本發(fā)明屬于傳動裝置的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種滾珠絲杠螺母副及預(yù)緊方法。

背景技術(shù)：

滾珠絲杠及其螺母是絕大多數(shù)工程機(jī)械的傳動部件，在絲杠上裝上螺母、滾珠以及相關(guān)的緊固件、密封件即構(gòu)成一個滾珠絲杠螺母副。滾珠絲杠螺母副可將絲杠的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為螺母沿絲杠軸線方向的直線往復(fù)運動。在螺母承受軸向載荷的情況下，螺母的往復(fù)直線運動會存在回程誤差，即螺母在絲杠的推動下運動一段直線距離，當(dāng)絲杠反轉(zhuǎn)并帶動螺母返回時，螺母不能準(zhǔn)確回到初始位置，返回位置與初始位置之間會存在一段微小距離。為消除滾珠絲杠螺母副傳動的回程誤差并改善其動力特性，通常需要對滾珠絲杠螺母副進(jìn)行預(yù)緊，即通過預(yù)緊使螺母與絲杠始終保持緊密接觸甚至產(chǎn)生微小的變形，從而消除螺母與絲杠之間的間隙，達(dá)到減小或消除回程誤差、提高傳動精度并增強(qiáng)滾珠絲杠傳動動力特性的目的。而滾珠絲杠螺母副有多種預(yù)緊方法，其中一種便是用雙螺母加調(diào)整墊片的預(yù)緊方式對滾珠絲杠螺母副進(jìn)行預(yù)緊，此種預(yù)緊方式中，一根絲杠上設(shè)有兩個螺母，通過在兩螺母之間添加調(diào)整墊片的方式將兩螺母向絲杠兩端擠壓以使絲杠與螺母之間的間隙變?yōu)榱?，這樣無論螺母是前進(jìn)還是返回，螺母與絲杠之間的間隙始終保持為零。但是，目前滾珠絲杠螺母副的雙螺母預(yù)緊方式中存在調(diào)整困難、調(diào)整墊片加工難度大、特定滾珠絲杠螺母副的預(yù)緊力不可變更等缺點。

上述論述內(nèi)容目的在于向讀者介紹可能與下面將被描述和/或主張的本發(fā)明的各個方面相關(guān)的技術(shù)的各個方面，相信該論述內(nèi)容有助于為讀者提供背景信息，以有利于更好地理解本發(fā)明的各個方面，因此，應(yīng)了解是以這個角度來閱讀這些論述，而不是承認(rèn)現(xiàn)有技術(shù)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有雙螺母預(yù)緊滾珠絲杠螺母副預(yù)緊力調(diào)整困難、調(diào)整墊片加工難度大以及特定滾珠絲杠螺母副的預(yù)緊力不可根據(jù)工況的不同而進(jìn)行變更等缺點，提供一種滾珠絲杠螺母副及其預(yù)緊方法，該滾珠絲杠螺母副采用雙螺母預(yù)緊并以壓電材料作為調(diào)整墊片，通過控制壓電材料兩極的電壓差來控制壓電材料的變形，從而實現(xiàn)滾珠絲杠螺母副預(yù)緊力的調(diào)節(jié)。

本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

提供一種滾珠絲杠螺母副，包括絲杠、滾珠、兩個螺母，所述兩個螺母螺接在絲杠上，所述滾珠設(shè)置在螺母與絲杠之間，所述兩個螺母之間預(yù)壓設(shè)置有可根據(jù)外接電壓大小和/或方向來調(diào)節(jié)厚度的壓電材料墊片。

作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述壓電材料墊片兩側(cè)連接有電極，電極連接有可調(diào)節(jié)電壓大小和/或方向的電源。

作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述電源的電壓是模擬量電壓或者是數(shù)字量電壓。

作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述兩個螺母與壓電材料墊片之間設(shè)置有絕緣墊片。

作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述壓電材料墊片為圓環(huán)形。

作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述壓電材料墊片材料是壓電晶體或壓電陶瓷或壓電聚合物。

作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述壓電材料墊片材料是水晶。

作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述壓電材料墊片材料是鈦酸鋇。

作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述壓電材料墊片材料是偏聚氟乙烯。

本發(fā)明還提供了一種滾珠絲杠螺母副的預(yù)緊方法，采用如上所述的滾珠絲杠螺母副，通過改變壓電材料墊片兩側(cè)電壓的方向控制壓電材料墊片產(chǎn)生壓縮或者是拉伸變形，通過改變電材料墊片兩側(cè)電壓的大小控制壓電材料墊片變形的大小，壓電材料墊片的拉伸或壓縮變形分別增大或減小絲杠上兩個螺母之間的距離，從而調(diào)整滾珠絲杠螺母副的預(yù)緊力。

本發(fā)明的有益效果：采用雙螺母預(yù)緊并以壓電材料作為調(diào)整墊片，通過控制壓電材料兩極的電壓差來控制壓電材料的變形，從而實現(xiàn)滾珠絲杠螺母副預(yù)緊力的調(diào)節(jié)，微調(diào)實時性很強(qiáng)。本發(fā)明主要適用于中小型或微型超精密滾珠絲杠螺母副的預(yù)緊。

附圖說明

利用附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但附圖中的實施例不構(gòu)成對本發(fā)明的任何限制，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)以下附圖獲得其它的附圖。

圖1是滾珠絲杠螺母副的立體裝配圖。

圖2是滾珠絲杠螺母副的剖面圖。

圖3是滾珠絲杠螺母副的預(yù)緊原理圖。

圖4是壓電材料的變形原理圖。

具體實施方式

為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

本發(fā)明的核心在于提供一種滾珠絲杠螺母副及預(yù)緊方法，其采用雙螺母預(yù)緊并以壓電材料作為調(diào)整墊片，通過控制壓電材料兩極的電壓差來控制壓電材料的變形，從而實現(xiàn)滾珠絲杠螺母副預(yù)緊力的調(diào)節(jié)，其主要適用于中小型或微型超精密滾珠絲杠螺母副的預(yù)緊。

如圖1至圖4所示，本發(fā)明所述的滾珠絲杠螺母副，包括絲杠1、滾珠5，兩個螺母3，所述兩個螺母3螺接在絲杠1上，其中左邊的螺母3帶有法蘭，法蘭上設(shè)有螺栓孔10，左側(cè)的螺母3通過螺栓孔10與外部的執(zhí)行部件連接。所述滾珠5設(shè)置在螺母3與絲杠1之間，在圖2中，絲杠1和螺母3上均設(shè)有滾珠滾道2，滾珠滾道2中設(shè)有滾珠5，螺母3上還設(shè)有反向滾道4，滾珠5在滾珠滾道2和反向滾道4中循環(huán)滾動，從而將絲杠1的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為螺母3的軸向直線運動，所述兩個螺母3之間預(yù)壓設(shè)置有可根據(jù)外接電壓大小和/或方向來調(diào)節(jié)厚度的壓電材料墊片6，滾珠絲杠螺母副上的兩個螺母3之間以壓電材料墊片6作為調(diào)整墊片來對滾珠絲杠螺母副進(jìn)行預(yù)緊。所述壓電材料墊片6兩側(cè)連接有電極7，所述兩個螺母3與壓電材料墊片6之間設(shè)置有絕緣墊片8，絕緣墊片8、電極7和壓電材料墊片6均成圓環(huán)狀并安裝在兩個螺母3之間。絲杠1與螺母3、壓電材料墊片6、電極7和絕緣墊片8之間均留有間隙，螺母3、壓電材料墊片6、電極7和絕緣墊片8之間為緊配合，相互接觸的各端面之間沒有間隙，兩個螺母3、兩個絕緣墊片8、兩個電極7以及壓電材料墊片6保持同步轉(zhuǎn)動。所述兩個電極7通過導(dǎo)線連接有可調(diào)節(jié)電壓大小和/或方向的電源9。所述電源9的電壓是模擬量電壓或者是數(shù)字量電壓。通過改變電壓的方向控制壓電材料墊片6變形的形式，即控制壓電材料墊片6產(chǎn)生壓縮或者是拉伸變形，通過改變電壓的大小控制壓電材料墊片6變形的大小，壓電材料墊片6的拉伸或壓縮變形分別增大或減小絲杠1上兩螺母3之間的距離，從而調(diào)整滾珠絲杠螺母副的預(yù)緊力。所述壓電材料墊片6材料是壓電晶體如水晶，或者為壓電陶瓷如鈦酸鋇，或者是壓電聚合物如偏聚氟乙烯，絕緣墊片8采用的是非導(dǎo)電材料。

在圖3中，壓電材料墊片6兩端的兩個電極7之間未施加電壓，兩螺母3處于預(yù)緊狀態(tài)，即螺母3、絕緣墊片8、電極7以及壓電材料墊片6之間為緊配合狀態(tài)，配合面之間沒有間隙，各配合端面之間在圓周方向上的摩擦力矩大于任一螺母3轉(zhuǎn)動時所產(chǎn)生的摩擦力矩，即各零件之間靠零件端面的摩擦力維持各零件同步轉(zhuǎn)動。以壓電材料墊片6為中心，壓電材料墊片6左右兩側(cè)的滾珠5分別靠向絲杠1上滾珠滾道2的左側(cè)和右側(cè)，同時滾珠5靠向螺母3上滾珠滾道2的右側(cè)和左側(cè)，當(dāng)壓電材料墊片6在軸向上的厚度增大時，壓電材料墊片6將兩螺母3分別向兩邊撐開，即增大兩螺母之間的距離，使?jié)L珠5與滾珠滾道2之間靠得更緊，從而加大了滾珠絲杠螺母副的預(yù)緊力，相反，當(dāng)壓電材料墊片6在軸向上的厚度減小時，滾珠5與滾珠滾道2之間靠得更松，即在初始預(yù)緊力的基礎(chǔ)上減小了滾珠絲杠螺母副的預(yù)緊力；

在圖4中，以壓電材料墊片6和電極7的半剖面圖對壓電材料墊片6的變形原理進(jìn)行說明，通過在兩電極7之間連接一個電源9，即給壓電材料墊片6的兩極施加一個電壓差，壓電材料墊片6將在其軸向方向上將產(chǎn)生微小的變形，變形量的大小通過電壓的大小進(jìn)行控制，變形的形式通過控制電壓的方向進(jìn)行控制，如圖4中的虛線所示，改變電源9的方向，壓電材料墊片6的變形將由壓縮變?yōu)槔旎蛴衫熳優(yōu)閴嚎s，通過給壓電材料墊片6的兩極施加電壓差，壓電材料墊片6在其軸向上產(chǎn)生微小變形，從而實現(xiàn)滾珠絲杠螺母副預(yù)緊力的微調(diào)，并且微調(diào)實時性很強(qiáng)。

上面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是，本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其他方式來實施，因此，不能理解為對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。

總之，本發(fā)明雖然列舉了上述優(yōu)選實施方式，但是應(yīng)該說明，雖然本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以進(jìn)行各種變化和改型，除非這樣的變化和改型偏離了本發(fā)明的范圍，否則都應(yīng)該包括在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。