同步轮15与螺母12可拆卸连接。在具体实施过程中，同步轮15经常需要根据传动比的要求进行适应性调整，通过将同步轮15与螺母12可拆卸连接，其中同步轮15可以与螺母12通过螺钉进行连接，也可以通过定位销进行连接，因此在面对需要根据传动比替换同步轮15时，可以单独将同步轮15换下，而不用将螺母12一起进行替换。
34.进一步地，同步轮15的侧壁开设有第一螺纹孔17，同步轮15通过螺纹紧固件18穿过第一螺纹孔17与螺母12的外侧壁螺纹连接。通过将第一螺纹孔17开设在同步轮15的外侧壁上，从而通过螺纹紧固件18对螺母12进行径向定位和轴向定位，相较于传统的将第一螺
纹孔设置在同步轮以及螺母的端面上，如图3所示，传统结构中是对同步轮和螺母进行轴向锁紧，由于本实用新型的同步轮15和螺母12是通过螺纹紧固件18进行径向锁紧，如图1所示，因此螺母12的端面不用考虑开设第一螺纹孔17，因此可以将螺母12的壁厚减薄，从而缩小了螺母12的径向尺寸，进而减小了螺母12的体积以及质量。需要说明的是，其中螺母12可以开设有与第一螺纹孔17连通的安装孔，螺纹紧固件18分别与第一螺纹孔17和安装孔的内壁螺纹连接；螺母12还可以开设与第一螺纹孔17对应设置的安装槽，自第一螺纹孔17穿出的螺纹紧固件18的端部伸入安装槽内，用以限制螺母12相对同步轮15轴向移动和径向跳动；此外螺纹紧固件18穿出第一螺纹孔17的端部可以直接与螺母12的外壁抵接，通过摩擦力限制螺母12相对同步轮15的轴向运动。
35.更进一步地，第一螺纹孔17的数量为至少两个，至少两个第一螺纹孔17沿同步轮15的周向间隔设置。通过沿同步轮15的周向开设至少两个第一螺纹孔17，并且每一第一螺纹孔17均有一螺纹紧固件18与之对应设置，从而提高了螺母12与同步轮15的连接强度和连接可靠性。
36.其中，第一螺纹孔17的数量为两个，两个第一螺纹孔17沿同步轮15的周向相隔90
°
排布。两个第一螺纹孔17的中心线之间的夹角为90
°
，从而使得两个螺纹紧固件18对螺母12产生的径向力呈垂直设置且互不影响。
37.如图1所示，第一螺纹孔17的延伸方向与同步轮15的径向方向一致。第一螺纹孔17沿同步轮15的径向延长线的方向延伸，螺母12一般与同步轮15同心设置，从而使得螺纹紧固件18对螺母12的作用力沿螺母12的径向延长线的方向延伸并经过螺母12的重心，以使螺纹紧固件18对螺母12的作用力不会对螺母12产生额外的转矩，影响螺母12的使用寿命。
38.另外，沉孔16包括圆形容纳槽161以及与圆形容纳槽161连通的通孔162，圆形容纳槽161的内径大于通孔162的内径，第一端13位于圆形容纳槽161内，第一端13朝向通孔162的一侧与圆形容纳槽161的底边抵接，用以限制第一端13相对圆形容纳槽161向通孔162的方向运动。圆形容纳槽161的内径大于通孔162的内径，并且圆形容纳槽161朝向第一端13的槽壁与第一端13抵接，从而对第一端13进行轴向限位。
39.进一步地，第一端13的外侧壁与圆形容纳槽161的侧壁抵接。通过将第一端13的外壁与圆形容纳槽161的内壁抵接，从而增强同步轮15转动的稳定性。
40.另外，滚珠花键装置1还包括端盖21，端盖21开设有供花键轴11穿过的避让孔23，端盖21设置于通孔162内，且端盖21与第一端13通过螺钉连接。其中，第一端13的端面开设有第二螺纹孔22，第二螺纹孔22沿螺母12的轴向方向延伸，且第二螺纹孔22的数量为多个，多个第二螺纹孔22沿第一端13的周向均匀间隔设置。螺钉穿过端盖21与第二螺纹孔22螺旋配合，以使端盖21与第一端13螺纹连接，方便端盖21的安装和拆卸。
41.此外，花键轴11的外壁与沉孔16的内壁间隙配合。花键轴11的外壁与沉孔16的内壁之间存在间隙，便于花键轴11相对同步轮15沿花键轴11的轴向运动，而不会与同步轮15的内壁发生摩擦而损坏花键轴11。
42.并且，同步轮15、螺母12以及花键轴11同心设置。将同步轮15、螺母12以及花键轴11同心设置，从而提高同步轮15、螺母12以及花键轴11在运动过程中的稳定性。
43.根据本实用新型一实施例，螺母12内还安装有钢球链19和循环器20，其中螺母12和循环器20均采用现有技术，因此在不改变螺母12和循环器20的基础上，采用本实用新型
提供的同步轮15，在螺母12的行程范围一致的前提下，可以有效缩小花键轴11的长度。
44.以上仅为本实用新型的优选实施方式，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。