新型超聲螺杆的製作方法

2023-07-06 11:52:26

本發明屬於螺紋傳動技術領域，尤其涉及一種新型超聲螺杆。

背景技術：

現有機電裝備中，螺杆和滾珠絲杆是應用最廣泛的傳動部件，尤其是高檔精密機器傳動中，很多都會用到滾珠絲杆螺母副，滾珠絲槓螺母副傳動精度高、摩擦阻力小，但其製造工藝複雜，生產成本高，使用和維護成本也高。

超聲波振動表面所具有的懸浮支撐與減摩能力，已被證實，並獲得多種實際應用，有研究發現超聲波能使接觸面間摩擦阻力降低90%以上，國內外已有諸多研究者開始使用超聲波軸承和超聲波電機，但至今未見有關超聲波螺杆的研究公諸於世。

技術實現要素：

本發明的目的是克服現有技術的不足而提供一種新型超聲螺杆，能產生高頻振動，大大降低螺紋副接觸表面間的摩擦，提高螺紋副間傳遞精度及耐用度，增加螺紋副使用壽命，減少製造和使用成本。

為達到上述目的，本發明的第一種技術方案是這樣實現的，其是一種新型超聲螺杆，包括帶有外螺紋的螺杆，其特徵在於在所述螺杆的內部設有芯軸，所述芯軸能產生徑向高頻振動並帶動螺杆作徑向高頻振動。

在本技術方案中，所述芯軸是壓電材料或磁致伸縮材料或其他能產生高頻振動的材料製成。

在本技術方案中，所述芯軸是帶外螺紋的螺杆芯軸。

在本技術方案中，所述芯軸是圓柱形芯軸或其它形狀的芯軸。

為達到上述目的，本發明的第二種技術方案是這樣實現的，其是一種新型超聲螺杆，其特徵在於包括帶有外螺紋的螺杆套筒、內芯軸及中間層，所述中間層固設在螺杆套筒與內芯軸之間，中間層產生徑向高頻振動並帶動螺杆套筒作徑向高頻振動。

在本技術方案中，所述中間層可以是壓電材料或磁致伸縮材料或是其他能產生高頻振動的材料。

在本技術方案中，所述中間層為內外都有螺紋的空心螺筒，該空心螺筒設在螺杆套筒的內孔中，空心螺筒的外螺紋面與螺杆套筒的內螺孔固結在一起，所述空心螺筒的內螺孔與內芯軸的外螺紋固結一起。

在本技術方案中，所述中間層為空心圓筒，該空心圓筒設在螺杆套筒的內孔中，空心圓筒的外圓柱面與螺杆套筒的內孔固結在一起，所述內芯軸設在空心圓筒的內孔中並固結在一起。

在本技術方案中，所述中間層為具有外螺紋的空心圓筒，該空心圓筒設在螺杆套筒的內孔中，空心圓筒的外螺紋面與螺杆套筒的內螺孔固結在一起，空心圓筒的內孔與內芯軸的外圓柱面固結在一起。

在本技術方案中，所述中間層既可為整體式，也可以為軸向分段式或者圓周方向分段式。

本發明與現有技術相比的優點為：結構簡單，傳動精度高、摩擦阻力小、製造工藝簡單、生產成本低，使用和維護成本也低，能用於諸如數控工具機、精密注塑機等高端精密裝備，替代現有滾珠絲槓傳動副，或者用於其他需高精度傳動的設備。

附圖說明

圖1是本發明實施例一的結構示意圖；

圖2是本發明實施例二的結構示意圖；

圖3是本發明實施例三的結構示意圖；

圖4是本發明實施例四的結構示意圖；

圖5是圖4的a－a剖面圖；

圖6是本發明實施例五的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的具體實施方式作進一步說明。在此需要說明的是，對於這些實施方式的說明用於幫助理解本發明，但並不構成對本發明的限定。此外，下面所描述的本發明各個實施方式中所涉及到的技術特徵只要彼此之間未構成衝突就可以互相結合。

實施例一

如圖1所示，其一種新型超聲螺杆，包括帶有外螺紋的螺杆1及芯軸2，所述芯軸2設在螺杆1的內部並固定，芯軸2是有外螺紋的螺杆芯軸；芯軸2可以是壓電材料、磁致伸縮材料，也可以是其他能產生高頻振動的材料。

工作時，所述芯軸2產生徑向高頻振動，芯軸2帶動螺杆1作徑向高頻振動，使得位於相互配合的螺母與螺杆間隙中的氣體產生超聲波懸浮力，從而大大減少螺母的內螺紋與螺杆外螺紋間摩擦，具有轉速高、精度好、摩擦小等優點。

實施例二

如圖2所示，其是一種新型超聲螺杆，包括帶有外螺紋的螺杆1及芯軸2，所述芯軸2設在螺杆1的內部並固定，芯軸2為圓柱形；芯軸2可以是壓電材料、磁致伸縮材料，也可以是其他能產生高頻振動的材料。

工作時，芯軸2產生徑向高頻振動，芯軸2帶動螺杆1作徑向高頻振動，使得位於相互配合的螺母與螺杆間隙中的氣體產生超聲波懸浮力，從而大大減少螺母的內螺紋與螺杆外螺紋間摩擦，具有轉速高、精度好、摩擦小等優點。

實施例三

如圖3所示，其是一種新型超聲螺杆，包括帶有外螺紋的螺杆套筒3、內芯軸4及中間層5；其中，所述螺杆套筒3的內孔設有內螺紋，所述內芯軸4的圓柱表面設有外螺紋，所述中間層5是內外都有螺紋的空心螺筒，該空心圓筒與螺杆套筒3以及內芯軸4都固結在一起；空心圓筒可以是壓電材料、磁致伸縮材料，也可以是其他能產生高頻振動的材料。

工作時，空心圓筒產生徑向的高頻振動，並帶動螺杆套筒3作徑向高頻振動，使得位於相互配合的螺母與螺杆間隙中的氣體產生超聲波懸浮力，從而大大減少螺母的內螺紋與螺杆外螺紋間摩擦，具有轉速高、精度好、摩擦小等優點。

實施例四

如圖4及圖5所示，其是一種新型超聲螺杆，包括帶有外螺紋的螺杆套筒3、內芯軸4及中間層5，所述中間層5為空心圓筒，該空心圓筒設在螺杆套筒3的內孔中，空心圓筒的外圓柱面與螺杆套筒3的內孔固結在一起，所述內芯軸4設在空心圓筒的內孔並固結在一起，從而將空心圓筒固設在螺杆套筒3與內芯軸4之間；該空心圓筒可以是壓電材料、磁致伸縮材料，也可以是其他能產生高頻振動的材料。

工作時，空心圓筒產生徑向的高頻振動，並帶動螺杆套筒3作徑向高頻振動，使得位於相互配合的螺母與螺杆間隙中的氣體產生超聲波懸浮力，從而大大減少螺母的內螺紋與螺杆外螺紋間摩擦，具有轉速高、精度好、摩擦小等優點。

實施例五

如圖6所示，其是一種新型超聲螺杆，包括帶有外螺紋的螺杆套筒3、內芯軸4及中間層5，所述螺杆套筒3的內孔設有內螺紋，所述中間層5為具有外螺紋的空心圓筒，該空心圓筒的外螺紋面與螺杆套筒3的內螺孔固結在一起，所述內芯軸4固定在空心圓筒的內孔中；該空心圓筒可以是壓電材料、磁致伸縮材料，也可以是其他能產生高頻振動的材料。

工作時，空心圓筒產生徑向的高頻振動，並帶動螺杆套筒3作徑向高頻振動，使得位於相互配合的螺母與螺杆間隙中的氣體產生超聲波懸浮力，從而大大減少螺母的內螺紋與螺杆外螺紋間摩擦，具有轉速高、精度好、摩擦小等優點。

在實施例三、實施例四及實施例五中，所述中間層5既可為整體式，也可以為軸向分段式或者圓周方向分段式，如圖5所示為圓周方向分段式的剖視圖；在實施例三及實施例五採用圓周方向分段式時，其軸向剖視圖也與圖5類似，特此說明。

由於壓電材料、磁致伸縮材料以及與之相關的振動技術、換能技術和控制技術等相對成熟，且非本發明重點，故本發明中未對其進行詳細說明。

以上結合附圖對本發明的實施方式作出詳細說明，但本發明不局限於所描述的實施方式。對於本領域的普通技術人員而言，在不脫離本發明的原理和宗旨的情況下對這些實施方式進行多種變化、修改、替換及變形仍落入在本發明的保護範圍內。