CN105515277A - 一种调节机构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种调节机构，包括主轴、主驱螺套和第一转子；主驱螺套套装在主轴上；主轴上还套装有第一转子；主驱螺套和第一转子之间构成一对丝杠螺母机构；主驱螺套沿主轴被轴向限位，使得主驱螺套能够绕主轴旋转，但不能相对于主轴进行轴向移动。本发明的核心主体为空心丝杠螺母机构，而避免采用轴承；本发明结构简单，并且零件很少，调节精度高，可调节位移范围大，制作成本较低，可使系统的寿命倍增。

Description

一种调节机构
【技术领域】
本发明属于机械传动技术领域，特别涉及一种调节机构。
【背景技术】
在机械传动机构中，有时需要对随主轴转动的零部件进行轴向位移调节，常见的拨叉机构多用于转速较低的场合，或离合器的应用场合。而某些对位移调节的精度有较高要求或高速转子需要轴向位移调节的场合，则需要特殊设计。对于两个高速转子同时朝相反方向位移的调节，则结构更为复杂。
2000年3月22日公开的中国专利公开第CN1248354A号，公开了一种可调节磁耦合器，其第一推拉机构核心是一种端面凸轮机构，需要两套角接触轴承组合作为核心部件，其第二推拉机构是设置在第五转子上的摆动单元与需要位移的转子相连接。
其后，授权公告日2009年12月23日，授权公告号CN201369666Y的中国专利，将上述摆动单元机构改进为齿轮齿条机构，确有进步，但仍然存在加工精度难以保证、安装困难和抗污秽能力差等缺陷。
2012年11月21日公开的中国专利公告第CN202545718U号，涉及转子位移调节，是基于花键副和丝杠副的设计，轴承是其中的重要部件。
2013年01月23日公开的中国专利公告第CN202696418U号，公开了一种可调节磁耦合器，涉及转子位移调节，其调节机构的核心是一种端面凸轮机构，需要两套角接触轴承组合作为核心部件。其第二推拉机构是设置在第五转子上的摆动单元与需要位移的转子相连接。
现有技术的转子位移调节机构的缺陷在于，其一，现有的调节机构，是以轴承单元为核心部件构建的，加工精度要求较高，更重要的是轴承的寿命是整体产品寿命的最薄弱的环节，尽管不是频繁调节，轴承也一直随转子一起处于工作状态，常见的故障大多数是因为轴承损坏，并且更换极不方便。其二，现有的调节机构，对于双转子反向位移的调节，需要附加更为复杂的结构。其三，现有的调节机构的电控驱动方式是采用复杂的机械连接结构，将小型电机产生的驱动力传递作用于驱动零件上，环节很多，结构复杂，同时使可靠性降低。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种调节机构，以克服现有技术的不足。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种调节机构，包括主轴、主驱螺套和第一转子；主驱螺套套装在主轴上；主轴上还套装有第一转子；主驱螺套和第一转子之间构成一对丝杠螺母机构；主驱螺套沿主轴被轴向限位，使得主驱螺套能够绕主轴旋转，但不能相对于主轴进行轴向移动。
进一步的，还包括电机，电机包括电机转子和电机定子；电机转子固定连接主驱螺套。
进一步的，主驱螺套的内圈设有内/外螺纹；第一转子的外圈设置有外/内螺纹；主驱螺套的内/外螺纹与第一转子的外/内螺纹配合，使主驱螺套和第一转子之间构成一对丝杠螺母机构。
进一步的，电机未通电状态时，主驱螺套、电机转子和第一转子一起进行同步旋转；调节主驱螺套和第一转子之间的间距时，向电机通电，使电机转子相对于第一转子加速或者减速旋转，第一转子与主驱螺套之间具有一个转速差；通过主驱螺套和第一转子之间构成的丝杠螺母机构使得第一转子相对于主驱螺套在主轴上轴向运动，使主驱螺套和第一转子之间的间距增大或者减小；当间距调节至目标值后，电机断电；主驱螺套、电机转子和第一转子一起进行同步旋转。
进一步的，还包括第二转子和异形螺母；主驱螺套与异形螺母之间形成一对丝杠螺母机构；第二转子套装在主轴上，异形螺母的一端与第二转子固定连接，另外一端与主驱螺套之间形成一对丝杠螺母机构；主驱螺套与第一转子和异形螺母之间构成的两对丝杠螺母机构的旋向相反。
进一步的，异形螺母的一端为与第二转子固定的若干叉齿，其上设有螺丝孔；另一端为设有内螺纹的环体，该环体与主驱螺套螺纹配合；第一转子上设有若干叉齿过孔；若干叉齿穿过对应的叉齿过孔连接第二转子。
进一步的，还包括电机，电机包括电机转子和电机定子；电机转子固定连接主驱螺套；电机未通电状态时，主驱螺套、电机转子、第一转子、第二转子和异形螺母一起进行同步旋转；调节第一转子和第二转子之间的间距时，向电机通电，使得电机转子相对于第一转子和第二转子加速或者减速旋转，使得第一转子和第二转子与主驱螺套之间具有一个转速差；主驱螺套在主轴上被轴向限位，通过主驱螺套和第一转子之间构成的丝杠螺母机构使得第一转子相对于主驱螺套在主轴上轴向移动；同时，通过主驱螺套和异形螺母之间构成的丝杠螺母机构使得第二转子和异形螺母相对于主驱螺套在主轴上轴向运动；且第一转子和第二转子同步朝相反的方向轴向移动；当间距调节至目标值后，电机断电；主驱螺套、电机转子、第一转子、第二转子和异形螺母一起进行同步旋转。
进一步的，主驱螺套的外周设有外螺纹，异形螺母的另一端设有内螺纹；主驱螺套外周的外螺纹与异形螺母的内螺纹配合，使主驱螺套和异形螺母之间构成一对丝杠螺母机构。
进一步的，所述电机为内转子电机或外转子电机。
进一步的，第一转子包括第一转子体和第一转子法兰，第一转子法兰与第一转子体为组合结构或者一体式结构；第一转子和主驱螺套之间构成一对丝杠螺母机构；第二转子包括第二转子体和第二转子法兰，第二转子法兰与第二转子体为组合结构或者一体式结构；第二转子固定连接异形螺母；第二转子通过异形螺母和主驱螺套之间构成一对丝杠螺母机构。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明通过设置与被调节转子联接的轴向位移机构，采用旋转电磁场作用于电机转子上的旋转磁力，电机转子固定套接在主驱螺套的外侧，以非接触的方式驱动套接于主轴上的空心主驱螺套，使其绕主轴旋转，根据不同的需要调节的位移方向，该转速高于或低于转子转速，该主驱螺套的轴向被限位，当其旋转时，即驱动与其以螺纹连接的转子法兰延主轴轴向移动；本发明轴向位移调节机构的核心主体为空心丝杠螺母机构，而避免采用轴承；进而，针对两个同步转动的转子需要朝相反方向调节位移的应用需要，本发明在空心主驱螺套的内侧和外侧设置一对旋转方向相反的螺纹，内侧螺纹与第一转子联接，外侧螺纹通过一个空心异形螺母与第二转子联接，空心异形螺母的叉齿穿过第一转子上设置的叉齿过孔。结构简单，并且零件很少，调节精度高，可调节位移范围大，制作成本较低，可使系统的寿命倍增。
【附图说明】
图1是本发明实施例1的结构示意图；
图1-1是图1所示调节结构在调节主驱螺套和第一转子法兰之间的间距DC变化后的结构示意图；
图2是本发明实施例2的结构示意图；
图3是图2的简化结构示意图；
图3-1和图3-2是图3所示调节结构的第一转子法兰和第二转子法兰间距在不同时刻的对照剖视图；
图4是本发明实施例2的异形螺母结构示意图。
附图标号：1主轴，1-1轴肩，1-2堵头，1-3档环，1-4挡圈，2主驱螺套，2-1内螺纹，2-2外螺纹，3电机转子，4电机定子，5第一转子法兰，5-1第一转子法兰螺纹，5P第一转子体，5P-K叉齿过孔，6第二转子法兰，6P第二转子体，6P-1连接孔，7异形螺母，7-1异形螺母螺纹，7-2叉齿，7-3螺丝孔。
【具体实施方式】
下面结合附图对本发明做进一步详细描述。
实施例1
请参阅图1和图1-1所示，本发明一种调节机构，包括主轴1、主驱螺套2、电机和第一转子法兰5。电机包括电机转子3和电机定子4。
电机转子3设置于电机定子4内部，电机转子3内圈固定连接主驱螺套2；主驱螺套2套装在主轴1上；主驱螺套2的内圈设有内螺纹2-1。主轴1上还套有第一转子法兰5，第一转子法兰5的外圈设置有外螺纹5-1。主驱螺套2和第一转子法兰5通过内螺纹2-1和外螺纹5-1螺纹连接。主驱螺套2的一部分卡在主轴1的轴肩1-1和挡圈1-4之间，可以与轴肩或挡圈紧贴滑动旋转，使得主驱螺套2能够绕主轴1旋转，但不能相对于主轴1进行轴向移动。第一转子法兰5套装在主轴1上，能够绕主轴1旋转并且能够沿主轴1轴向运动。
本发明实施例1一种调节机构工作时，主驱螺套2、电机转子3和第一转子法兰5一起进行同步旋转，需要调节主驱螺套2和第一转子法兰5之间的间距DC时，向电机通电，使得电机转子3相对于第一转子法兰5加速(进行超调)或者减速(进行滞调)，使得第一转子法兰5与主驱螺套2之间具有一个转速差；主驱螺套2在主轴1上被轴向限位，通过相互配合的内螺纹2-1和外螺纹5-1使得第一转子法兰5相对于主驱螺套2在主轴1上轴向运动，使主驱螺套2和第一转子法兰5之间的间距DC增大或者减小；当间距调节至目标值后，电机断电；主驱螺套2、电机转子3和第一转子法兰5又一起进行同步旋转，不存在转速差，主驱螺套2和第一转子法兰5之间的间距DC固定。
实施例2
实施例2中一种调节机构，针对两个同步转动的第一转子法兰5和第二转子法兰6需要朝相反方向调节位移进行设计的。
请参阅图2至图4所示，实施例2与实施例1的区别在于，还包括第二转子法兰6和异形螺母7。主驱螺套2的外周设有外螺纹2-2；第二转子法兰6套装在主轴1上，异形螺母7的一端与第二转子法兰6固定连接，另外一端设有内螺纹7-1；异形螺母7的另一端设置的内螺纹7-1与主驱螺套2外周设的外螺纹2-2螺纹配合。主驱螺套2的内螺纹2-1和外螺纹2-2的旋向相反。
主轴1上设有轴肩1-1和堵头1-2，轴肩1-1和堵头1-2之间设有档环1-3，主驱螺套2的一部分卡在档环1-3和轴肩1-1之间，可以与轴肩或挡环紧贴滑动旋转，使得主驱螺套2能够绕主轴1旋转，但不能相对于主轴1进行轴向移动。第一转子法兰5和第二转子法兰6套装在主轴1上，能够绕主轴1旋转且能够在主轴1的轴向方向上运动。
本发明实施例2一种调节机构工作时，主驱螺套2、电机转子3、第一转子法兰5、第二转子法兰6和异形螺母7一起进行同步旋转，需要调节第一转子法兰5和第二转子法兰6之间的间距AB时(M为AB的参考中线)，向电机通电，使得电机转子3相对于第一转子法兰5和第二转子法兰6加速(进行超调)或者减速(进行滞调)旋转，使得第一转子法兰5和第二转子法兰6与主驱螺套2之间具有一个转速差；主驱螺套2在主轴1上被轴向限位，通过相互配合的内螺纹2-1和外螺纹5-1使得第一转子法兰5相对于主驱螺套2在主轴1上轴向运动；同时，通过相互配合的外螺纹2-2和内螺纹7-1使得第二转子法兰6和异形螺母7相对于主驱螺套2在主轴1上轴向运动；且由于主驱螺套2的内螺纹2-1和外螺纹2-2的旋向相反，使得第一转子法兰5和第二转子法兰6同步朝相反的轴向移动。当间距调节至目标值后，电机断电；主驱螺套2、电机转子3、第一转子法兰5、第二转子法兰6和异形螺母7又一起进行同步旋转，不存在转速差，第一转子法兰5和第二转子法兰6之间的间距AB固定。
请参阅图2和图4所示，第一转子法兰5上固定连接有第一转子体5P；异形螺母7的一端为与第二转子法兰6固定的若干叉齿7-2，其上设有螺丝孔7-3；另一端为设有内螺纹7-1的环体，该环体与主驱螺套2螺纹配合。第二转子法兰6上固定有第二转子体6P，第二转子体6P上设有若干连接孔6P-1与第二转子法兰6通过螺丝固定连接。第一转子体5P上设有若干叉齿过孔5P-K；若干叉齿7-2穿过对应的叉齿过孔5P-K连接第二转子法兰6。
实施例3
实施例3与实施例1和2的区别在于实施例3中取消了电机，在需要调节转子法兰在主轴1上的轴向位置时，在停机状态时，设法使转子法兰与主驱螺套相对旋转，通过这个相对旋转运动，驱动转子法兰沿主轴轴向运动，调节至目标位置，然后开机运行。
本发明中第一转子包括第一转子体和第一转子法兰，第一转子通过第一转子法兰和主驱螺套之间构成一对丝杠螺母机构；第二转子包括第二转子体和第二转子法兰；第二转子通过第二转子法兰固定连接异形螺母。第一转子和第二转子随主轴同步旋转。
本发明中第一转子法兰和第二转子法兰分别为第一转子和第二转子的附件；本发明的目标是调节转子的位移；转子也可以不要法兰，做成一体式结构。

Claims (10)

1.一种调节机构，其特征在于，包括主轴(1)、主驱螺套(2)和第一转子；主驱螺套(2)套装在主轴(1)上；主轴(1)上还套装有第一转子；主驱螺套(2)和第一转子之间构成一对丝杠螺母机构；主驱螺套(2)沿主轴(1)被轴向限位，使得主驱螺套(2)能够绕主轴(1)旋转，但不能相对于主轴(1)进行轴向移动。
2.根据权利要求1所述的一种调节机构，其特征在于，还包括电机，电机包括电机转子和电机定子；电机转子固定连接主驱螺套(2)。
3.根据权利要求1所述的一种调节机构，其特征在于，主驱螺套(2)的内圈设有内/外螺纹；第一转子的外圈设置有外/内螺纹；主驱螺套的内/外螺纹与第一转子的外/内螺纹配合，使主驱螺套(2)和第一转子之间构成一对丝杠螺母机构。
4.根据权利要求2所述的一种调节机构，其特征在于，电机未通电状态时，主驱螺套、电机转子和第一转子一起进行同步旋转；调节主驱螺套和第一转子之间的间距时，向电机通电，使电机转子相对于第一转子加速或者减速旋转，第一转子与主驱螺套之间具有一个转速差；通过主驱螺套和第一转子之间构成的丝杠螺母机构使得第一转子相对于主驱螺套在主轴上轴向运动，使主驱螺套和第一转子之间的间距增大或者减小；当间距调节至目标值后，电机断电；主驱螺套、电机转子和第一转子一起进行同步旋转。
5.根据权利要求1所述的一种调节机构，其特征在于，还包括第二转子和异形螺母(7)；主驱螺套与异形螺母(7)之间形成一对丝杠螺母机构；第二转子套装在主轴上，异形螺母的一端与第二转子固定连接，另外一端与主驱螺套之间形成一对丝杠螺母机构；主驱螺套与第一转子和异形螺母之间构成的两对丝杠螺母机构的旋向相反。
6.根据权利要求5所述的一种调节机构，其特征在于，异形螺母的一端为与第二转子固定的若干叉齿(7-2)，其上设有螺丝孔(7-3)；另一端为设有内螺纹的环体，该环体与主驱螺套螺纹配合；第一转子上设有若干叉齿过孔(5P-K)；若干叉齿穿过对应的叉齿过孔连接第二转子。
7.根据权利要求5所述的一种调节机构，其特征在于，还包括电机，电机包括电机转子和电机定子；电机转子固定连接主驱螺套(2)；电机未通电状态时，主驱螺套、电机转子、第一转子、第二转子和异形螺母一起进行同步旋转；调节第一转子和第二转子之间的间距时，向电机通电，使得电机转子相对于第一转子和第二转子加速或者减速旋转，使得第一转子和第二转子与主驱螺套之间具有一个转速差；主驱螺套在主轴上被轴向限位，通过主驱螺套和第一转子之间构成的丝杠螺母机构使得第一转子相对于主驱螺套在主轴上轴向移动；同时，通过主驱螺套和异形螺母之间构成的丝杠螺母机构使得第二转子和异形螺母相对于主驱螺套在主轴上轴向运动；且第一转子和第二转子同步朝相反的方向轴向移动；当间距调节至目标值后，电机断电；主驱螺套、电机转子、第一转子、第二转子和异形螺母一起进行同步旋转。
8.根据权利要求5所述的一种调节机构，其特征在于，主驱螺套的外周设有外螺纹，异形螺母的另一端设有内螺纹；主驱螺套外周的外螺纹与异形螺母的内螺纹配合，使主驱螺套和异形螺母之间构成一对丝杠螺母机构。
9.根据权利要求2或7所述的一种调节机构，其特征在于，所述电机为内转子电机或外转子电机。
10.根据权利要求5所述的一种调节机构，其特征在于，第一转子包括第一转子体(5P)和第一转子法兰(5)，第一转子法兰(5)与第一转子体为组合结构或者一体式结构；第一转子和主驱螺套(2)之间构成一对丝杠螺母机构；第二转子包括第二转子体(6P)和第二转子法兰(6)，第二转子法兰(6)与第二转子体(6P)为组合结构或者一体式结构；第二转子固定连接异形螺母；第二转子通过异形螺母(7)和主驱螺套(2)之间构成一对丝杠螺母机构。
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