CN1014003B - 机械伺服装置 - Google Patents

Abstract

本机械伺服装置有一个带楔部10、11的主件9，一对压力滚动体1、2和带有一对基本对称的对应面3、4、5、6的组件7、8，其中一个组件8构成了一个辅件9，上述所有部件都位于一个圆形套筒12内，两个对应面3、4、5、6之间是逐渐狭窄的孔穴15、16，压力滚动体1、2直接支撑在对应面3.4、5、6上，主件9的作用力通过楔部10、11、滚动体1、2和对应面3、4、5、6传递到辅件19上，使力增大。

Description

本发明是一个机械伺服装置，它有一个带有楔部的主件，主件作用在压力滚动体上，每个滚动体分别有两个对应面支撑，这些对应面共同构成了一个逐渐狭窄的孔穴，其中一个对应面是传递已增大的作用力的辅件的一部分。楔部、压力滚动体和对应面都位于一个圆筒内。

GB-614905专利介绍了上述型号的一种机械伺服装置。该伺服装置有一对压力滚动体，每个滚动体被楔形的主件压进由另外两个压力滚动体构成的一个孔穴，这个逐渐狭窄的孔穴是由这两个压力滚动体的凸面构成的。在该伺服装置的一个实施例中，主件的楔部也可将两对压力滚动体压进孔穴内。

该伺服装置的优点是，压力滚动体和对应面都可以是通用标准件，磨损后更换很容易。其缺点是，由于孔穴的特殊形状，伺服装置产生的传动比不是恒定的;而是级进的，也就是说，可能出现自行卡阻的危险，在复位时压力滚动体也不能跟随主件。

采用三对或四对滚珠在有缺点，即作用方向上的整个长度有所增加，这是不可取的。上述几种伺服装置主要用于机床卡钳和其他类似的夹具，例如可用于加工尽可能小的外部尺寸的零件的机床。

DE    PS2844265专利介绍了另一种伺服装置。该装置的楔状的主件作用在位于逐渐狭窄的孔穴内的两对滚动体上。这种设计型号的优点是，由于滚动体的对应面是对等的，每一紧固位置的等比相同，因此传动比不变。两对滚动体相互滚动，在较小的程度上也相互滑动，这就要有较长的楔部。由于这一原因以及两对滚动体的结构等原因，整个长度就要有较大增长，这是不可取的。

DE-GM8003004专利介绍的一种机械伺服装置在两个锥面的阻块之间有许多滚珠，这些滚珠被一个带有压力锥面的主件压进锥形对应面之间的空隙里。在这种结构中，滚珠不但被尽量向外压，同时也转动。由于转动，这种球状的压力体使对应面磨损很大，这主要是由于这些滚珠具有挤压的支承面。

德国PS2741166专利也介绍了一种把滚珠作为压力体的伺服装置。该装置在较大直径上安装了许多滚珠，试图以此来减少滚珠与对应面相互作用时产生的负荷。但是这种结构只适用于较短的动力冲程。

本发明的目的就是对上述伺服机构进行进一步的发展和改进，提供一种尽可能简单廉价的伺服装置，使整个工作冲程的力均匀增大。

本发明的特点是只有一对压力滚动体，滚动体直接支撑在基本对称的对应面上。

通过使用一对压力滚动体可以获得很短的整体长度，还可以充分利用套筒的内部空间，即压力滚动体填入套筒的内部空间后，所剩下的空间正好使压力滚动体在动力冲程中来回运动。大的压力滚动体提供了理论上是线性的较大的支撑面，但是这些支撑面在变形负荷的作用下就会变宽成为条状。显然，较大的支撑面是较长的使用寿命的必要前提，对本发明来说尤其如此，因为至少在支撑面的某些部位会有滑动摩擦。

本发明使用的对称对应面非常易于生产。两个对称配置的对应面可以十分方便地与动力冲程的方向成一个直角。然而，所有的对应面也可与伺服装置的中心轴线成锐角。如果其他对应面有一个适当 的斜度也可以成钝角。

本发明的传动比可以在较大范围内自由选择。在整个动力冲程中传动比保持恒定，例如由卡钳产生的紧固负荷也可保持在预先确定的限度以内。

这样也就保证不会出现自行卡阻的现象，当压力消失后，压力滚动体就立即返回起始位置，当传动比很大时，应使用某些弹性组件，以协助或保证压力滚动体返回起始位置。

本发明使用标准的滚动体，可进一步降低生产成本。

在本发明的其他实施例中，套筒内可更换的阻块上也可形成对应面。这样，不但压力滚动体磨损后可以更换，而且对应面磨损后也可迅速更换。阻块的材料也适用于产生的各种应力。

如果阻块做成环状也是可以的。环状阻块的构造方法非常紧凑，对具有作用在辅件上的对应面的阻块更是如此。主件的楔状端可伸进阻块的深处。采用经斜切加工成型的带楔面的圆锥形主件也是一种十分简单的构造方法，并进一步达到本发明的目标。

在本发明的一个改进实施例中，主件被设计成叉状或环状，楔面相对。采用这种设计方法，主件把压力滚动体向里压，滚动体在压力作用下相互接近。压力滚动体移动的孔穴朝伺服装置的中心轴线逐渐狭窄。

本发明通常采用对称的楔面和对称的对应面。这种设计最容易制造，而且不管各个组件的相对位置如何都能获得同样的传动比。

在某些特殊情况下，这一比例在允许限度内有些变化是可以的。这样，在冲程中，一开始较低的传动比逐渐增大。当楔面及部分或全部对应面呈凸状时，本发明就可做到这一点。

在某些特殊情况下，冲程中的力可以逐渐变小，当使用凹状对应面时，本发明就可做到这一点。

附图是本发明的通用图，但不只限于图示的几个实施例。

图1是本发明一个实施例中的伺服装置的纵向剖面图。

图2是图1的改进实施例的局部纵向剖面图。

图3是滚珠和对应面的放大图。

图4是本发明的进一步实施例。

在套筒12内是圆凹部13和中心孔14。圆凹部13内是环状阻块7、8，阻块7、8上分别有对应面3、5、4、6。对应面3、4、5、6分别相对，构成向外逐渐狭窄的孔穴5、16。

压力滚动体1、2被塞入孔穴15、16内。环状阻块7、8的中心凹部17、18的直径分别与中心孔14的直径一致。压力组件19顶在环状阻块8上，组件19受到来自板簧20的作用力，板簧20支撑在套筒的档板21上。在图1的上半部，主件9位于压力冲程开始时的位置。主件9为圆锥状，至少进入套筒的部分为圆锥状。两个楔面是经斜切加工而成。楔面10与压力滚珠1接触，楔面11与压力滚动体2接触。用这种构造方法，显然楔面10、11呈半椭圆状。当主件向作为辅件的压力组件19移动时，起作用的楔面的宽度的减少不会产生什么问题。

如果栓状的主件9被往里压，压力滚动体1和2就分别被压进孔穴15和16，根据对应面3、5、4、6的不同的角位置，阻块8和辅件19就会移动。板簧20的作用是当主件9回程时使压力组件处于起始位置。

在图1这个实施例中，阻块8的对应面4、6与中心轴线22成直角。因此它们可以是普通的环状对应面。

在图2这个实施例中，对应面4、6的形状有助于孔穴15、16的逐渐狭窄。

从图3上可以看到等比的情况。相对于中心轴线22的垂直线，对应面的角度1、2可以是正值。但是如图1所示，角度2也可以为0。如果角度1非常大，角度2也可以是负值。

在正常情况下，压力滚动体1的接触点A、B、C上的力都是相等的，根据图2中的实施例，对C点的力最大。压力滚动体在此产生滚动，而在B、C接触点上产生滑动。

改变角度1、2或嵌入角3，力的分布就会变化，而且，主力F1和辅力F2之间的传动比就可以进行确定。如摩擦力忽略不计，距离S1和S2（图1）与力成反比。

图4是本发明的一个改进实施例。主件是一个叉状组件23，叉状组件23的两个部件26、27的连接部位不在此详细到出。部件26、27的内侧是楔面24、25，楔面24、25作用在压力滚动体1、 2上，在压力冲程中把滚动体往一起压。两个阻块28、29之间是向中心轴线22逐渐狭窄的孔穴30。

如果组件23呈环状，楔面24、25位于环状组件内侧，也能获得类似的结构。

Claims (6)

1、一种机械伺服装置；有一个带楔部的主件、压力滚动体和带有一对基本对称的对应面的组件，其中一个组件构成一个辅件，所述部件都位于一个圆形套筒内，两个对应面之间是逐渐狭窄的孔穴，其特征在于所述压力滚动体直接支撑在对应面上，其主件的作用力通过楔部、滚动体和对应面传递到辅件上，使力增大。

2、根据权利要求1的伺服装置，其特征在于所述组件包括带有对应面的可更换的阻块，位于套筒内。

3、根据权利要求2的伺服装置，其特征在于所述阻块是环状的。

4、根据权利要求1的伺服装置，其特征在于所述主件包括一个柱栓，柱栓头上有经斜切加工的楔部。

5、根据权利要求1的伺服装置，其特征在于所述主件包括一个带有楔形对应面的叉状组件。

6、根据权利要求1的伺服装置，其特征在于所述主件包括一个环状组件，组件内侧有楔部。