[发明专利]一种改善滚柱受力的行星滚柱丝杠副的滚柱

权利要求书

1.一种改善滚柱受力的行星滚柱丝杠副的滚柱，其特征在于：包括两端齿轮段结构(1)与中间螺纹段结构(2)，两端齿轮段结构(1)为斜齿形结构，两端齿轮段结构(1)与行星滚柱丝杠副第一螺母上的内齿圈(4)相互啮合；

行星滚柱丝杠为标准型行星滚柱丝杠，滚柱(3)的两端齿轮段结构(1)的齿顶圆半径减小，不与第一丝杠(6)进行物理接触，且两端齿轮段结构与内齿圈(4)的传动比i符合行星滚柱丝杠中滚柱、第一丝杠(6)与第一螺母(5)的运动关系；

所述的行星滚柱丝杠副的滚柱的两端齿轮段结构(1)实现方法如下：

取滚柱(3)的两端齿轮段结构(1)的齿顶圆半径为其和第一丝杠(6)的关系为：其中a为滚柱(3)与第一丝杠(6)之间的中心距，r_a为第一丝杠(6)的螺纹外径参数；

取两端齿轮段结构(1)与内齿圈(4)的齿数分别为Z₁、Z₂，其中Z₂/Z₁＝i；取两端齿轮段结构(1)与内齿圈(4)的端面模数分别为m_t1、m_t2，有取两端齿轮段结构(1)与内齿圈(4)端面压力角分别为α_t1、α_t2，其取值大小根据传动要求进行选取，有m_t1cosα_t1＝m_t2cosα_t2；取两端齿轮段结构(1)与内齿圈(4)的斜齿轮螺旋升角为β，其旋向相同，且与中间螺纹段结构(2)的旋向相反，螺纹取值大小根据传动要求进行选取；

取两端齿轮段结构(1)、内齿圈(4)的齿顶高系数为取两端齿轮段结构(1)、内齿圈(4)的变位系数x_t1、x_t2，有取内齿圈(4)齿顶圆半径为r_a2，有

两端齿轮段结构(1)与内齿圈(4)的啮合重合度为ε_α，其取值根据两端齿轮段结构(1)的齿数Z₁、端面模数m_t1、端面压力角α_t1、齿顶圆半径与内齿圈(4)的齿数Z₂、端面模数m_t2、端面压力角α_t2、齿顶圆半径螺旋升角β、啮合齿宽B确定，有

根据公式(1)进行判断，若重合度ε_α≥1时，即表明该齿轮啮合副在传动过程中运动平稳，所取参数符合结构要求；若重合度ε_α1，则表示参数并不能满足要求，需调整相应参数m_t1、m_t2与Z₁、Z₂直到能够满足重合度ε_α≥1的要求；

在行星滚柱丝杠副当中，要求m_t1＝m_t2，α_t1＝α_t2，如所用参数不能满足要求，需要进行变模数啮合，即m_t1≠m_t2、α_t1≠α_t2，

取内齿圈(4)的端面模数、端面压力角为m_t2、α_t2，其内齿圈模数m_t2的取值根据节点内齿轮啮合特性及滚柱(3)与第一丝杠(6)的中心距，传动比i，两端齿轮段结构的端面模数m_t1、端面压力角α_t1、齿数Z₁确定，有：

内齿圈的端面压力角α_t2根据两端齿轮段结构的模数、压力角与内齿圈的模数确定，有：m_t1cosα_t1＝m_t2cosα_t2、m_t1≠m_t2；

取两端齿轮段结构(1)与内齿圈(4)的螺旋升角β、啮合齿宽B，代入式(1)中进行判断，当重合度ε_α≥1时，即表明该齿轮啮合副在传动过程中运动平稳，所取参数符合结构要求；若重合度ε_α1，则表示参数并不能满足要求，需继续调整相应参数m_t1、m_t2与Z₁、Z₂直到能够满足重合度ε_α≥1的要求。

2.一种改善滚柱受力的行星滚柱丝杠副的滚柱，其特征在于：包括两端齿轮段结构(1)与中间螺纹段结构(2)，两端齿轮段结构(1)为斜齿形结构，两端齿轮段结构(1)与行星滚柱丝杠副第二丝杠两端的齿轮(7)相互啮合；

行星滚柱丝杠为反向式行星滚柱丝杠，两端齿轮段结构(1)的齿顶圆半径减小，不与第二螺母(9)的内螺纹进行物理接触，两端齿轮段结构与齿轮(7)的传动比i符合行星滚柱丝杠中滚柱、第二丝杠(8)与第二螺母(9)的运动关系；

所述行星滚柱丝杠滚柱的两端齿轮段结构(1)实现方法如下：

取滚柱(3)的两端齿轮段结构(1)的齿顶圆半径为其和第二螺母(9)的关系为：其中a为滚柱(3)与第二丝杠(8)之间的中心距，为第二螺母(9)的螺纹大径参数；

取两端齿轮段结构(1)与齿轮(7)的齿数分别为Z₁、Z₃，其中Z₃/Z₁＝i；取两端齿轮段结构(1)与齿轮(7)的端面模数分别为m_t1、m_t3，有取两端齿轮段结构(1)与齿轮(7)的端面压力角分别为α_t1、α_t3，其取值大小根据传动要求进行选取，且m_t1cosα_t1＝m_t3cosα_t3；取滚柱两端齿轮段结构(1)与齿轮(7)的螺旋升角为β，其旋向相反，且滚柱两端齿轮段(1)与滚柱中间螺纹段结构(2)的旋向相反，取值大小根据传动要求进行选取；

取两端齿轮段结构(1)与齿轮(7)的齿顶高系数为两端齿轮段结构(1)与齿轮(7)的端面变位系数为x_t1、x_t3，有取齿轮(7)齿顶圆半径为有

两端齿轮段结构与齿轮(7)的啮合重合度为ε_α，其取值根据两端齿轮段结构(1)的齿数Z₁、端面模数m_t1、端面压力角α_t1、齿顶圆半径与齿轮(7)的齿数Z₃、模数m_t3、压力角α_t3、齿顶圆半径螺旋升角β、啮合齿宽B确定，有

根据公式(2)进行判断，若重合度ε_α≥1时，即表明该齿轮啮合副在传动过程中运动平稳，所取参数符合结构要求；若重合度ε_α1，则表示参数并不能满足要求，需调整相应参数m_t1、m_t3与Z_t1、Z_t3直到能够满足重合度ε_α≥1的要求；

在行星滚柱丝杠副当中，有m_t1＝m_t3，α_t1＝α_t3，由于结构的限制，参数均不能满足要求，需要进行变模数啮合，即m_t1≠m_t3、α_t1≠α_t3，

取齿轮(7)的端面模数、端面压力角为m_t3、α_t3，其模数m_t3的取值根据节点内齿轮啮合特性及滚柱(3)与齿轮(7)的中心距a，传动比i，两端齿轮段结构的端面模数m_t1、端面压力角α_t1、齿数Z₁确定，有：

齿轮(7)的端面压力角α_t3根据两端齿轮段结构的模数、压力角与齿轮(7)的模数确定，有：m_t1cosα_t1＝m_t3cosα_t3、m_t1≠m_t3；

代入式(2)中进行判断，当重合度ε_α≥1时，即表明该齿轮啮合副在传动过程中运动平稳，所取参数符合结构要求；若重合度ε_α1，则表示参数并不能满足要求，需继续调整相应参数m_t1、m_t2与Z_t1、Z_t2直到能够满足重合度ε_α≥1的要求。