CN105156451B - 一种传动机构的转轴锁紧装置 - Google Patents

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Abstract

本发明一种传动机构的转轴锁紧装置，包括传动锁定装置，以及固定连接在传动机构转轴上的锁紧齿轮；传动锁定装置包括丝杠，驱动电机，底座，锁紧块和平行固定在底座上的导轨；锁紧块的两侧套设在导轨上，一端设置与锁紧齿轮啮合的齿牙，另一端通过丝杠连接固定在底座上的驱动电机；驱动电机通过丝杠带动锁紧块沿导轨运动与锁紧齿轮啮合锁定或分离解锁。通过在转轴上安装的锁紧齿轮，与传动锁定装置中的锁紧块相互啮合实现锁紧，利用驱动电机对锁紧块提供动力保证齿牙的插入与脱开，有效的解决了转轴的自动锁紧功能，并能够通过控制驱动电机转速和锁紧后回退量设置锁紧力，依靠丝杠螺母副的自锁能力实现锁紧载荷的保持，锁紧可靠性高，安装方便。

Description

一种传动机构的转轴锁紧装置
技术领域
本发明涉及机电传动设备的锁紧机构，具体为一种传动机构的转轴锁紧装置。
背景技术
现有的转台等传动机构的转轴锁紧主要是依靠其传动部件自锁功能，例如蜗轮蜗杆的自锁性或电磁离合器来实现，使用蜗轮蜗杆作为转轴的自锁机构，由于需要蜗轮蜗杆的自锁功能造成传动链的效率低驱动电机的电机功率大的缺点，使用电磁离合器作为锁紧机构存在体积较大和电磁铁的大磁性干扰转台精密部件工作的问题。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种安装方便、结构尺寸小、寿命长、控制方便，锁紧精度和可靠性高的，电动的传动机构的转轴锁紧装置。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种传动机构的转轴锁紧装置，包括传动锁定装置，以及固定连接在传动机构转轴上的锁紧齿轮；传动锁定装置包括丝杠，驱动电机，底座，锁紧块和平行固定在底座上的导轨；锁紧块的两侧套设在导轨上，一端设置与锁紧齿轮啮合的齿牙，另一端通过丝杠连接固定在底座上的驱动电机；驱动电机通过丝杠带动锁紧块沿导轨运动与锁紧齿轮啮合锁定或分离解锁。
优选的，锁紧块与导轨连接部位设置若干滑动轴承。
优选的，还包括滚动夹紧机构，所述的滚动夹紧机构包括平行导轨设置的夹紧块和设置在锁紧块一侧的若干滚动轴承；滚动轴承的中间通过轴与锁紧块连接，滚动轴承的滚动面夹持在夹紧块和锁紧块之间；夹紧块通过与底座平行的预紧螺钉连接在底座上，通过与底座垂直的定位螺钉与底座固定。
优选的，还包括丝杠防转机构，所述的丝杠防转机构包括接防转固定块，防转块和连接螺母；丝杠与锁紧块的连接端固定连接防转块，并穿过防转固定块后由连接螺母紧固定位；防转固定块内侧设置键槽，防转块的外侧设置与键槽配合的键；锁紧块与丝杠的连接端设置连接腔，防转固定块固定连接在连接腔内。
进一步，防转块和防转固定块之间设置有套设在丝杠上的碟簧；连接螺母和防转固定块之间设置有套设在丝杠上垫片。
优选的，还包括设置在驱动电机上用于判断锁紧块运动位置的位移传感器。
优选的，驱动电机采用直线步进电机。
优选的，锁紧齿轮采用直齿齿轮，传动锁定装置沿与锁紧齿轮的径向设置。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明通过在转轴上安装的锁紧齿轮，与传动锁定装置中的锁紧块相互啮合实现锁紧，利用驱动电机对锁紧块提供动力保证齿牙的插入与脱开，有效的解决了转轴的自动锁紧功能，并能够通过控制驱动电机转速和锁紧后回退量设置锁紧力，依靠丝杠螺母副的自锁能力实现锁紧载荷的保持，锁紧可靠性高，其不仅安装方便、锁紧载荷方便调整，而且成本低、寿命长，锁紧精度高。
进一步的，使用自润滑的滑动轴承使得直线导轨保持锁定块的直线运动精度，降低运动和启动过程中的摩擦力和锁紧解琐力。
进一步的，利用滚动夹紧机构从侧面对锁紧块进行预紧力的调整，提高了导轨的传动精度和抗扭刚度。
进一步的，通过丝杠防转机构的设置，便于依靠电机的堵转控制锁紧载荷，利用设置的弹簧，实现弹性锁紧，缓和对锁紧装置和转轴的冲击力，依靠弹性降低了锁紧力对位移的敏感度，提高了锁紧力的稳定性，保证锁紧和解锁的可靠性。
进一步的，使用具有丝杠螺母的直线步进电机作为锁紧力控制部件，便于自动化控制锁紧载荷、锁紧速度，系统依靠位移传感器进行位置控制判断锁紧机构是否完成了锁紧解锁工作；通过脉冲频率设置步进电机的转速调整锁紧力和解锁速度，保证锁紧机构锁紧转轴的锁紧刚度，提高其自动化的控制效果和控制精度。
进一步的，将传统的离合器的锁紧力的锁紧部件由轴向布置改为径向布置,减小了轴向安装空间，更适合于转台上的安装。
附图说明
图1为本发明实例中所述的传动锁定装置的三维立体示意图。
图2为本发明实例中所述的导轨位置的剖面图。
图3为本发明实例中所述的滚动夹紧机构剖面图。
图4为本发明实例中所述的丝杠防转机构剖面图。
图5为本发明实例中所述的直线步进电机结构示意图。
图6为本发明实例中所述的防转块结构示意图。
图7为本发明实例中所述的防转固定块结构示意图。
图中：1丝杠，2驱动电机，3底座，4锁紧块，5预紧螺钉，6导轨，7夹紧块，8位移传感器，9滑动轴承，10滚动轴承，11定位螺钉，12轴，13连接腔，14防转块，15碟簧，16垫片，17连接螺母，18固定防转。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
本发明传动机构的转轴锁紧装置通过使用有自锁功能的直线电机控制锁紧块4移动，依靠锁紧块4的前端齿牙插入到转轴上连接的锁紧齿轮上使两齿相互啮合，实现转轴的锁紧，从而实现与转轴连接的转台等传动机构的锁紧；解锁时控制电机将锁紧机构前端齿牙与锁紧齿轮脱开，能够依靠直线步进电机的丝杠螺母副的自锁能力来保持锁紧力和锁紧精度。
具体的，如图1所示，其包括锁紧齿轮，传动导轨部分，丝杠弹性变形防转部分、滚动夹紧导轨部分和直线步进电机；通过控制直线式步进电机驱动丝杠副中的丝杠1，推动固定在丝杠端部的锁紧块4沿滑动导轨6向前移动，将锁紧块4前端的齿牙插入到安装在转轴上的优选采用直齿轮的锁紧齿轮后与其啮合，并利用直线步进电机的堵转和丝杠螺母副的自锁功能防止向后回推，依靠丝杠弹性变形防转部分中的弹性部件设定的锁紧力提高转台转轴的锁紧能力，在转台轴解锁时反向控制步进电机将锁紧块4向后拉出，使锁紧块4前端的齿牙与锁紧齿轮脱开实现转轴的解锁。
如图2所示，传动导轨部分中，在锁紧块4上安装四个滑动轴承9，然后将导轨6安装到底座的轴承孔内，只要保证锁紧块4的轴承孔和底座3上导轨6的安装位置度精度就保证锁紧块4的运动灵活，使用自润滑的滑动轴承9和直线型的导轨6的配合保持锁紧块4直线运动的精度和刚度，降低运动和启动过程中的摩擦力和锁紧解琐力，在配合滚动夹紧导轨部分的滚动夹紧机构提高了导轨6的传动精度和抗扭刚度，在底座3顶面两侧的轴承孔处开平行的开槽，并安装锁紧螺钉，便于安装锁紧导轨6。
如图3所示，滚动夹紧机构包括夹紧块7，滚动轴承10，定位螺钉11，轴12和预紧螺钉5，将滚动轴承10通过12轴安装到锁紧块4内，通过侧面预紧螺钉5调整压紧夹紧块7从而调整导轨6的预紧力，提高运行导轨运行精度和刚度，通过定位螺钉11将加紧块7固定在底座3上保证夹紧块7的安装位置。本优选实例中滚动夹紧机构设置的一侧导轨6的下方。
如图4所示，丝杠弹性变形防转部分中丝杠防转机构包括防转固定块18，防转块14和连接螺母17，优选的，还包括碟簧15和垫片16；丝杠1与防转块14通过紧密配合安装在一起，防转块14结构如图6所示两侧设置有对称的键，防转固定块18结构如图7所示设置有与防转块14配合的键槽，防转块14的键安装在到防转固定块18的键槽内，在丝杠1端部依次安装防转块14、碟簧15、垫片16、防转固定块18、垫片16和连接螺母17，连接螺母17采用双螺母锁紧，并将该组件通过螺钉安装到锁紧块4中的连接腔13内，保证在缩进时缓和锁紧时的冲击力，降低锁紧力的对锁紧位置的敏感性增加锁紧力精度。

Claims (4)

1.一种传动机构的转轴锁紧装置，其特征在于，包括传动锁定装置，以及固定连接在传动机构转轴上的锁紧齿轮；
所述传动锁定装置包括丝杠(1)，驱动电机(2)，底座(3)，锁紧块(4)和平行固定在底座(3)上的导轨(6)；锁紧块(4)的两侧套设在导轨(6)上，一端设置与锁紧齿轮啮合的齿牙，另一端通过丝杠(1)连接固定在底座(3)上的驱动电机(2)；驱动电机(2)通过丝杠(1)带动锁紧块(4)沿导轨(6)运动与锁紧齿轮啮合锁定或分离解锁；
锁紧块(4)与导轨(6)连接部位设置若干滑动轴承(9)；
还包括丝杠防转机构，所述的丝杠防转机构包括防转固定块(18)，防转块(14)和连接螺母(17)；丝杠(1)与锁紧块(4)的连接端固定连接防转块(14)，并穿过防转固定块(18)后由连接螺母(17)紧固定位；防转固定块(18)内侧设置键槽，防转块(14)的外侧设置与键槽配合的键；锁紧块(4)与丝杠(1)的连接端设置连接腔(13)，防转固定块(18)固定连接在连接腔(13)内；
防转块(14)和防转固定块(18)之间设置有套设在丝杠(1)上的碟簧(15)；连接螺母(17)和防转固定块(18)之间设置有套设在丝杠(1)上垫片(16)；
还包括滚动夹紧机构，所述的滚动夹紧机构包括平行导轨(6)设置的夹紧块(7)和设置在锁紧块(4)一侧的若干滚动轴承(10)；滚动轴承(10)的中间通过轴(12)与锁紧块(4)连接，滚动轴承(10)的滚动面夹持在夹紧块(7)和锁紧块(4)之间；夹紧块(7)通过与底座(3)平行的预紧螺钉(5)连接在底座(3)上，通过与底座(3)垂直的定位螺钉(11)与底座(3)固定。
2.根据权利要求1所述的一种传动机构的转轴锁紧装置，其特征在于，还包括设置在驱动电机上用于判断锁紧块(4)运动位置的位移传感器(8)。
3.根据权利要求1所述的一种传动机构的转轴锁紧装置，其特征在于，驱动电机(2)采用直线步进电机。
4.根据权利要求1所述的一种传动机构的转轴锁紧装置，其特征在于，锁紧齿轮采用直齿齿轮，传动锁定装置沿与锁紧齿轮的径向设置。
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