CN103659409B - 一种提高传动精度的丝杠传动结构 - Google Patents

一种提高传动精度的丝杠传动结构 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种提高传动精度的丝杠传动结构，包括相连的丝杠、丝杠螺母、驱动托板、柔性连接件和气浮托板。丝杠螺母的一端与驱动托板的一端固定连接，驱动托板的另一端与柔性连接件的一端固定连接，柔性连接件的另一端与气浮托板的一端连接。柔性连接件上设有具有弹性的柔性缓冲单元。驱动托板通过柔性连接件上的柔性缓冲单元和气浮托板连接。本发明的技术方案采用内外双拖板滚珠丝杠传动结构，通过柔性连接件的柔性缓冲单元消耗掉丝杠传动过程中产生的变形和误差，并保留运动所需的力，提高了气浮拖板的直线运动精度。

Description

一种提高传动精度的丝杠传动结构
技术领域
本发明属于机械制造领域，涉及一种传动结构，尤其涉及一种提高传动精度的丝杠传动结构。
背景技术
丝杠传动已作为一种典型的传动部件已被广泛使用。丝杠传动具有增大力和力矩的正向传动，减小负载对电机控制影响的特点。目前在精密和超精密机床和测量设备中最常用的是滚珠丝杠传动方式。
普通的滚珠丝杠传动机构是由丝杠、丝杠螺母、拖板、直线导轨（气浮导轨）以及螺钉等附件组成。而丝杠在制造和安装过程中必然会产生变形和几何偏差，在没有柔性连接时，这种变形和误差将直接传到拖板上，从而造成拖板直线运动精度的降低，导致机床加工工件精度降低，测量仪的测量精度降低。
发明内容
有鉴于此，本发明采用内外双拖板滚珠丝杠传动结构，通过柔性连接件的柔性缓冲单元消耗掉丝杠传动过程中产生的变形和误差，并保留运动所需的力，提高了气浮拖板的直线运动精度。
为达到上述目的，具体技术方案如下：
一种提高传动精度的丝杠传动结构，包括相连的丝杠和丝杠螺母，还包括驱动托板、柔性连接件和气浮托板，所述丝杠螺母的一端与所述驱动托板的一端固定连接，所述驱动托板的另一端与所述柔性连接件的一端固定连接，所述柔性连接件的另一端与所述气浮托板的一端连接，所述柔性连接件上设有具有弹性的柔性缓冲单元，所述驱动托板通过所述柔性连接件上的柔性缓冲单元和气浮托板连接。
优选的，所述柔性连接件包括本体，所述柔性缓冲单元包括设于所述本体上的缓冲槽。
优选的，所述缓冲槽包括若干贯穿所述本体，且贯穿方向与所述驱动托板和气浮托板连接方向垂直的第一柔性缓冲槽。
优选的，所述缓冲槽还包括若干贯穿所述本体，且贯穿方向与所述第一柔性缓冲槽垂直的第二柔性缓冲槽。
优选的，所述第一柔性缓冲槽和第二柔性缓冲槽朝向所述柔性连接件的两端延伸。
优选的，所述缓冲槽还包括与所述驱动托板和气浮托板连接方向垂直的设于所述柔性连接件的两端的第三柔性缓冲槽和第四柔性缓冲槽，所述第三柔性缓冲槽和第四柔性缓冲槽的延伸方向与所述第一柔性缓冲槽和第二柔性缓冲槽垂直的。
优选的，所述第三柔性缓冲槽和第四柔性缓冲槽包括设于所述柔性连接件两端的相对的两边的凹槽。
优选的，还包括托板连接支架，所述驱动托板通过所述托板连接支架与所述柔性连接件的一端固定连接。
优选的，所述托板连接支架的形状为L形，所述L形托板连接支架的一边与所述驱动托板连接，所述L形托板连接支架的另一边与所述柔性连接件连接。
优选的，所述L形托板连接支架的一边上设有位置调整单元。
相对于现有技术，本发明的技术方案的优点有：
本发明的技术方案突破了滚珠丝杠传动的传统模式，采用内外双拖板滚珠丝杠传动结构，柔性连接件利用其自身不同方向的柔性缓冲单元能够消耗掉丝杠传动过程中产生的变形和误差，柔性连接件保留了运动所需的力并传递给气浮导轨，提高了气浮拖板的直线运动精度，能够在降低成本的前提下消除丝杠传动过程中产生的变形及各项误差，提高了气浮拖板的运动精度；并具有安装简单、成本低、柔性连接件消耗误差的效果较好特点，适用于超精密机床和测量仪器。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例的结构示意图；
图2为图1中结构的俯视图；
图3为本发明实施例的拖板连接支架的一边的结构示意图；
图4为本发明实施例的拖板连接支架另一边的结构示意图；
图5为本发明实施例的压块结构示意图；
图6为本发明实施例的柔性连接件结构示意图；
图7为图6中结构的左视图；
图8为图6中I部的局部放大图；
图9为图7中Ⅱ部的局部放大图；
图10为本发明实施例的气浮拖板顶板结构示意图；
图11为图10中结构的俯视图；
图12为本发明实施例的连接桥板结构示意图；
图13为图12中结构的剖视图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
以下将结合附图对本发明的实施例做具体阐释。
如图1和图2中所示的本发明的实施例的一种提高传动精度的丝杠传动结构，包括相连的丝杠和丝杠螺母3，还包括驱动托板4、柔性连接件7和气浮托板1。
丝杠螺母3的一端与驱动托板4的一端固定连接，驱动托板4的另一端与柔性连接件7的一端固定连接，柔性连接件7的另一端与气浮托板1的一端连接。柔性连接件7上设有具有弹性的柔性缓冲单元，驱动托板4通过柔性连接件7上的柔性缓冲单元和气浮托板1连接。
本发明的实施例滚珠丝杠通过丝杠螺母将电机输出的力矩以及丝杠传动过程中产生的变形和误差传递给内侧的驱动拖板，驱动拖板通过一个多功能柔性连接件将力传递给外侧的气浮拖板，采用内外双拖板滚珠丝杠传动结构，通过柔性连接件的柔性缓冲单元消耗掉丝杠传动过程中产生的变形和误差，并保留运动所需的力，提高了气浮拖板的直线运动精度。
如图1和图2所示，在本发明的实施例中，包括气浮拖板1、驱动拖板4、与气浮拖板1相配合的气浮导轨滑块8、与驱动拖板4相配合的线性导轨滑块2、丝杠螺杆（图中未示出）和丝杠螺母3。丝杠螺母3通过螺钉固定在驱动拖板4上。
如图3、图4所示，还包括：拖板连接支架5。拖板连接支架5的一边，即如图3中所示的垂直安装面上设有位置调整单元，优选包括两个腰形孔52和四个U形调整槽54。拖板连接支架5的另一边，即如图4中所示的顶部安装面设有腰形通孔51。
螺钉穿过两个腰形孔52、四个U型调整槽54和驱动拖板4上的螺纹孔将拖板连接支架5和驱动拖板4固定连接在一起。
如图5所示，还包括压紧块6，压紧块6上设有两个沉孔61。并结合图1中所示，柔性连接件7通过压紧块6与托板连接支架5固定，增加稳固性能。
如图6、图7、图8、图9中所示，柔性连接件7在驱动拖板4和气浮拖板1之间起柔性连接作用。柔性连接件7的上端具有两个水平的第三柔性缓冲槽74，下端与第三柔性缓冲槽74垂直方向具有两个水平的第四柔性缓冲槽73，并具有若干竖直的第一柔性缓冲槽71和第二柔性缓冲槽72。并优选各个缓冲槽的末端呈弧线形。柔性连接件7的顶部安装面具有两个沉孔76，底部安装面具有两个螺纹孔75。
根据本发明的传动结构的质心，确定柔性连接件7与驱动拖板5的安装位置。柔性连接件7与驱动拖板4前后方向的安装位置利用拖板连接支架5另一边的顶部安装面上的腰形通孔51进行调整。位置调整完毕后，螺钉穿过压紧块6的沉孔61、腰形通孔51和螺纹孔75，将柔性连接件7与拖板连接支架5固定连接在一起。
柔性连接件7与驱动拖板4左右方向的安装位置通过腰形孔52和四个U型调整槽54进行调整。安装位置调整完毕，螺钉穿过的两个腰形孔52、四个U型调整槽54和驱动拖板4上的螺纹孔。此时，柔性连接部件7与驱动拖板4之间属于刚性连接；
如图10、图11所示，还包括气浮拖板顶板9，气浮拖板顶板9上设有两个用于调整气浮拖板顶板9安装位置的T型槽91，八个沉孔92，两个圆孔93。圆孔93是安装工艺孔，并且能够减轻重量。气浮拖板顶板9上设有两个矩形孔94和95。柔性连接件7穿过矩形孔94、95进行安装。
并结合如图1中所示，螺钉穿过沉孔92和气浮拖板1上的螺纹孔将气浮拖板顶板9和气浮拖板1固定连接在一起。
如图12、图13所示，还包括连接桥板10，连接桥板10上设有柔性连接件安装孔103，两个螺纹孔102，两个腰形通孔101，导向筒104。柔性连接件安装过程中导向筒104起到导向作用；
气浮拖板顶板9和连接桥板10之间的安装位置依据柔性连接件7的安装位置确定。采用螺栓和螺母通过气浮拖板顶板9上的两个T型槽91和连接桥板10上的两个腰形通孔101进行固定安装，螺钉通过沉孔76和螺纹孔102将柔性连接件7刚性固定在连接桥板10上。
通过上述实施方式，将柔性连接件7的一端通过拖板连接支架5固定在驱动拖板4上，另一端通过连接桥板10和气浮拖板顶板9固定在气浮拖板1上。此时的柔性连接件7在导向筒104内处于微拉伸状态，依靠其上面的柔性缓存槽71、72、73、74消耗滚珠丝杠传动过程中产生的变形和误差。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对该实用进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (8)

1.一种提高传动精度的丝杠传动结构，包括相连的丝杠和丝杠螺母，其特征在于，还包括驱动托板、柔性连接件和气浮托板，所述丝杠螺母的一端与所述驱动托板的一端固定连接，所述驱动托板的另一端与所述柔性连接件的一端固定连接，所述柔性连接件的另一端与所述气浮托板的一端连接，所述柔性连接件上设有具有弹性的柔性缓冲单元，所述驱动托板通过所述柔性连接件上的柔性缓冲单元和气浮托板连接；所述柔性连接件包括本体，所述柔性缓冲单元包括设于所述本体上的缓冲槽；
所述缓冲槽包括若干贯穿所述本体，且贯穿方向与所述驱动托板和气浮托板连接方向垂直的第一柔性缓冲槽。
2.如权利要求1所述的提高传动精度的丝杠传动结构，其特征在于，所述缓冲槽还包括若干贯穿所述本体，且贯穿方向与所述第一柔性缓冲槽垂直的第二柔性缓冲槽。
3.如权利要求2所述的提高传动精度的丝杠传动结构，其特征在于，所述第一柔性缓冲槽和第二柔性缓冲槽朝向所述柔性连接件的两端延伸。
4.如权利要求3所述的提高传动精度的丝杠传动结构，其特征在于，所述缓冲槽还包括与所述驱动托板和气浮托板连接方向垂直的设于所述柔性连接件的两端的第三柔性缓冲槽和第四柔性缓冲槽，所述第三柔性缓冲槽和第四柔性缓冲槽的延伸方向与所述第一柔性缓冲槽和第二柔性缓冲槽垂直。
5.如权利要求4所述的提高传动精度的丝杠传动结构，其特征在于，所述第三柔性缓冲槽和第四柔性缓冲槽包括设于所述柔性连接件两端的相对的两边的凹槽。
6.如权利要求5所述的提高传动精度的丝杠传动结构，其特征在于，还包括托板连接支架，所述驱动托板通过所述托板连接支架与所述柔性连接件的一端固定连接。
7.如权利要求6所述的提高传动精度的丝杠传动结构，其特征在于，所述托板连接支架的形状为L形，所述L形托板连接支架的一边与所述驱动托板连接，所述L形托板连接支架的另一边与所述柔性连接件连接。
8.如权利要求7所述的提高传动精度的丝杠传动结构，其特征在于，所述L形托板连接支架的一边上设有位置调整单元。
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