CN1009129B - 一种螺旋机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种螺旋机构，它由螺杆轴、螺母、凸轮机构、离合机构，限位机构组成，其特征是螺母和螺杆轴可沿螺杆轴径(面)在全行程内脱离或啮合，当螺母和螺杆轴啮合时，可与普通螺旋机构一样进行连续的螺旋传动或紧固连接，当螺母和螺杆轴脱离时，可实现螺母与螺杆的轴向自由移动、螺母和螺杆轴的脱离或啮合，只需通过螺杆轴的转动即可实现。

Description

本发明涉及一种机械机构，特别是一种可机械程控实现螺母和螺杆径向离、合的螺旋机构。

传统的螺旋机构是利用固定配对的螺杆、螺母进行螺纹连接和传动的，螺杆与螺母相对转动一周，螺母与螺杆的相对轴向移动只有一个螺距，移动速度慢，工作效率低。而现有技术的开合螺母形式的螺旋传动机构，虽然能实现螺母与螺杆的离合，但结构复杂、径向尺寸较大，特别是需要设置单独的操纵系统控制螺母的开合，难于用简单的机械结构实现机械程控。

本发明的目的是提供一种可机械程控实现螺母和螺杆径向离、合的螺旋机构。它只需通过控制螺杆的转动方向即可实现螺母与螺杆的径向（面）离、合。在螺母与螺杆接合时，可与传统螺旋机构一样进行传动或紧固连接，在螺母与螺杆脱离时，可实现螺母与螺杆的轴向自由移动。

本发明的要点在于：与螺杆配合的螺母是内外圆（或螺纹与外圆）不同心的凸轮套螺母（也可是外圆与凸轮套配合的螺母），凸轮套螺母的内孔大于螺杆的外径（也可是开口的正常螺母）。当螺杆转动时，在离合机构的带动下，凸轮套螺母（凸轮套）可在一定范围内转动，使内孔（螺纹）的中心位置发生变化，螺母的螺纹随内孔（ 螺纹）中心位置的变化而与螺杆的螺纹沿径向（面）啮合或脱离，当螺母与螺杆啮合时，转动螺杆即可与传统螺旋机构一样进行传动或紧固连接，在螺母与螺杆脱离时，可实现螺母与螺杆的轴向自由移动。在凸轮套螺母上有控制螺母相对螺母座和螺杆转动范围的限位机构，以保证螺母与螺杆的可靠离合。

附图1、附图2、附图3和附图4是本发明的几种实施例，下面接合附图1详述本发明的工作过程：

本实施例由端轴套（1）、锥销（2）、固定台体（3）、活动台体（4）、凸轮套螺母（5）、端齿离合器（6）、导键（7）、离合器弹簧（8）、卡簧（9）、螺杆轴（10）、限位钉（11）、定位簧（13）组成。

开有键槽的螺杆轴（10）安装在固定台体（3）上，凸轮套螺母（5）的外圆与活动台体（4）上的孔配合，凸轮套螺母（5）可相对螺杆轴（10）和活动台体（4）自由转动，在凸轮套螺母（5）上加工有行程限位槽（12），通过安装在活动台体（4）上的限位钉（11）限制凸轮套螺母（5）相对活动台体（4）的转动范围。在凸轮套螺母（5）的端部上有与端齿离合器（6）配合的齿槽，端齿离合器（6）通过导键（7）与螺杆轴（10）配合，端齿离合器（6）可沿螺杆轴（10）轴向自由滑动，转动螺杆轴（10）即可由端齿离合器（6）带动凸轮套螺母转动，当凸轮套螺母（5） 受限位钉（11）和限位槽（12）限制而不能继续转动时，端齿离合器（6）对凸轮套（5）过载超越，过载力的大小由端齿形和离合器弹簧（8）的压力确定。

当需要快速调节活动台体的位置时，顺时针方向转动螺杆轴（10）（参见A-A剖面），在端齿离合器（6）的带动下，凸轮套螺母（5）朝上止点（即凸轮套螺母内孔中心线达到最高点并与螺杆轴轴线重合或接近重合）转动，凸轮套螺母（5）内孔中心线升高，螺杆轴（10）的螺纹与凸轮套螺母（5）的螺纹逐渐脱离，当凸轮套螺母到达上止点时，受限位钉（11）和限位槽（12）限制，凸轮套螺母（5）不再继续转动（端齿离合器（6）过载超越），故可保证螺杆轴（10）与凸轮套螺母（5）的充分脱离（因此时凸轮套螺母（5）的内孔中心线与螺杆轴（10）的轴线重合且螺母的内孔大于螺杆的外径），此时沿螺杆轴向对活动台体施加作用力，即可实现活动台体位置的快速调节。

当需要用螺旋驱动活动台体时，反时针方向转动螺杆轴（10），在端齿离合器（6）的带动下，凸轮套螺母（5）朝下止点（即凸轮套螺母（5）的内孔中心线达到最低点并与螺杆轴轴线发生最大偏离）转动，凸轮套螺母（5）内孔中心线降低，螺杆轴（10）的螺纹与凸轮套螺母（5）的螺纹逐渐啮合，当凸轮套螺母（5）到达下止点时，受限位钉（11）和限位槽（12）的限制，凸轮套螺母（5）不再继续转动（ 端齿离合器过载超越），故可保证螺杆轴（10）与凸轮套螺母（5）的有效啮合。此时，继续转动螺杆轴（10），即可如传统螺旋机构一样，实现对活动台体的连续驱动。

定位簧（13）的作用是使螺杆轴预留一定的轴向间隙，以便在活动台体靠近物体时，螺母与螺杆轴仍能顺利啮合。

附图2是本发明的另一种应用，是一种小型螺旋压力机，当螺母与螺杆啮合时，可如普通螺旋压力机一样对工件施加压力，当转动螺杆轴使螺母与螺杆脱离，即可由拉簧带动螺杆轴迅速复位，在本实施例中，其离合器是由安装在螺母上的拨销（14）和弹簧（15）等零件组成的。

附图3是本发明凸轮套螺母的一种结构，螺母的外圆与凸轮套配合，螺母本身可是完整螺母或开口螺母，开口螺母的内孔径可大于或不大于与之配合的螺杆的外径，在凸轮套螺母上连接有限位销，限位销与螺母座上的限位槽构成保证螺母与螺杆可靠离合的限位机构。

附图4是本发明凸轮套螺母的又一种结构，内凸轮套（19）的外圆与螺母座（16）配合，内孔与开口螺母（18）配合，凸轮套（19）可相对螺母座（16）和开口螺母（18）自由转动，其转动范围受通过螺母座（16）并连接于开口螺母（18）上的销钉（22）限制，当凸轮套转动到松弛位置时（如附图4中E-E剖面），开口螺母（18） 在弹簧（17）的作用下，沿径向分开（即可与螺杆轴脱离），当凸轮套转动到凸起位置时（如附图4中N面靠近销钉（22）），开口螺母（18）在凸轮的作用下闭合（即可与螺杆轴啮合），开口螺母（18）的开、合只需凸轮套（19）转动90°即可实现。凸轮套（19）的转动可由端齿离合器（参见附图1）经凸轮套上的端齿（20）带动。卡簧（21）是限位卡簧。本实施例中开口螺母的块数和凸轮极数也可多于或少于二。

本发明的优点在于：可机械程控实现螺母与螺杆的径向（面）离、合。螺母与螺杆的径向（面）离、合不用设置单独的操纵系统，只需控制螺杆的转动方向即可实现具有较好的机械程控性。在螺母与螺杆啮合时，可与传统螺旋机构一样进行传动和紧固连接，在螺母与螺杆脱离时，可实现螺母与螺杆的轴向自由移动。螺母与螺杆轴螺纹可全周面啮合，并具有结构简单、机构尺寸小，工作可靠的特点。

Claims (4)

1、一种螺旋机构，它由螺杆轴、凸轮套螺母、离合机构、限位机构组成，其特征在于：通过凸轮套螺母转动实现螺母螺纹与螺杆轴螺纹沿螺杆轴径向(面)离、合的螺旋机构。

2、根据权利要求1所述的螺旋机构，其特征在于所说的凸轮套螺母是内径加工有螺纹、内外圆（螺纹与外圆）不同心且内径大于与之配合的螺杆轴外径的螺母。

3、根据权利要求1所述的螺旋机构，其特征在于所说的凸轮套螺母是外圆配合有凸轮套且在凸轮套转动时其螺纹可与螺杆轴螺纹沿径向（面）离、合的螺母，螺母本身可是完整的螺母或开口螺母。

4、根据权利要求1所述的螺旋机构，其特征在于所说的凸轮套螺母包括控制凸轮套螺母相对螺母支座和螺杆的转动范围、安装或加工在凸轮套螺母上的限位钉或限位槽。

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