技术领域

本发明涉及一种滚珠花键副。

背景技术

在机械领域内， 滚珠花键副常用于自动化设备和其他具有高灵 敏度高可靠 性的直线运动并传递扭矩的系统中。

授权公告号为 CN2856565Y公开了一种端盖式返向滚动花键副， 由花键轴、 花键套和钢球组成， 花键套设在花键轴上， 在花键轴上且位于花键套的两侧分 别套设有返向器， 在花键套上设有回程孔， 在花键套的内壁上设有沟槽， 在花 键轴上设有沟槽， 花键套上的沟槽和花键轴上的沟槽相互叠合组 成滚道， 在两 个返向器的与花键套相对的表面上设有返向滚 道， 所述回程孔、 滚道和返向滚 道相通， 并且钢球被置于回程孔、 滚道和返向滚道中。 而由于花键套的沟槽需 要满足滚珠顺畅滚动等条件， 因而， 沟槽的加工精度较高， 加工工艺较复杂， 而沟槽的长度越长， 其加工难度越大， 耗费时间越长。 在滚动花键副的实际生 产过程中， 为了增大整个滚动花键副可提供的弯曲力矩， 常需要依据实际使用 情况增大花键套的长度直径比。 而花键套的直径一般需要与外界设备配合， 不 能进行调整， 只能通过加长花键套的长度来增大花键套的长 度直径比， 但由于 滚道需与位于两侧的返向滚道配合才能形成滚 珠的循环回路， 因而， 沟槽的长 度需与花键套的长度相等， 在加长花键套的长度时， 也需要相应地加长花键套 的沟槽的长度， 从而相应地增大了其加工难度。 而且， 随着花键套的长度的加 长， 滚珠的数量也需要相应地增多， 装配时间也相应地增长， 导致制作成本也 大幅度升高。 因此， 其加工难度和制作成本， 限制了该花键套适于批量生产的 最大加工长度， 从而造成花键套适于批量生产的最大长度直径 比值较小， 无法 满足工业需求。

发明内容

为了克服现有技术的不足， 本发明的目的在于提供一种滚珠花键副， 其与 现有的滚珠花键副相比， 可增大花键套适于批量生产的最大加工长度。

为解决上述问题， 本发明所釆用的技术方案如下：

一种滚珠花键副， 包括花键套、 花键轴； 所述花键套内形成有供花键轴穿 插的插装腔， 该花键套的前后两端内均安装有保持架套， 该两保持架套分置于 插装腔的两侧； 所述保持架套上圓周排列有至少两个环形轨道 ， 所述花键套的 内壁上形成有与各环形轨道——对应的若干个 走珠位， 所述环形轨道与对应的 走珠位之间夹装有沿该环形轨道延伸轨迹依次 排列并可沿着该延伸轨迹滚动的 多个滚动体； 所述环形轨道包括负载引道， 所述负载引道的延伸轨迹与花键套 的轴线平行； 该负载引道上形成有贯穿保持架套内壁的开口 ； 所述花键轴可轴 向移动地穿插在该两保持架套内， 且该花键轴的外壁上圓周排列有沿花键套轴 向延伸的负载滚道， 各负载引道内的滚动体通过开口伸出至对应的 负载滚道上。

所述环形轨道还包括依次连接的第一过渡引道 ， 第一回珠引道、 主引道、 第二回珠引道、 第二过渡引道； 所述负载引道位于第一过渡引道和第二过渡引 道之间； 所述走珠位包括与第一过渡引道相对的第一圓 台限位面部、 与第一回 珠引道相对的第一圓柱限位面部、 与主引道相对的主滚道、 与第二回珠引道相 对的第二圓柱限位面部、 与第二过渡引道相对的第二圓台限位面部、 与负载引 道相对的导向滚道。

在同一走珠位内， 所述第一圓台限位面部与第一圓柱限位面部连 接， 第二 圓台限位面部与第二圓柱限位面部连接； 主滚道位于第一圓柱限位面部与第二 圓柱限位面部之间， 导向滚道位于第一圓台限位面部与第二圓台限 位面部之间。

所述花键套包括花键母， 花键母的两端均安装有端盖， 所述端盖的内侧端 插装在花键母内； 第一圓柱限位面部形成在端盖内侧端上， 而第一圓台限位面 部、 主滚道、 第二圓柱限位面部、 第二圓台限位面部、 导向滚道均形成在花键 母上。

从靠近负载引道的一端至靠近第一回珠引道的 另一端， 所述第一过渡引道 与保持架套的内壁的距离逐渐增大； 从靠近负载引道的一端至靠近第二回珠引 道的另一端， 所述第二过渡引道与保持架套的内壁的距离逐 渐增大。

花键套的端部内形成有供保持架套穿插的安装 腔， 所述安装腔包括沿花键 套轴向延伸的主圓柱腔； 所述主圓柱腔的两端均通过圓台腔连接有限位 圓柱腔； 所述主圓柱腔、 圓台腔、 限位圓柱腔共轴设置； 该两圓台腔的小端与主圓柱腔 连接， 且圓台腔小端的内径与主圓柱腔的内径相等， 圓台腔大端的内径与限位 圓柱腔的内径相等； 位于同一走珠位内的第一圓柱限位面部、 第二圓柱限位面 部分别对应地形成在同一安装腔的两限位圓柱 腔的圓柱面上， 位于同一走珠位 内的第一圓台限位面部、 第二圓台限位面部分别对应地形成在同一安装 腔的两 圓台腔的圓台面上。

所述走珠位仅形成在安装腔的内壁上； 导向滚道成型在主圓柱腔的内壁上， 且该导向滚道的两端均朝外延伸， 并延伸至对应的圓台腔的内侧边缘处或对应 的圓台腔的圓台面上； 主滚道成型在主圓柱腔的内壁上， 且该主滚道的两端均 朝外延伸， 并延伸至对应的限位圓柱腔的内侧边缘处或对 应的限位圓柱腔的圓 柱面上。

所述花键套的外壁上形成有与各走珠位一一对 应的若干个填珠孔， 该填珠 孔径向贯穿对应的走珠位， 所述填珠孔内安装有堵头。

所述填珠孔与主引道相对。

所述滚动体为钢珠， 或者滚柱。

相比现有技术， 本发明的有益效果在于：

本发明通过在花键套的端部内安装有保持架套 ， 并通过利用保持架套的环 形轨道和花键套内的走珠位配合， 供滚动体循环滚动， 而在生产过程中， 若加 长花键套的长度， 可通过相应地加长插装腔的长度， 而对走珠位只需稍微加长， 甚至无需加长， 因此， 与现有的滚珠花键副相比， 本发明的加工难度和制作成 本能够大大降低， 可增大花键套适于批量生产的最大加工长度， 从而增大花键 套适于批量生产的最大长度直径比； 而且， 将环形轨道一体成型在保持架套上， 能提高滚珠滚动的顺畅性， 减小摩擦； 本发明的结构简单， 装配方便， 有利于 推广。

附图说明

图 1为本发明的半剖示意图， 其中， 箭头示意出弯曲力矩的方向； 图 2为本发明中的花键套的半剖立体图；

图 3为本发明中的花键母的结构示意图；

图 4为本发明中的保持架套的结构示意图；

图 5为本发明中的花键轴的剖视图；

其中， 1、 花键轴； 11、 负载滚道； 2、 花键套； 21、 端盖； 11、 花键母； 23、 第一圓台限位面部； 24、 第一圓柱限位面部； 25、 主滚道； 26、 第二圓柱 限位面部； 27、 第二圓台限位面部； 28、 导向滚道； 29、 插装腔； 3、 防尘盖； 4、 滚动体； 5、 保持架套； 51、 负载引道； 52、 主引道； 53、 第一回珠引道； 54、 第二回珠引道； 55、 第一过渡引道； 56、 第二过渡引道。

具体实施方式

下面， 结合附图以及具体实施方式， 对本发明做进一步描述， 以便于更清 楚的理解本发明所要求保护的技术思路。

实施例一

如图 1、 2、 3、 4、 5所示， 为本发明一种滚珠花键副的结构示意图， 包括花 键套 2、 花键轴 1 ; 所述花键套 2内形成有供花键轴 1穿插的插装腔 29 , 该花键套 2 的前后两端内均安装有保持架套 5 , 该两保持架套 5分置于插装腔 2 9的两侧； 所 述保持架套 5上圓周排列有至少两个环形轨道， 所述花键套 2的内壁上形成有与 各环形轨道——对应的若干个走珠位， 所述走珠位与对应的环形轨道相对， 且 所述环形轨道与对应的走珠位之间夹装有沿该 环形轨道延伸轨迹依次排列并可 沿着该延伸轨迹滚动的多个滚动体 4 ; 所述环形轨道包括负载引道 51 , 所述负载 引道 51的延伸轨迹与花键套 2的轴线平行； 该负载引道 51上形成有贯穿保持架套 5内壁的开口； 其中， 该开口可从负载引道 51的一端延伸至另一端， 也可只设置 在负载引道 51的中部或其他位置； 所述花键轴 1可轴向移动地穿插在该两保持架 套 5内， 且该花键轴 1的外壁上圓周排列有沿花键套 2轴向延伸的负载滚道 11 , 各 负载引道 51内的滚动体 4通过开口伸出至对应的负载滚道 1 1上。

其中， 为了减少加工时间， 有效控制加工成本， 该两个保持架套 5上的各环 形轨道在圓周方向上——对应， 以使得两个保持架套 5上相对应的两个负载引道 51可共同对应于花键轴 1的同一负载滚道 11 (也就是， 该两负载引道 51的滚动体 4均伸出至同一负载滚道 11上） ， 以有效减少花键轴 1上的负载滚道 11的加工数 量。 优选的， 每个保持架套 5上均设置有两个环形轨道， 而花键轴 1上设置有两 个负载滚道 11 , 而两个保持架套 5上对应的两个负载引道 51共同对应于一负载滚 道 11 , 以减少力 p工成本。

在使用时， 当花键轴 1相对于花键套 2做轴向运动时， 由于负载引道 51内的 滚动体 4伸出至对应的负载滚道 11内， 该滚动体 4可在负载滚道 11的带动作用下 沿环形轨道的延伸轨迹滚动。 而由于负载引道 51内的滚动体 4与负载滚道 11的配 合作用， 可限制花键轴 1相对花键套 2转动， 因此， 花键套 2可向花键轴 1 (或者 花键轴 1可向花键套 2 )传递一定的旋转力矩。

本发明通过在花键套 2端部内安装有保持架套 5 , 并利用保持架套 5的环形轨 道和花键套 2内的走珠位配合， 供滚动体 4循环滚动， 因此， 本发明通过合理调 节滚动体 4的循环回路结构， 可减少花键套 2的加长对走珠位、 环形轨道造成的 影响， 而在生产过程中， 若加长花键套 2的长度， 可通过相应地加长插装腔 29的 长度， 而对走珠位只需稍微加长， 甚至无需加长， 而由于插装腔 29只需供花键 轴 1穿过， 其加工要求和加工工艺比较简单， 因此， 与现有的滚珠花键副相比， 本发明的加工难度和制作成本能够大大降低， 可增大花键套 2适于批量生产的最 大加工长度， 从而增大花键套 2适于批量生产的最大长度直径比； 而且， 通过将 环形轨道一体集成在保持架套 5上， 可减少滚动体 4滚动阻力， 提高滚动体 4滚动 的顺畅性， 同时， 保持架套 5的结构并不复杂， 可以通过铣或注塑等多种加工方 式实现， 加工成本较低； 此外， 花键轴 1的弯曲刚度也可以得到较大的提高， 运 动更加灵活。

优选的， 如图 2、 4所示， 所述环形轨道包括依次连接的第一过渡引道 55 , 第一回珠引道 53、 主引道 52、 第二回珠引道 54、 第二过渡引道 56; 所述负载引 道 51位于第一过渡引道 55和第二过渡引道 56之间； 所述走珠位包括与第一过渡 引道 55相对的第一圓台限位面部 23、 与第一回珠引道 53相对的第一圓柱限位面 部 24、 与主引道 52相对的主滚道 25、 与第二回珠引道 54相对的第二圓柱限位面 部 26、 与第二过渡引道 56相对的第二圓台限位面部 27、 与负载引道 51相对的导 向滚道 28。 而顾名思义， 第一圓柱限位面部 24、 第二圓柱限位面部 26均为圓柱 面， 第一圓台限位面部 23、 第二圓台限位面部 27均为圓台面。 当滚动体 4在环形 轨道上滚动时， 本发明通过利用走珠位对滚动体 4的限制， 可避免滚动体 4脱离 环形轨道， 而通过合理设置走珠位的结构， 以及将环形轨道一体成型在保持架 套 5上， 可使滚动体 4在环形轨道和走珠位的导向作用和约束作用� �， 沿着环形 引道的延伸轨迹做循环纯滚动， 滚动灵活， 且摩擦较小。 而且， 只需要花键套 2 和保持架套 5的配合， 即可构成供滚动体 4循环滚动的回路结构， 结构比较简单， 且工作性能可靠。

其中， 每个走珠位的结构均相同， 现对单个走珠位做进一步详细介绍， 具 体如下： 在同一走珠位内， 所述第一圓台限位面部 23与第一圓柱限位面部 24连 接， 第二圓台限位面部 27与第二圓柱限位面部 26连接； 主滚道 25位于第一圓柱 限位面部 24与第二圓柱限位面部 26之间， 导向滚道 28位于第一圓台限位面部 23 与第二圓台限位面部 27之间。 其中， 所述第一圓台限位面部 23与第一圓柱限位 面部 24可一体成型在花键套 2上， 以此来实现两者的连接； 当然， 所述花键套 2 还可以釆用两个分体的零件， 所述第一圓台限位面部 23、 第一圓柱限位面部 24 可分别成型在两个零件上， 以通过利用衔接的方式来实现两者的连接。 而与此 相类似的， 所述第二圓台限位面部 27、 第二圓柱限位面部 26也可以通过一体成 型或衔接等方式来实现两者之间的连接。

具体的， 如图 1所示， 从靠近负载引道 51的一端至靠近第一回珠引道 53的另 一端， 所述第一过渡引道 55与保持架套 5的内壁的距离逐渐增大， 以使滚动体 4 从负载引道 51至第一回珠引道 53 (或从第一回珠引道 53至负载引道 51 ) 能够顺 畅滚动； 从靠近负载引道 51的一端至靠近第二回珠引道 54的另一端， 所述第二 过渡引道 56与保持架套 5的内壁的距离逐渐增大， 以使滚动体 4从负载引道 51至 第二回珠引道 54 (或从第二回珠引道 54至负载引道 51 )能够顺畅滚动。 而此时， 第一圓台限位面部 23与第二圓台限位面部 27的结构则与之相配合。

具体的，主引道 52的延伸轨迹与花键套 2的轴线平行。所述第一回珠引道 53、 主引道 52、 第二回珠引道 54均为形成在保持架套 5的外壁上的 IHJ槽， 所述主滚道 25、 导向滚道 28均为形成在花键套 2的内壁上的凹槽。 通过釆用上述结构， 可方 便于加工， 并确保其性能。

在使用时， 当滚动体 4滚动至负载引道 51时， 该滚动体 4与导向滚道 28相接 触； 当滚动体 4滚动至第一过渡引道 55时， 滚动体 4与第一圓台限位面部 23相接 触； 当滚动体 4滚动至第一回珠引道 53时， 滚动体 4与第一圓柱限位面部 24相接 触； 当滚动体 4滚动至主引道 52时， 滚动体 4与主滚道 25相接触； 当滚动体 4滚动 至第二回珠引道 54时， 滚动体 4与第二圓柱限位面部 26相接触； 当滚动体 4滚动 至第二过渡引道 56时， 滚动体 4与第二圓台限位面部 27相接触。

花键套 2的端部内形成有供保持架套 5穿插的安装腔， 所述安装腔包括沿花 键套 2轴向延伸的主圓柱腔； 所述主圓柱腔的两端均通过圓台腔连接有限位 圓柱 腔； 该两圓台腔的小端与主圓柱腔连接， 且圓台腔小端的内径与主圓柱腔的内 径相等， 圓台腔大端的内径与限位圓柱腔的内径相等； 位于同一走珠位内的第 一圓柱限位面部 24、 第二圓柱限位面部 26分别对应地形成在同一安装腔的两限 位圓柱腔的圓柱面上（也就是说， 第一圓柱限位面部 24形成在安装腔的其中一 限位圓柱腔的圓柱面上， 则与该第一圓柱限位面部 24位于同一走珠位内的第二 圓柱限位面部 26形成在该安装腔的另一限位圓柱腔的圓柱面� ��） ， 位于同一走 珠位内的第一圓台限位面部 23、 第二圓台限位面部 27分别对应地形成在同一安 装腔的两圓台腔的圓台面上（也就是说， 第一圓台限位面部 23形成在安装腔的 其中一圓台腔的圓台面上， 则与该第一圓台限位面部 23位于同一走珠位内的第 二圓台限位面部 27形成在该安装腔的另一圓台腔的圓台面上） 。 由于位于同一 安装腔的各走珠位内的第一圓柱限位面部 24均形成在该安装腔的一限位圓柱腔 的圓柱面上， 而位于同一安装腔的各走珠位内的第二圓柱限 位面部 26均形成在 该安装腔的另一限位圓柱腔的圓柱面上， 位于同一安装腔的各走珠位内的第一 圓台限位面部 23均形成在该安装腔的一圓台腔的圓台面上， 位于同一安装腔的 各走珠位内的第二圓台限位面部 27均形成在该安装腔的另一圓台腔的圓台面 上， 因此， 无论走珠位的数量设置为多或少， 只要在安装腔内釆用两个圓台腔 和两个限位圓柱腔， 便可满足第一圓柱限位面部 24、 第二圓柱限位面部 26、 第 一圓台限位面部 23、 第二圓台限位面部 27的数量的需求， 能够减少加工时间， 提高加工效率。

优选的， 所述主圓柱腔、 圓台腔、 限位圓柱腔共轴设置， 所述走珠位仅形 成在安装腔的内壁上； 导向滚道 28成型在主圓柱腔的内壁上， 且该导向滚道 28 的两端均朝外延伸， 并延伸至对应的圓台腔的内侧边缘处或对应的 圓台腔的圓 台面上； 主滚道 25成型在主圓柱腔的内壁上， 且该主滚道 25的两端均朝外延 伸， 并延伸至对应的限位圓柱腔的内侧边缘处或对 应的限位圓柱腔的圓柱面上。

其中， 如图 1、 4所示， 所述保持架套 5呈两端开口的圓筒状， 其可利用安装 腔的内侧壁、 以及卡装在花键套 2端部上的防尘盖 3进行定位， 具体的， 保持架 套 5的两端分别抵靠在安装腔的内侧壁和防尘盖 3上， 从而防止保持架套 5轴向移 动。 当然， 除了利用防尘盖 3和安装腔的内侧壁外， 还可以利用其他结构将保持 架套 5安装在花键套 2上， 例如， 还可以利用两卡装在花键套 2内的卡条将保持架 套 5定位在花键套 2上。

优选的， 所述花键套 2包括花键母 22 , 花键母 22的两端均安装有端盖 21 , 所 述端盖 21的内侧端插装在花键母 22内； 第一圓柱限位面部 24形成在端盖 21内侧 端上， 而第一圓台限位面部 23、 主滚道 25、 第二圓柱限位面部 26、 第二圓台限 位面部 27、 导向滚道 28均形成在花键母 22上， 也就是， 安装腔的其中一限位圓 柱腔成型在端盖 21上， 而安装腔内的其他腔则成型在花键母 22上。 通过釆用花 键母 22和端盖 21的结合设计， 可方便于滚动体 4的装配， 提高滚动体 4的装配效 率。 而此时， 主滚道 25的一端延伸至位于端盖 21上的限位圓柱腔的内侧边缘处， 以方便于主滚道 25在花键母 22上一体成型。 第一圓台限位面部 23、 第一圓柱限 位面部 24釆用衔接的方式来实现两者的连接， 第二圓台限位面部 27、 第二圓柱 限位面部 26通过一体成型方式来实现两者之间的连接。

具体的， 所述花键母 22设置为两端开口的圓筒状。 所述花键母 22上还成型 有配合腔， 所述端盖 21的内侧端插装在配合腔内， 并通过过盈配合的方式或胶 粘的方式固定。

所述滚动体 4可釆用钢珠、 滚柱等。

本发明的装配过程如下：

a.在端盖 21内安装防尘盖 3;

b.将保持架套 5装入花键母 22内；

c在花键母 22的配合腔端向保持架套 5的环形轨道内填充滚动体 4； d.最后将端盖 21安装在花键母 22上。

实施例二

本发明的滚珠花键副的第二种实施方式的结构 与图 1的区别仅在于： 花键套 2的结构。 在实施例二中， 所述花键套 2—体成型， 所述花键套 2的外壁上形成有 与各走珠位——对应的若干个填珠孔， 该填珠孔径向贯穿对应的走珠位， 该填 珠孔内安装有堵头。 其中， 该填珠孔可径向贯穿对应的走珠位的任一部位 ， 也 就是， 该填珠孔可与环形轨道的任一路段相对。 优选的， 所述填珠孔与主引道

52相对。 在装配时， 可先将保持架套 5直接定位安装在花键套 2内， 然后通过填 珠孔往环形轨道内填充滚动体 4 , 待滚动体 4填充完成后， 利用堵头将填珠孔封 堵， 同样可便于滚动体 4的安装， 提高滚动体 4的安装效率。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式， 不能以此来限定本发明保护的 范围， 本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任 何非实质性的变化及替换 均属于本发明所要求保护的范围。