一種螺旋升降機構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種應用于精密機械、汽車、精密機床等行業(yè)的螺旋升降機構(gòu)，它通過傳動錐齒輪、升降絲杠、齒輪絲母、機座和軸承等機械零件，組成了一套精密螺旋升降機構(gòu)。本發(fā)明的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)緊湊、零件加工精度低、裝配方法簡單，實現(xiàn)了精確螺旋升降。且本發(fā)明加工成本低，可應用于多種精密機械的行業(yè)，便于普及和推廣。
【專利說明】一種螺旋升降機構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于精密機械傳動領(lǐng)域，具體地，涉及一種應用于航空、航天、汽車、精密機床等行業(yè)的螺旋升降機構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]在目前常用的升降傳動機構(gòu)中，經(jīng)常用到軸承、絲杠等機構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)都存在一定的缺陷，工作過程中易產(chǎn)生少量的間隙竄動。這些小間隙活動量對于要求不高的升降傳動機構(gòu)可以接受。但是，對于要求較高的精密傳動機構(gòu)，這些間隙量是不可接受的，或者是致命的缺點。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種螺旋升降機構(gòu)，以在一定程度上解決螺旋傳動中的間隙問題。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案包括:
[0005]一種螺旋升降機構(gòu)，包括升降絲杠、齒輪絲母、兩個鎖緊螺母、兩個角接觸球軸承、機座、傳動齒輪構(gòu)件、調(diào)整螺釘、深溝球軸承、端蓋、以及卡圈，其中，
[0006]傳動齒輪構(gòu)件的第一端具有連接至外部的驅(qū)動裝置的轉(zhuǎn)軸，第二端具有與齒輪絲母嚙合的主動錐齒輪，并且傳動齒輪構(gòu)件的中部具有環(huán)形臺階；
[0007]齒輪絲母為筒形結(jié)構(gòu)，其中部具有與升降絲杠配合的螺紋孔，齒輪絲母的第一端具有與傳動齒輪構(gòu)件的主動錐齒輪嚙合的從動錐齒輪，第二端具有抱緊結(jié)構(gòu)，該抱緊結(jié)構(gòu)能夠通過調(diào)整螺釘和調(diào)整螺母鎖緊；
[0008]機座為具有中空腔的六面體結(jié)構(gòu)，其頂面和底面上分別設(shè)置有連通至中空腔、且同軸的圓孔；在機座的第一側(cè)面上開設(shè)有連通至中空腔的轉(zhuǎn)軸孔；
[0009]端蓋的中部具有臺階腔，該臺階腔包括第一腔和第二腔，第一腔的直徑小于第二腔的直徑，并且在第一腔和第二腔之間形成有臺階面，第二腔的腔壁上還設(shè)置有卡槽；
[0010]當安裝到位時，傳動齒輪構(gòu)件的主動錐齒輪與從動錐齒輪嚙合，升降絲杠自上而下地穿設(shè)于齒輪絲母的螺紋孔中；兩個角接觸軸承彼此間隔地套裝在齒輪絲母上，其中，位于上面的角接觸軸承為第一角接觸軸承，位置在下面的角接觸軸承為第二角接觸軸承；兩個鎖緊螺母層疊地套裝在齒輪絲母上，位于下面的鎖緊螺母抵壓在第一角接觸軸承的內(nèi)圈上，并且位于下面的鎖緊螺母的位置低于抱緊結(jié)構(gòu)；主動錐齒輪、從動錐齒輪、兩個角接觸軸承、以及升降絲杠的一部分均位于機座的中空腔中；端蓋蓋設(shè)在機座的轉(zhuǎn)軸孔中；深溝球軸承和卡圈順序地套裝于傳動齒輪構(gòu)件上，傳動齒輪構(gòu)件的第一端自端蓋的臺階腔伸出，卡圈卡在卡槽中，深溝球軸承的內(nèi)圈抵靠在環(huán)形臺階部上，其外圈分別通過端蓋的臺階面和卡圈限位。
[0011]進一步地，在機座中空腔的腔壁上、并且靠近于其頂面上的圓孔的位置處設(shè)置有第一環(huán)形凸臺；在齒輪絲母的外壁上、靠近于從動錐齒輪的位置處設(shè)置有第二環(huán)形凸臺；當安裝到位時，第二角接觸軸承裝配于第一環(huán)形凸臺與第二環(huán)形凸臺之間。
[0012]進一步地，端蓋包括臺階型布置的第一圓柱部和第二圓柱部，第一圓柱部的直徑大于第二圓柱部的直徑，并且第一圓柱部上均勻地設(shè)置有多個連接孔；當安裝到位時，第二圓柱部嵌在機座的轉(zhuǎn)軸孔中，端蓋通過穿設(shè)于多個連接孔中的螺釘固定連接至機座第一側(cè)面。
[0013]進一步地，所述抱緊結(jié)構(gòu)通過以下方式形成:在齒輪絲母第一端的外壁上形成有軸向切槽和徑向切槽，其中，軸向切槽自齒輪絲母第一端的端面沿齒輪絲母的軸向延伸，并且軸向切槽自齒輪絲母的外表面貫通至其螺紋孔；徑向切槽沿齒輪絲母的周向延伸、占1/2個周長，并自齒輪絲母的外表面貫通至其螺紋孔；并且該軸向切槽與徑向切槽連通；在軸向切槽兩側(cè)的槽壁上設(shè)置有同軸的兩個通孔，所述調(diào)整螺釘能夠穿過該兩個通孔，并與調(diào)整螺母螺接。
[0014]本發(fā)明中，1、在絲杠和絲母配合方面，絲杠運動產(chǎn)生的間隙，通過抱緊結(jié)構(gòu)得以解決。具體方法是把絲母切開一個開口，然后通過調(diào)整螺釘鎖緊這個開口，來調(diào)整絲杠和絲母的配合松緊度，從而減少了絲杠軸向運動的間隙，實現(xiàn)了精密傳動。
[0015]2、在軸承方面，由于軸承的軸向都存在著游隙，所以在絲母的軸向也存在著一定的間隙量。本發(fā)明通過成對使用角接觸球軸承，并施加軸向預緊力，從而減小了軸承的軸向游隙，提高了絲杠軸向傳動的精度。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，根據(jù)本發(fā)明的螺旋升降機構(gòu)具有有益的技術(shù)效果:
[0017]1、在本發(fā)明的螺旋升降機構(gòu)中，采用了一對角接觸球軸承，對稱安裝，然后采用了軸向螺母鎖緊結(jié)構(gòu)，消除了軸承的游隙，從而提高了螺旋機構(gòu)的精度。
[0018]2、在螺旋機構(gòu)的螺旋升降部位，齒輪絲母采用開口結(jié)構(gòu)，然后用螺釘鎖緊，調(diào)整絲杠和絲母間的松緊度，使其既可以自由轉(zhuǎn)動，又沒有軸向竄動間隙。
[0019]3、本發(fā)明實現(xiàn)在低成本情況下，完成了高要求的機械傳動，有益于提高用戶的經(jīng)濟效益。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明的螺旋升降機構(gòu)的原理圖；
[0021]圖2為本發(fā)明的螺旋升降機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3為本發(fā)明的螺旋升降機構(gòu)的分解圖；
[0023]圖4a為本發(fā)明的齒輪絲母的剖視圖；圖4b為本發(fā)明的齒輪絲母的立體示意圖；
[0024]圖5為本發(fā)明的機座的示意圖；
[0025]圖6為本發(fā)明的端蓋的示意圖；
[0026]圖7為本發(fā)明的傳動齒輪構(gòu)件的示意圖。

【具體實施方式】
[0027]下面將結(jié)合附圖和具體實施例對根據(jù)本發(fā)明的精密螺旋升降機構(gòu)做進一步詳細的說明。
[0028]如圖2-圖7所示，本發(fā)明的螺旋升降機構(gòu)包括升降絲杠1、齒輪絲母2、兩個鎖緊螺母3、兩個角接觸球軸承4、機座5、傳動齒輪構(gòu)件6、調(diào)整螺釘7、深溝球軸承8、端蓋9、以及卡圈10。
[0029]如圖7所示，傳動齒輪構(gòu)件6的第一端具有連接至外部的驅(qū)動裝置的轉(zhuǎn)軸61，第二端具有與齒輪絲母2嚙合的主動錐齒輪62，并且傳動齒輪構(gòu)件的中部具有環(huán)形臺階63。
[0030]如圖4a和圖4b所示，齒輪絲母2為筒形結(jié)構(gòu)，其中部具有與升降絲杠I配合的螺紋孔21，齒輪絲母2的第一端具有與傳動齒輪構(gòu)件6的主動錐齒輪62嚙合的從動錐齒輪22，第二端具有抱緊結(jié)構(gòu)23，該抱緊結(jié)構(gòu)23能夠通過調(diào)整螺釘(如圖中的7)和調(diào)整螺母鎖緊(未圖示)。具體地如圖4b所示，抱緊結(jié)構(gòu)23通過以下方式形成:在齒輪絲母2第一端的外壁上形成有軸向切槽25和徑向切槽26，其中，軸向切槽25自齒輪絲母2第一端的端面沿齒輪絲母2的軸向延伸，并且軸向切槽25自齒輪絲母2的外表面貫通至其螺紋孔21 ;徑向切槽26沿齒輪絲母2的周向延伸、占1/2個周長，并自齒輪絲母2的外表面貫通至其螺紋孔21 ;并且該軸向切槽25與徑向切槽26連通。在軸向切槽25兩側(cè)的槽壁上設(shè)置有同軸的兩個通孔，所述調(diào)整螺釘能夠穿過該兩個通孔，并與調(diào)整螺母螺接。
[0031]如圖5，機座5為具有中空腔的六面體結(jié)構(gòu)，其頂面51和底面52上分別設(shè)置有連通至中空腔、且同軸的圓孔511、521 ;在機座5的第一側(cè)面53上開設(shè)有連通至中空腔的轉(zhuǎn)軸孔531。在機座5中空腔的腔壁上、并且靠近于其頂面上的圓孔的位置處設(shè)置有第一環(huán)形凸臺54 ;在齒輪絲母2的外壁上、靠近于從動錐齒輪22的位置處設(shè)置有第二環(huán)形凸臺24 ;當安裝到位時，第二角接觸軸承裝配于第一環(huán)形凸臺54與第二環(huán)形凸臺24之間。
[0032]如圖6，端蓋9的中部具有臺階腔，該臺階腔包括第一腔91和第二腔92，第一腔91的直徑小于第二腔92的直徑，并且在第一腔91和第二腔92之間形成有臺階面94，第二腔92的腔壁上還設(shè)置有卡槽93。端蓋9包括臺階型布置的第一圓柱部94和第二圓柱部95，第一圓柱部94的直徑大于第二圓柱部95的直徑，并且第一圓柱部94上均勻地設(shè)置有多個連接孔；當安裝到位時，第二圓柱部95嵌在機座5的轉(zhuǎn)軸孔531中，端蓋9通過穿設(shè)于多個連接孔中的螺釘固定連接至機座5第一側(cè)面。
[0033]如圖2所示，當安裝到位時，傳動齒輪構(gòu)件6的主動錐齒輪62與從動錐齒輪22嚙合，升降絲杠I自上而下地穿設(shè)于齒輪絲母2的螺紋孔21中；兩個角接觸軸承4彼此間隔地套裝在齒輪絲母2上，其中，位于上面的角接觸軸承為第一角接觸軸承，位置在下面的角接觸軸承為第二角接觸軸承；兩個鎖緊螺母3層疊地套裝在齒輪絲母2上，位于下面的鎖緊螺母抵壓在第一角接觸軸承4的內(nèi)圈上，并且位于下面的鎖緊螺母的位置低于抱緊結(jié)構(gòu)23 ;主動錐齒輪62、從動錐齒輪22、兩個角接觸軸承4、以及升降絲杠I的一部分均位于機座5的中空腔中；端蓋9蓋設(shè)在機座5的轉(zhuǎn)軸孔531中；深溝球軸承8和卡圈10順序地套裝于傳動齒輪構(gòu)件6上，傳動齒輪構(gòu)件6的第一端自端蓋9的臺階腔伸出，卡圈10卡在卡槽93中，深溝球軸承8的內(nèi)圈抵靠在環(huán)形臺階部63上，其外圈分別通過端蓋9的臺階面94和卡圈10限位。
[0034]本發(fā)明中，使用兩個鎖緊螺母3是為了防松目的，防止齒輪絲母2在長時間轉(zhuǎn)動的過程中，鎖緊螺母松動，造成齒輪絲母2軸向松動。
[0035]使用兩個角接觸球軸承4，并施加軸向預緊力，從而減小了軸承的軸向游隙，提高了絲杠軸向傳動的精度。
[0036]使用抱緊結(jié)構(gòu)，是通過把齒輪絲母2切開一個開口，然后用調(diào)整螺釘7鎖緊這個開口，來調(diào)整升降絲杠I和齒輪絲母2的配合松緊度，從而減少了升降絲杠I軸向運動的間隙，實現(xiàn)了精密傳動。使用時，調(diào)整調(diào)整螺釘7的松緊度，從而調(diào)整了升降絲杠I和齒輪絲母2之間的縫隙，既可以保證齒輪絲母2的自用轉(zhuǎn)動，又使它們之間沒有了縫隙，從而提高了這種螺旋升降機構(gòu)的傳動精度。
[0037]本發(fā)明的原理圖如圖1所示。由傳動齒輪構(gòu)件6帶動齒輪絲母2轉(zhuǎn)動，從而帶動升降絲杠I上下運動。
[0038]通過調(diào)整鎖緊螺母3的鎖緊程度，可以減小角接觸球軸承4的軸向間隙。通過調(diào)整調(diào)整螺釘7，可以減小升降絲杠I和齒輪絲母2之間的間隙。
[0039]本發(fā)明通過使用一對錐齒輪和兩個機構(gòu)的調(diào)整，從而實現(xiàn)了精密螺旋傳動升降運動。
[0040]本發(fā)明中，升降絲杠I是不能夠自由旋轉(zhuǎn)的，它只能做升降運動，通過齒輪絲母2的旋轉(zhuǎn)，來推動或拉動升降絲杠I運動，從而實現(xiàn)精密螺旋升降，其傳動誤差小于0.01mm。
[0041]優(yōu)選地，機座5用鋁合金加工而成，其作用是承載著兩只角接觸球軸承4和傳動齒輪構(gòu)件6。升降絲杠I采用2Crl3材料加工而成，它與齒輪絲母2的絲母部分配合使用，其作用是將絲母的旋轉(zhuǎn)運動變成升降絲杠的直線運動。齒輪絲母2采用40Cr材料加工而成，它的絲母部分與升降絲杠I配合使用，它的齒輪部分與傳動齒輪構(gòu)件6上的主動錐齒輪配對使用。鎖緊螺母3采用0Crl8Ni9材料加工而成，其作用是鎖緊齒輪絲母2軸向的兩個角接觸球軸承。角接觸球軸承4是外購件。傳動齒輪構(gòu)件6采用40Cr材料加工而成，其作用是與齒輪絲母2配合使用，傳遞轉(zhuǎn)動。調(diào)整螺釘7采用M3xl2開槽圓柱頭螺釘。升降絲杠I在轉(zhuǎn)動時受到約束，從而實現(xiàn)它的升降運動。
[0042]升降絲杠I因齒輪絲母2的轉(zhuǎn)動而上下運動時，如果采用轉(zhuǎn)動軸承會產(chǎn)生反向間隙，影響升降絲杠I上下運動精度。為減少轉(zhuǎn)動軸承對其的影響，在本發(fā)明的升降機構(gòu)中，使用了兩只角接觸球軸承，這兩只角接觸球軸承面對面使用，并用鎖緊螺母3鎖住。使用時調(diào)整鎖緊螺母3的鎖緊程度，將兩只角接觸球軸承調(diào)整到合適間隙，即保證了軸承的自由轉(zhuǎn)動，又使其沒有了上下運功的間隙，從而提高了這種螺旋升降機構(gòu)的傳動精度。
[0043]在此，需要說明的是，本說明書中未詳細描述的內(nèi)容，是本領(lǐng)域技術(shù)人員通過本說明書中的描述以及現(xiàn)有技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)的，因此，不做贅述。
[0044]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并非用來限制本發(fā)明的保護范圍。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，可以對本發(fā)明做出若干的修改和替換，所有這些修改和替換都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種螺旋升降機構(gòu)，其特征在于，包括升降絲杠(1)、齒輪絲母(2)、兩個鎖緊螺母(3，3)、兩個角接觸球軸承(4，4)、機座(5)、傳動齒輪構(gòu)件￠)、調(diào)整螺釘(7)、深溝球軸承(8)、端蓋(9)、以及卡圈(10)，其中， 傳動齒輪構(gòu)件(6)的第一端具有連接至外部的驅(qū)動裝置的轉(zhuǎn)軸(61)，第二端具有與齒輪絲母(2)嚙合的主動錐齒輪(62)，并且傳動齒輪構(gòu)件的中部具有環(huán)形臺階(63); 齒輪絲母(2)為筒形結(jié)構(gòu)，其中部具有與升降絲杠(1)配合的螺紋孔(21)，齒輪絲母(2)的第一端具有與傳動齒輪構(gòu)件(6)的主動錐齒輪(62)嚙合的從動錐齒輪(22)，第二端具有抱緊結(jié)構(gòu)(23)，該抱緊結(jié)構(gòu)(23)能夠通過調(diào)整螺釘和調(diào)整螺母鎖緊； 機座(5)為具有中空腔的六面體結(jié)構(gòu)，其頂面(51)和底面(52)上分別設(shè)置有連通至中空腔、且同軸的圓孔(511，521);在機座(5)的第一側(cè)面(53)上開設(shè)有連通至中空腔的轉(zhuǎn)軸孔(531)； 端蓋(9)的中部具有臺階腔，該臺階腔包括第一腔(91)和第二腔(92)，第一腔(91)的直徑小于第二腔(92)的直徑，并且在第一腔(91)和第二腔(92)之間形成有臺階面(94)，第二腔(92)的腔壁上還設(shè)置有卡槽(93); 當安裝到位時，傳動齒輪構(gòu)件(6)的主動錐齒輪(62)與從動錐齒輪(22)嚙合，升降絲杠(1)自上而下地穿設(shè)于齒輪絲母(2)的螺紋孔(21)中；兩個角接觸軸承(4，4)彼此間隔地套裝在齒輪絲母(2)上，其中，位于上面的角接觸軸承為第一角接觸軸承，位置在下面的角接觸軸承為第二角接觸軸承；兩個鎖緊螺母(3，3)層疊地套裝在齒輪絲母(2)上，位于下面的鎖緊螺母抵壓在第一角接觸軸承(4)的內(nèi)圈上，并且位于下面的鎖緊螺母的位置低于抱緊結(jié)構(gòu)(23);主動錐齒輪(62)、從動錐齒輪(22)、兩個角接觸軸承(4，4)、以及升降絲杠(1)的一部分均位于機座(5)的中空腔中；端蓋(9)蓋設(shè)在機座(5)的轉(zhuǎn)軸孔(531)中；深溝球軸承(8)和卡圈(10)順序地套裝于傳動齒輪構(gòu)件(6)上，傳動齒輪構(gòu)件(6)的第一端自端蓋(9)的臺階腔伸出，卡圈(10)卡在卡槽(93)中，深溝球軸承(8)的內(nèi)圈抵靠在環(huán)形臺階部(63)上，其外圈分別通過端蓋(9)的臺階面(94)和卡圈(10)限位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋升降機構(gòu)，其特征在于，在機座(5)中空腔的腔壁上、并且靠近于其頂面上的圓孔的位置處設(shè)置有第一環(huán)形凸臺(54);在齒輪絲母(2)的外壁上、靠近于從動錐齒輪(22)的位置處設(shè)置有第二環(huán)形凸臺(24); 當安裝到位時，第二角接觸軸承裝配于第一環(huán)形凸臺(54)與第二環(huán)形凸臺(24)之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋升降機構(gòu)，其特征在于， 端蓋(9)包括臺階型布置的第一圓柱部(94)和第二圓柱部(95)，第一圓柱部(94)的直徑大于第二圓柱部(95)的直徑，并且第一圓柱部(94)上均勻地設(shè)置有多個連接孔； 當安裝到位時，第二圓柱部(95)嵌在機座(5)的轉(zhuǎn)軸孔(531)中，端蓋(9)通過穿設(shè)于多個連接孔中的螺釘固定連接至機座(5)第一側(cè)面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋升降機構(gòu)，其特征在于，所述抱緊結(jié)構(gòu)(23)通過以下方式形成: 在齒輪絲母(2)第一端的外壁上形成有軸向切槽(25)和徑向切槽(26)，其中，軸向切槽(25)自齒輪絲母(2)第一端的端面沿齒輪絲母(2)的軸向延伸，并且軸向切槽(25)自齒輪絲母(2)的外表面貫通至其螺紋孔(21);徑向切槽(26)沿齒輪絲母(2)的周向延伸、占1/2個周長，并自齒輪絲母(2)的外表面貫通至其螺紋孔(21);并且該軸向切槽(25)與徑向切槽(26)連通； 在軸向切槽(25)兩側(cè)的槽壁上設(shè)置有同軸的兩個通孔，所述調(diào)整螺釘能夠穿過該兩個通孔，并與調(diào)整螺母螺接。
【文檔編號】F16H37/02GK104455286SQ201410714259
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月28日
【發(fā)明者】韓雪濤, 廖世賓 申請人:北京興華機械廠