專利名稱：一種扭力直線軸承的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于機械工程技術領域，具體涉及一種扭力直線軸承。
背景技術：
機械制造中，許多傳動結構的主動件和被動件之間的距離會隨時發(fā)生變化，為了保證機械傳動的穩(wěn)定運行，傳統(tǒng)的機械設計中，通常把傳動桿設計成兩部分，然后通過花鍵結構進行連接。花鍵結構中嚙合齒提供傳動過程中的轉矩，保證傳動力的傳遞，套和桿的相對位移伸縮保證傳動適應主動件和被動件間距離的變化?；ㄦI結構雖說滿足了傳動體間的距離變化要求，但是同時也對傳動結構本身提出了嚴格的要求。因為花鍵屬于滑動摩擦，需要主動件與被動件的固定和結構本身比較牢固，否則無法克服花鍵之間的摩擦力，輕者造成機構卡死，重者受傳動力的影響，造成機構損毀。因此，對于許多低結構穩(wěn)定性、高傳動力要求的機構，必須設計專用跑道，以實現(xiàn)不規(guī)則運動軌跡的傳動結構。這不僅大幅度增加機械制造成本，而且技術難度也顯著加大。綜上所述，研究一種成本低廉、使用方便的扭力直線軸承及其加工方法是本領域技術人員的研究目標。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠替代原有機械設計中花鍵結構，且應用于需要自由伸縮的轉動結構中的扭力直線軸承。
本發(fā)明提出的扭力直線軸承，由擋圈1、密封件2、軸承套3、鋼珠4、鋼珠保持架5、止滑螺釘6組成。其中，鋼珠保持架5為正多邊形直筒狀結構，位于軸承套3內，軸承套3兩端距離端壁一定距離的內側壁各設有一個圓環(huán)形凹槽，為擋圈槽10，擋圈1位于擋圈槽10內，并位于鋼球保持架5兩端，擋圈1通過止滑螺釘6固定于軸承套3上，用于防止擋圈1的滑動；密封件2位于擋圈1外，填充安裝縫隙用于防塵；鋼珠保持架5內壁的每個側平面沿軸向均勻分布有2-3排具有鎖珠功能削球形圓孔9；鋼珠保持架5的孔9內安裝鋼珠4，且鋼珠4直徑大于鋼珠保持架5的壁厚。
本發(fā)明中，軸承套3端壁的外緣呈圓形結構，內緣為與鋼珠保持架5截面相似正多邊的直筒體結構，軸承套3的正多邊形內緣尺寸要保證安裝時能夠與鋼珠保持架5上的鋼珠4實現(xiàn)緊配合。
本發(fā)明中，軸承套3一端嵌于法蘭臺8內，具有該種軸承套3的扭力直線軸承主要應用于僅需要連接扭力直線軸承一個端面的結構設計，由其裝配的扭力直線軸承稱為單邊扭力直線軸承。
本發(fā)明中，軸承套3的兩端嵌于法蘭臺8內，具有該種軸承套的扭力直線軸承主要應用于需要同時連接扭力直線軸承兩個端面的結構設計，由其裝配的扭力直線軸承稱為雙邊扭力直線軸承。
本發(fā)明中，擋圈1的外緣呈圓形結構，內緣呈正多邊形的扁平開口環(huán)。環(huán)的開口是在環(huán)的其中一個內直邊向外斜向切斷口，且擋圈1的外緣圓形直徑與軸承套3內的擋圈槽10的直徑相同，內緣正多邊形的尺寸與鋼珠保持架5的內徑相同。擋圈1對應于軸承套端壁止滑螺孔的位置開有止滑通孔。
本發(fā)明提出的扭力直線軸承的加工方法，其具體步驟如下(1)鋼珠嵌于鋼珠保持架內的加工鋼珠保持架的加工方法可以采用整體成型或分體成型兩種方法；A、整體成型法即預先加工具有圓柱直孔的保持架筒體，然后在筒體內穿放一個專用壓合夾，將鋼珠4置于鋼珠保持架5的筒身圓孔9內，通過壓合夾使鋼珠保持架5筒身圓孔9邊緣內收，鎖住鋼珠4，即得嵌有鋼，4的鋼珠保持架5；專用壓合夾主要結構為上下兩個壓塊，壓塊的寬度與筒體截面內緣正多邊形單邊長相同，壓塊壓制表面對應筒體圓孔具有內徑與筒體圓孔相同的圓筒形短凸起，凸起的內孔深度與設計鋼珠暴露高度相當；B、分體成型法即將鋼珠保持架5的筒體分成托架筒和多塊鎖珠板分別加工，每塊鎖珠板對應托架筒的一個側面，托筒側面和鎖珠板分別開圓錐形穿孔，將鋼珠4置于托筒圓孔9中，對應合上鎖珠板，通過在兩端鉚接的形式固定鎖珠板與托筒，即得嵌有鋼珠4的鋼珠保持架5；(2)將鋼珠保持架5嵌于軸承套3內，施加一定的力使擋圈1發(fā)生彈性變形后，裝入軸承套3兩側的擋圈槽10中；校正擋圈1內緣與鋼珠保持架5內緣對齊，用止滑螺釘6固定擋圈1；在滑螺釘孔位置灌注密封膠，即得密封擋圈1外部的安裝件2；(3)將軸承套3的一端或兩端嵌于法蘭臺8內，并將軸承套3與法蘭臺8加工成一體，即得所需要的單邊或雙邊扭力軸承。
本發(fā)明提供的扭力直線軸承的優(yōu)點為(1)正多邊形截面設計為轉動連接提供轉矩，提供了花鍵結構應有的供能；(2)變花鍵結構中的滑動摩擦為滾動摩擦，伸縮阻力小，特別適應扭力大而拉力小的伸縮的轉動桿結構。(3)裝配式的結構設計和安裝工藝，使加工制造方便。


圖1為本發(fā)明扭力直線軸承主視圖。
圖2為本發(fā)明扭力直線軸承俯視圖。
圖3為本發(fā)明的單邊扭力直線軸承主視圖。
圖4為本發(fā)明的雙邊扭力直線軸承主視圖。
圖中標號1為擋圈，2為密封件，3為軸承套，4為鋼珠，5為鋼珠保持架，6為止滑螺釘，7為法蘭連接孔，8為法蘭臺，9為鋼珠保持架側壁上的圓孔，10為擋圈槽。
具體實施例方式
下面結合附圖通過實施例進一步說明本發(fā)明。
實施例1鋼珠保持架5是采用由耐磨材料加工的截面內外緣均為正六邊形的直筒體，筒體壁身的每個側平面沿軸向均勻分布2-3排具有鎖珠功能削球形圓孔9；鋼珠保持架5的圓孔9內安裝鋼珠4，鋼珠4直徑大于鋼珠保持架5的壁厚；削球形圓孔9的對稱內收腔體，保證鋼珠4能夠暴露在保持架壁身的兩側的同時，鋼珠4鎖定不能逃逸；鋼珠保持架5上的削球形圓孔9直徑要略大于鋼珠4，保證鋼珠4能夠自由轉動。這樣由所有鋼珠4內定點共同圍成的筒體構成軸承的滑腔。
軸承套3為一個截面外緣為圓形、內緣為與鋼珠保持架截面相似正多邊形的剛性耐磨直筒體。軸承套3的正多邊形內緣尺寸要保證安裝時能夠與鋼珠保持加上的鋼珠實現(xiàn)緊配合。軸承套3兩端距離端壁一定距離的內側壁各有圓環(huán)形凹槽，用于安裝擋圈1，稱為擋圈槽10。軸承套3兩端壁軸對應于兩個直邊內壁中線的位置開下沉式螺孔，用于止滑螺釘6的安裝。
擋圈1為一個外緣為圓形，內緣為正多邊形的扁平的開口環(huán)。環(huán)的開口是在環(huán)的其中一個內直邊向外斜向切斷口。擋圈1的外緣圓形直徑與軸承外套擋圈槽的直徑相同，內緣正多邊形的尺寸與鋼珠保持架的內徑相同。擋圈1對應于軸承套3端壁止滑螺孔的位置開止滑通孔。
法蘭臺8為扁平的剛性圓環(huán)。環(huán)的外緣尺寸能夠保證外部安裝需要，環(huán)的內緣尺寸與軸承套的外緣尺寸相同，環(huán)片上對稱開設法蘭連接孔。
把軸承套3的一端嵌入法蘭臺8，并將軸承套3與法蘭臺8加工成一體，構成單邊扭力直線軸承。具有該種軸承套3的扭力直線軸承主要應用于僅需要連接扭力直線軸承一個端面的結構設計。
把軸承套3的兩端都嵌入外法蘭臺8，并將軸承套3與法蘭臺8加工成一體，構成雙邊扭力直線軸承。具有該種軸承套3的扭力直線軸承主要應用于需要同時連接扭力直線軸承兩個端面的結構設計。
扭力直線軸承的加工方法為先把鋼珠嵌入保持架，然后進行軸承整體組裝，最后安裝法蘭臺。
鋼珠嵌入保持架有整體成型和分體成型兩種加工方法整體成型法預先加工具有圓柱直孔的保持架筒體，然后筒體串放一個專用壓合夾，放入鋼珠在筒身圓孔，通過壓合夾使筒身圓孔邊緣內收，鎖住鋼珠。專用壓合夾主要結構為上下兩個壓塊，壓塊的寬度與筒體截面內緣正多邊形單邊長相同，壓塊壓制表面對應筒體圓孔具有內徑與筒體圓孔相同的圓筒形短凸起，凸起的內孔深度與設計鋼珠暴露高度相當。
分體成型法把保持架的筒體分成托架筒和多塊鎖珠板分別加工，每塊鎖珠板對應托架筒的一個側面，托筒側面和鎖珠板分別開圓錐形穿孔，放入鋼珠在托筒圓孔中，對應合上鎖珠板，通過在兩端鉚接的形式固定鎖珠板與托筒。
軸承整體的組裝把鋼珠保持架塞進軸承套；用力使擋圈發(fā)生彈性變形后裝入軸承架兩側的擋圈槽中；校正擋圈內緣與鋼珠保持架內緣對齊，用止滑螺釘固定擋圈；從止滑螺孔位置灌注密封膠，密封擋圈外部的安裝縫。
法蘭臺安裝將軸承套3的一端或兩端嵌于法蘭臺8內，并將軸承套3與法蘭臺8加工成一體，即得所需要的單邊或雙邊扭力軸承。
扭力直線軸承應用和工作過程當某一機構使用本發(fā)明提供的扭力直線軸承時，機構提供的安裝基礎構件在安裝基礎背部必須有一定的筒狀空間，筒的內徑必須大于軸承鋼珠內向頂點構成的正多邊形筒體直徑，該筒狀空間稱為滑筒。機構與軸承配套使用的轉動軸截面必須是正多邊形的軸，正多邊形截面尺寸要保證能夠與軸承鋼珠內向頂點構成的正多邊形筒體緊配合。安裝時，正多邊形的轉軸插入軸承的滑腔內，行程套插式連接。安裝時，是軸承安裝基礎構件作為滑動件，還是轉動軸安裝基礎構件作為滑動件不限，作為固定件的一般作為驅動件，滑動件一般作為被動件。當轉動軸安裝基礎構件作為驅動件，正多邊形轉軸轉動時，受套在轉動軸上的軸承與轉軸正多邊形直邊的限制行程轉矩，相互不能自由進行圓周滑動，而必須同步轉動，因此帶動軸承的安裝基礎構件轉動。在轉動過程中，如果軸承的安裝基礎構件需要進行直線位移，軸承套受固定連接關系也必須位移，軸承中的鋼珠保持架受擋圈的限制不能串動，導致整個軸承都要同步位移。由于軸承內部的鋼珠在轉動軸和軸承套內壁構成滾動，軸承在轉動軸上的運動阻力非常小，所以軸承的安裝基礎構件可以非常容易的往復直線運動。當軸承的安裝基礎構件作為驅動件，其運動過程與以上基本相同，不同之處僅為轉動軸安裝基礎構件可以非常容易的往復直線運動。
權利要求
1.一種扭力直線軸承，其特征在于由擋圈(1)、密封件(2)、軸承套(3)、鋼珠(4)、鋼珠保持架(5)、止滑螺釘(6)組成，其中，鋼珠保持架(5)為正多邊形直筒狀結構，位于軸承套(3)內，軸承套(3)兩端距離端壁一定距離的內側壁各設有一個圓環(huán)形凹槽，為擋圈槽(10)，擋圈(1)位于擋圈槽(10)內，并位于鋼球保持架(5)兩端，擋圈(1)通過止滑螺釘固定于軸承套(3)上；密封件(2)位于擋圈(1)外；鋼珠保持架(5)壁身的每個側平面沿軸向均勻分布有2-3排具有鎖珠功能的削球形圓孔(9)；鋼珠保持架(5)的孔(9)內安裝鋼珠(4)，且鋼珠(4)直徑大于鋼珠保持架(5)的壁厚。
2.根據(jù)權利要求1所述的扭力直線軸承，其特征在于軸承套(3)端壁的外緣呈圓形結構，內緣為與鋼珠保持架(5)截面相似正多邊的直筒體結構。
3.根據(jù)權利要求1所述的扭力直線軸承，其特征在于軸承套(3)一端嵌于法蘭臺(8)內。
4.根據(jù)權利要求1所述的扭力直線軸承，其特征在于軸承套(3)的兩端嵌于法蘭臺(8)內。
5.根據(jù)權利要求1所述的扭力直線軸承，其特征在于擋圈(1)的外緣呈圓形結構，內緣呈正多邊形的扁平開口環(huán)。
全文摘要
本發(fā)明屬于機械工程技術領域，具體涉及一種扭力直線軸承。由正多邊形筒狀鋼珠保持架、軸承套、密封件、擋圈和止滑螺釘組成。鋼珠保持架為正多邊形直筒狀結構，位于軸承套內，軸承套兩端內側壁各設有一個擋圈槽，擋圈位于擋圈槽內，并位于鋼球保持架兩端，擋圈通過止滑螺釘固定于軸承套上；密封件位于擋圈外；鋼珠保持架壁身的每個側平面沿軸向均勻分布有2－3排具有鎖珠功能的削球形圓孔；圓孔內安裝鋼珠，且鋼珠直徑大于鋼珠保持架的壁厚。本發(fā)明利用正多邊形界面設計為轉動提供轉矩，提供花鍵結構轉矩供能；直線軸承結構，變花鍵結構中滑動摩擦為滾動摩擦，伸縮阻力小，特別適應扭力大而拉力小的伸縮的轉動桿結構。
文檔編號F16C29/06GK1975187SQ20061014741
公開日2007年6月6日 申請日期2006年12月18日 優(yōu)先權日2006年12月18日
發(fā)明者朱洪光, 徐立鴻, 吳啟迪, 張青松, 蔡康香 申請人:同濟大學