CN108757869A - 运动转换机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种运动转换机构，用于实现直线运动和旋转运动转换的问题。本发明提供一种运动转换机构，包括：轴向施压件，第一蜗杆，所述第一蜗杆和所述轴向施压件同轴设置，所述第一蜗杆一端和所述轴向施压件通过周向转动副配合；固定套，所述固定套内侧设有第一螺旋内花键，所述第一螺旋内花键和所述第一蜗杆啮合。轴向施压件向下运动从而压动第一蜗杆向下运动，由于第一蜗杆和固定套内的第一螺旋内花键啮合，固定套为固定结构，故第一蜗杆在向下运动过程中还有转动运动，从而实现运动的转换，然后可以根据实际传动的需求，对后续的传动零件进行搭配选择。

Description

运动转换机构

技术领域

本发明涉及机械传动领域，特别是涉及一种运动转换机构。

背景技术

常见的直线运动和旋转运动转换的机构常见做法如下：

1、齿条输出齿轮运动，齿条垂直于输出齿轮的转轴，齿条和输出齿轮啮合，当齿条直线运动时，齿条带动输出齿轮转动，即将齿条的直线运动转换为了输出齿轮的转动运动。

2、滚珠螺杆是将回转运动转化为直线运动，或将直线运动转化为回转运动的理想的产品。滚珠螺杆副有多种结构型式。按滚珠循环方式分为外循环和内循环两大类。外循环回珠器用插管式的较多，内循环回珠器用腰形槽嵌块式的较多。

按螺纹轨道的截面外形分为单圆弧和双圆弧两种截形。由于双圆弧截形轴向刚度大于单圆弧截形，因此目前普遍采用双圆弧截形的丝杠。

按预加负载形式分，可分为单螺母无预紧、单螺母变位导程预紧、单螺母加大钢球径向预紧、双螺母垫片预紧、双螺母差齿预紧、双螺母螺纹预紧。数控机床上常用双螺母垫片式预紧，其预紧力一般为轴向载荷的1/3。

滚珠螺杆与滑动杆螺母副比较有很多优点：传动效率高、灵敏度高、传动平稳：磨损小、寿命长；可消除轴向间隙，进步轴向刚度等。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种运动转换机构，用于实现直线运动和旋转运动转换的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种运动转换机构，包括：

轴向施压件，

第一蜗杆，所述第一蜗杆和所述轴向施压件同轴设置，所述第一蜗杆一端和所述轴向施压件通过周向转动副配合；

固定套，所述固定套内侧设有第一螺旋内花键，所述第一螺旋内花键和所述第一蜗杆啮合。

本发明是这样实现的，轴向施压件向下运动从而压动第一蜗杆向下运动，由于第一蜗杆和固定套内的第一螺旋内花键啮合，固定套为固定结构，故第一蜗杆在向下运动过程中还有转动运动，从而实现运动的转换，然后可以根据实际传动的需求，对后续的传动零件进行搭配选择。

进一步的，所述轴向施压件上设有导向限位件，所述导向限位件用于限制所述轴向施压件的转动位移，所述导向限位件还用于在轴向上对所述轴向施压件进行导向。

进一步的，所述导向限位件为L形杆状结构，所述导向限位件一端和所述轴向施压件固定，所述导向限位件另一端活动穿过一个导向孔。

进一步的，所述第一蜗杆上设有第一轴向限位结构，所述第一轴向限位结构用于限制所述第一蜗杆伸入所述固定套内的极限位移。

进一步的，所述第一轴向限位结构处设有第一弹性件，所述第一弹性件用于将所述第一蜗杆回位。

进一步的，所述第一蜗杆和所述轴向施压件之间设有第二蜗杆，所述第二蜗杆和所述轴向施压件通过周向转动副配合；

所述第一蜗杆上设有轴向孔，所述轴向孔内设有第二螺旋内花键；

所述第二蜗杆和所述第二螺旋内花键啮合，所述第二蜗杆的上端设有第二轴向限位结构；

所述第二蜗杆处设有第二弹性件，所述第二弹性件用于将所述第二蜗杆回位，所述第二弹性件的两端位移分别被所述第二轴向限位结构和第一蜗杆端面限制。

进一步的，所述第一轴向限位结构为阶梯轴和阶梯孔，所述第一弹性件和所述第二弹性件为弹簧，所述第一弹性件套在所述第一蜗杆下端的阶梯轴上，所述第二弹性件套在所述第二蜗杆上。

进一步的，还包括输出齿轮，所述输出齿轮和所述第二蜗杆同轴固定，所述输出齿轮的分度圆直径大于所述第二蜗杆的分度圆直径，所述输出齿轮和所述第二蜗杆连接处形成所述第二轴向限位结构；

所述第一蜗杆的分度圆直径大于所述第二蜗杆的分度圆直径。

进一步的，所述第一弹性件的弹性系数小于所述第二弹性件的弹性系数。

进一步的，所述输出齿轮和一个输出齿条啮合，或者，所述输出齿轮和至少一个传动齿轮啮合；

和/或，

所述第一蜗杆和一个输出蜗杆啮合，或者，所述第一蜗杆和一个输出齿带啮合。

如上所述，本发明的运动转换机构，具有以下有益效果：

一、能够将直线运动转换为旋转运动，且结构紧凑。

二、通过输出齿轮的设置，实现了多个输出的自由选择，提高其应用范围。

三、通过弹性件的设置，实现了自动回位，操作更加方便。

四、通过第一弹性件和第二弹性件的不同弹性系数的设置，实现了两个输出的阶段性输出。

附图说明

图1显示为本发明的运动转换机构实施例一的立体图。

图2显示为本发明的运动转换机构实施例一的剖视图。

图3显示为本发明的运动转换机构实施例二的立体图。

图4显示为本发明的运动转换机构实施例二的剖视图。

图5显示为本发明的运动转换机构实施例三的立体图(未画出底座)。

图6显示为本发明的运动转换机构实施例四的立体图(未画出底座)。

元件标号说明

1 轴向施压件

2 第一蜗杆

3 固定套

31 第一螺旋内花键

11 导向限位件

21 第一轴向限位结构

211 第一弹性件

4 第二蜗杆

41 第二轴向限位结构

22 轴向孔

221 第二螺旋内花键

411 第二弹性件

5 输出齿轮

6 输出齿带

7 传动齿轮

8 输出齿条

9 输出蜗杆

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

请参阅图1至图6。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

实施例一，请参阅图1和图2，本发明提供一种运动转换机构，包括：

轴向施压件1，

第一蜗杆2，所述第一蜗杆2和所述轴向施压件1同轴设置，所述第一蜗杆2一端和所述轴向施压件1通过周向转动副配合；周向转动副的配合方式较多，此处不一一列举，以轴承副为例，在图示中用的是轴承，即第一蜗杆2的上端相当于和轴承的外圈固定，轴向施压件1的下单相当于和轴承的内圈，轴承内圈和外圈之间设置有多个钢珠。

固定套3，所述固定套3内侧设有第一螺旋内花键31，所述第一螺旋内花键31和所述第一蜗杆2啮合。

工作流程，轴向施压件1向下运动从而压动第一蜗杆2向下运动，由于第一蜗杆2和固定套3内的第一螺旋内花键31啮合，固定套3为固定结构，故第一蜗杆2在向下运动过程中还有转动运动，从而实现运动的转换，然后可以根据实际传动的需求，对后续的传动零件进行搭配选择。

可选的，请参阅图1和图2，所述轴向施压件1上设有导向限位件11，所述导向限位件11用于限制所述轴向施压件1的转动位移，所述导向限位件11还用于在轴向上对所述轴向施压件1进行导向。

可选的，请参阅图1和图2，所述导向限位件11为L形杆状结构，所述导向限位件11一端和所述轴向施压件1固定，所述导向限位件11另一端活动穿过一个导向孔。

通过导向限位件11的设置，避免轴向施压件1发生转动以及保证其在轴向上运动且不发生偏移。

可选的，请参阅图1和图2，所述第一蜗杆2上设有第一轴向限位结构21，所述第一轴向限位结构21用于限制所述第一蜗杆2伸入所述固定套3内的极限位移。

有效限制其伸入固定套3内的位移，使得其动作更加的可靠稳定。

实施例二，实施例二和实施例一的区别部分在于，请参阅图3和图4，所述第一轴向限位结构21处设有第一弹性件211，所述第一弹性件211用于将所述第一蜗杆2回位。

能够让第一蜗杆2有效回位，操作更加方便。

可选的，请参阅图3和图4，所述第一蜗杆2和所述轴向施压件1之间设有第二蜗杆4，所述第二蜗杆4和所述轴向施压件1通过周向转动副配合；

所述第一蜗杆2上设有轴向孔22，所述轴向孔22内设有第二螺旋内花键221；

所述第二蜗杆4和所述第二螺旋内花键221啮合，所述第二蜗杆4的上端设有第二轴向限位结构41；

所述第二蜗杆4处设有第二弹性件411，所述第二弹性件411用于将所述第二蜗杆4回位，所述第二弹性件411的两端位移分别被所述第二轴向限位结构41和第一蜗杆2端面限制。

可选的，请参阅图3和图4，所述第一轴向限位结构21为阶梯轴和阶梯孔，所述第一弹性件211和所述第二弹性件411为弹簧，所述第一弹性件211套在所述第一蜗杆2下端的阶梯轴上，所述第二弹性件411套在所述第二蜗杆4上。

可选的，请参阅图3和图4，还包括输出齿轮5，所述输出齿轮5和所述第二蜗杆4同轴固定，所述输出齿轮5的分度圆直径大于所述第二蜗杆4的分度圆直径，所述输出齿轮5和所述第二蜗杆4连接处形成所述第二轴向限位结构41；所述第一蜗杆的分度圆直径大于所述第二蜗杆的分度圆直径。

通过在第一蜗杆2的基础上再增加一个第二蜗杆4，以及分别设置弹性件，以及增加输出齿轮5，使得除了第一蜗杆2可以作为输出端以外，还可以用输出齿轮5作为输出端，实现了输出的多样性，弹性件可以实现其自动回位。

可选的，请参阅图3和图4，所述第一弹性件211的弹性系数大于所述第二弹性件411的弹性系数。

在工作时，轴向施压件1向下压动第二蜗杆4，此时首先是第二弹性件411受力，然后将力传递给第一蜗杆2，然后第一蜗杆2再将压力传递给第一弹性件211，由于第一弹性件211的弹性系数较小，其发生变形相对于第二弹性件411比较容易，故刚开始时，第一弹性件211先发生变形或者第一弹性件211的变形比第二弹性件411的变形大，从而导致第一蜗杆2和第一螺旋内花键31的啮合深度发生相对变化，此时第一蜗杆2和第二蜗杆4均发生转动，当力度到达一定程度后，第一弹性件211变形到极限位置，第二蜗杆4和第二螺旋内花键221的啮合深度仍然能发生变化，此时第一蜗杆2不发生转动，第二蜗杆4进一步深入到第一蜗杆2的第一螺旋内花键内，此时第一蜗杆2不转动，第二蜗杆4向下运动且转动，通过以上第一蜗杆2和第二蜗杆4的转动和不转动的变化

以下实施例均是在实施例二的基础上进行的限定，

实施例三，请参阅图5，所述第一蜗杆2和一个输出齿带6啮合，所述输出齿轮5和至少一个传动齿轮7啮合。可以实现输出齿带6和传动齿轮7的同时输出。输出齿带6在和第一蜗杆2啮合时，由于输出齿带6有一定的柔性，需要在输出齿带6的没有齿的一侧向输出齿带6施加压力，使得其可以有效和第一蜗杆2啮合。

实施例四，请参阅图6，所述输出齿轮5和一个输出齿条8啮合，所述第一蜗杆2和一个输出蜗杆9啮合。可以实现输出齿轮5和输出齿条8的啮合，实现一次输出，还可以通过第一蜗杆2和输出蜗杆9啮合实现二次输出。

实施例五，所述第一蜗杆2和一个输出齿带6啮合，所述输出齿轮5和一个输出齿条8啮合。

实施例六、所述输出齿轮5和至少一个传动齿轮7啮合，所述第一蜗杆2和一个输出蜗杆9啮合。

实施例三、四、五和六中，可以仅选择其中一个的输出方式，并不必要进行双输出的选择，在其组合可以实施的情况下，其单独一个输出选择也是可以实现的，此处不一一列举。

综上所述，本发明能够将直线运动转换为旋转运动，且结构紧凑。通过输出齿轮5的设置，实现了多个输出的自由选择，提高其应用范围。通过弹性件的设置，实现了自动回位，操作更加方便。通过第一弹性件211和第二弹性件411的不同弹性系数的设置，实现了两个输出的阶段性输出。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种运动转换机构，其特征在于，包括：

轴向施压件，

第一蜗杆，所述第一蜗杆和所述轴向施压件同轴设置，所述第一蜗杆一端和所述轴向施压件通过周向转动副配合；

固定套，所述固定套内侧设有第一螺旋内花键，所述第一螺旋内花键和所述第一蜗杆啮合。

2.根据权利要求1所述的运动转换机构，其特征在于：所述轴向施压件上设有导向限位件，所述导向限位件用于限制所述轴向施压件的转动位移，所述导向限位件还用于在轴向上对所述轴向施压件进行导向。

3.根据权利要求2所述的运动转换机构，其特征在于：所述导向限位件为L形杆状结构，所述导向限位件一端和所述轴向施压件固定，所述导向限位件另一端活动穿过一个导向孔。

4.根据权利要求1所述的运动转换机构，其特征在于：所述第一蜗杆上设有第一轴向限位结构，所述第一轴向限位结构用于限制所述第一蜗杆伸入所述固定套内的极限位移。

5.根据权利要求4所述的运动转换机构，其特征在于：所述第一轴向限位结构处设有第一弹性件，所述第一弹性件用于将所述第一蜗杆回位。

6.根据权利要求5所述的运动转换机构，其特征在于：所述第一蜗杆和所述轴向施压件之间设有第二蜗杆，所述第二蜗杆和所述轴向施压件通过周向转动副配合；

所述第一蜗杆上设有轴向孔，所述轴向孔内设有第二螺旋内花键；

所述第二蜗杆和所述第二螺旋内花键啮合，所述第二蜗杆的上端设有第二轴向限位结构；

所述第二蜗杆处设有第二弹性件，所述第二弹性件用于将所述第二蜗杆回位，所述第二弹性件的两端位移分别被所述第二轴向限位结构和第一蜗杆端面限制。

7.根据权利要求6所述的运动转换机构，其特征在于：所述第一轴向限位结构为阶梯轴和阶梯孔，所述第一弹性件和所述第二弹性件为弹簧，所述第一弹性件套在所述第一蜗杆下端的阶梯轴上，所述第二弹性件套在所述第二蜗杆上。

8.根据权利要求7所述的运动转换机构，其特征在于：还包括输出齿轮，所述输出齿轮和所述第二蜗杆同轴固定，所述输出齿轮的分度圆直径大于所述第二蜗杆的分度圆直径，所述输出齿轮和所述第二蜗杆连接处形成所述第二轴向限位结构；

所述第一蜗杆的分度圆直径大于所述第二蜗杆的分度圆直径。

9.根据权利要求8所述的运动转换机构，其特征在于：所述第一弹性件的弹性系数小于所述第二弹性件的弹性系数。

10.根据权利要求8或9所述的运动转换机构，其特征在于：所述输出齿轮和一个输出齿条啮合，或者，所述输出齿轮和至少一个传动齿轮啮合；

和/或，

所述第一蜗杆和一个输出蜗杆啮合，或者，所述第一蜗杆和一个输出齿带啮合。