CN109807782B - 一种用于多型号的行星滚柱丝杠副装配夹具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于多型号的行星滚柱丝杠副装配夹具，由三爪固定组件、螺母支撑组件、支撑架、伞状滚柱固定组件和底座组成；将已安装内齿圈的螺母放在螺母支撑组件上，通过拔出滚柱固定夹的挡片用滚柱固定夹将调整好位置的滚柱固定，当所有调整好位置的滚柱固定后，装入行星架和弹簧挡圈，实现整体装配过程。通过旋转丝杠调整卡爪的伸出量以适应不同外径的螺母，通过调整滚柱定位瓦片的数量和旋转定位螺母将伞状滚柱固定组件展开以适应与不同内径的螺母，通过改变滚柱定位瓦片的凹槽数和伞状滚柱固定组件以适应不同滚柱数量的装配。装配夹具结构简单、操作便捷、适用型号多，大大提高了行星滚柱丝杠副的装配效率与装配精度。

Description

一种用于多型号的行星滚柱丝杠副装配夹具

技术领域

本发明涉及机械制造和装配工艺技术领域，具体地说，涉及一种用于多型号的行星滚柱丝杠副装配夹具。

背景技术

行星滚柱丝杠副是一种可将旋转运动和直线运动相互转化的机械传动装置，由于其结构紧凑、啮合关系复杂使得装配难度较大。行星滚柱丝杠副的装配难度主要是螺纹加工与齿轮加工相位匹配问题，在实际加工中不能较好的保证每个滚柱切齿位置在螺纹的同一起点，会产生螺纹啮合和齿轮啮合相位冲突问题，从而影响其正常运转，降低传动的可靠性和装备使用寿命。

在专利CN 105437116 A中公开了“一种行星滚柱丝杠副装配夹具”，该装配夹具通过连接在基座上的滚柱压杆依次对已调整到位的滚柱进行固定，从而实现整个装配过程。整套装置虽然能完成行星滚柱丝杠副的装配，但操作过程复杂，且不适用于不同滚柱数量的螺母的装配。

发明内容

为了避免现有技术存在的不足，克服行星滚柱丝杠副由于结构紧凑、啮合关系复杂而导致的装配难度大，传动精度和装备使用寿命降低的问题，本发明提出一种用于多型号的行星滚柱丝杠副装配夹具。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:包括三爪固定组件、螺母支撑组件、支撑架、伞状滚柱固定组件和底座，所述底座为圆盘形结构，底座为上述各部件提供支撑；其中螺母支撑组件位于三爪固定组件的中间部位，支撑架安装在螺母支撑组件上部并与螺母支撑组件连接，伞状滚柱固定组件连接在支撑架上面，且三爪固定组件、螺母支撑组件、支撑架和伞状滚柱固定组件均与底座中心垂直；

所述三爪固定组件包括卡爪支架、卡爪导轨、丝杠、卡爪和卡爪橡胶垫，所述卡爪支架为三根，卡爪支架沿底座上周向均布，卡爪支架一端与底座固连，另一端固定有径向卡爪导轨，所述卡爪导轨为圆柱形，内部轴向设有方形滑轨与截面为方形的卡爪相配合，卡爪导轨一端敞口，另一端加工有内螺纹孔，螺纹孔的直径和螺纹长度与丝杠的直径和螺纹长度相配合，所述丝杠一端部加工有外螺纹，另一端有固定耳片，所述卡爪橡胶垫为圆弧形片状结构，卡爪橡胶垫位于卡爪端部，卡爪橡胶垫用于增大摩擦力同时防止螺母表面损伤；

所述螺母支撑组件包括螺母支撑盘、定位凸块、推杆导轨、螺母支架、凸轮、摇杆、单向轴承、滚柱定位瓦片、瓦片定位凹槽和滚柱定位凹槽，所述螺母支撑盘上均布有多个对称的径向定位凸块，推杆导轨位于螺母支撑盘上中心部位，螺母支撑盘下部固定有两根对称的螺母支架，其中一根螺母支架的中间部位开有圆孔用于安装单向轴承，摇杆穿过单向轴承与凸轮固连，凸轮位于推杆下端部并与推杆相互配合；所述滚柱定位瓦片为中空圆柱片状结构，相邻的滚柱定位瓦片为过渡配合，滚柱定位瓦片上部周向均布有多个滚柱定位凹槽，滚柱定位凹槽与待装配滚柱数量相等，且与滚柱轴端相配合，滚柱定位瓦片下部周向均布有多个瓦片定位凹槽与螺母支撑盘上的定位凸块配合，滚柱定位瓦片的数量取决于待装配螺母内径的大小；所述支撑架由支撑圆盘、十字凹槽和推杆组成，所述十字凹槽位于支撑圆盘中间部位，推杆与推杆导轨相配合可上下运动；

所述伞状滚柱固定组件包括伞杆、定位螺母、旋转架、旋转架耳片、旋转架连杆、伞杆连杆、十字凸块和滚柱夹，所述伞杆上部加工有外螺纹，下部周向均布有若干排耳片，每排两个，所述定位螺母上部为六边形、下部为阶梯圆柱形结构，定位螺母与旋转架相配合，所述旋转架上周向均布旋转架耳片，所述旋转架连杆和伞杆连杆两端开有通孔，一端分别与旋转架耳片和伞杆的耳片相铰接，另一端与滚柱夹耳片相铰接，十字凸起与十字凹槽相配合；

所述滚柱夹由导轨、弹簧定位销、滚柱夹耳片、方形凸块、滚柱固定夹、滑块、挡片孔、挡片、弹簧和橡胶垫片组成，所述导轨为U形，中间开有水平滑槽，弹簧定位销位于导轨内中间部位，两个滚柱夹耳片位于导轨一侧，方形凸块位于导轨上部，所述滑块位于滚柱固定夹一侧，侧边有定位销，挡片与挡片孔相配合，所述橡胶垫片为圆弧形结构，橡胶垫片位于滚柱固定夹另一侧，并与滚柱固定夹相配合，所述伞状固定组件初始状态为收缩状态。

所述三爪固定组件、螺母支撑组件、支撑架和伞状滚柱固定组件均依底座中轴线同轴安装。

有益效果

本发明提出的一种用于多型号的行星滚柱丝杠副装配夹具，包括用于固定螺母水平位置的三爪固定组件、对滚柱定位和支撑螺母的螺母支撑组件、用于支撑伞状滚柱固定组件的支撑架和固定滚柱位置的伞状滚柱固定组件，四者为同轴安装。将已安装内齿圈的螺母放在螺母支撑组件上，通过拔出滚柱固定夹的挡片用滚柱固定夹将已调整好位置的滚柱固定，当所有已调整好位置的滚柱固定之后，装入行星架和弹簧挡圈，实现整个装配过程。通过旋转丝杠调整卡爪的伸出量以适应不同外径的螺母，通过调整滚柱定位瓦片的数量和旋转定位螺母将伞状滚柱固定组件展开以适应与不同内径的螺母，通过改变滚柱定位瓦片的凹槽数量和伞状滚柱固定组件以适应不同滚柱数量的装配。

本发明用于多型号的行星滚柱丝杠副装配夹具，结构简单，操作便捷，适用型号多，安全可靠；并可对滚柱进行精准的定位，大大提高了行星滚柱丝杠副的装配效率与装配精度。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明一种用于多型号的行星滚柱丝杠副装配夹具作进一步详细说明。

图1为本发明用于多型号的行星滚柱丝杠副装配夹具示意图。

图2为本发明的三爪固定组件示意图。

图3为本发明的螺母支撑组件示意图。

图4为本发明的支撑架示意图。

图5为本发明的伞状滚柱固定组件示意图。

图6为本发明的定位螺母和旋转架示意图。

图7为本发明的滚柱夹示意图。

图中

1.三爪固定组件 2.螺母支撑组件 3.支撑架 4.伞状滚柱固定组件 5.底座 6.卡爪支架 7.卡爪导轨 8.丝杠 9.卡爪 10.卡爪橡胶垫 11.螺母支撑盘 12.定位凸块 13.推杆导轨 14.螺母支架 15.凸轮 16.摇杆 17.单向轴承 18.滚柱定位瓦片 19.瓦片定位凹槽 20.滚柱定位凹槽 21.支撑圆盘 22.十字凹槽 23.推杆 24.伞杆 25.定位螺母 26.旋转架 27.旋转架耳片 28.旋转架连杆 29.伞杆连杆 30.十字凸块 31.滚柱夹 32.导轨33.弹簧定位销 34.滚柱夹耳片 35.方形凸块 36.滚柱固定夹 37.滑块 38.挡片孔 39.挡片 40.弹簧 41.橡胶垫片

具体实施方式

本实施例是一种用于多型号的行星滚柱丝杠副装配夹具。

参阅图1～图7，本实施例用于多型号的行星滚柱丝杠副装配夹具，由用于固定螺母水平位置的三爪固定组件1、对滚柱定位和支撑螺母的螺母支撑组件2、用于支撑伞状滚柱固定组件的支撑架3、固定滚柱位置的伞状滚柱固定组件4和底座5组成；底座5为圆盘形结构，底座5为上述各部件提供支撑；其中，螺母支撑组件2位于三爪固定组件1的中间部位，支撑架3位于螺母支撑组件2上方并与螺母支撑组件2连接，伞状滚柱固定组4件连接在支撑架3上方，且三爪固定组件1、螺母支撑组件2、支撑架3和伞状滚柱固定组件4均依底座5中心轴线同轴安装。

本实施例中，三爪固定组件1包括卡爪支架6、卡爪导轨7、丝杠8、卡爪9和卡爪橡胶垫10；卡爪支架6为三根，卡爪支架6沿底座5上周向均布，卡爪支架6一端与底座5相固连，另一端固定有径向卡爪导轨7。卡爪导轨7为圆柱形，内部设有方形滑轨与截面为方形卡爪9相配合；卡爪导轨7为一端敞口，另一端加工有内螺纹孔，螺纹孔的直径和螺纹长度与丝杠8的直径和螺纹长度相配合；丝杠8一端加工有一定长度的外螺纹，另一端有耳片，通过旋转丝杠8的耳片可调整卡爪9的伸出量以使用不同外径的螺母。卡爪橡胶垫10为圆弧形片状结构，卡爪橡胶垫10位于卡爪9端部，卡爪橡胶垫片10的作用是为了增大摩擦力同时防止螺母表面损伤。

螺母支撑组件2包括螺母支撑盘11、定位凸块12、推杆导轨13、螺母支架14、凸轮15、摇杆16、单向轴承17、滚柱定位瓦片18、瓦片定位凹槽19和滚柱定位凹槽20；螺母支撑盘11上部周向均布有多个径向定位凸块12，定位凸块12是为了确定滚柱定位瓦片18的位置，不使其发生移动和转动。推杆导轨13位于螺母支撑盘11上中心部位，螺母支撑盘11下部固定有两根对称的螺母支架14，其中一根螺母支架14的中间部位开有圆孔安装单向轴承17。单向轴承17固定安装在螺母支架14的圆孔中，其只允许凸轮15和摇杆16沿一个方向转动，防止伞状滚柱固定组件4由于自身重力下降，摇杆16一端与凸轮15相固连。滚柱定位瓦片18为中空圆柱片状结构，相邻两个滚柱定位瓦片18为过渡配合，滚柱定位瓦片18上部周向均布有多个滚柱定位凹槽20与待装配滚柱数量相等，且与滚柱轴端相配合；滚柱定位凹槽20的作用是为了确定待装配滚柱的周向分布位置，滚柱定位瓦片18的数量取决于待装配螺母内径的大小，滚柱定位瓦片18直径应介于内齿圈齿顶圆和齿根圆直径之间。滚柱定位瓦片18下部周向均布有多个瓦片定位凹槽19与螺母支撑盘11上的定位凸块12相配合。

支撑架3由支撑圆盘21、十字凹槽22和推杆23组成，十字凹槽22位于支撑圆盘21中间部位，为了支撑伞状滚柱固定组件4且当旋转定位螺母25时不使其发生转动，推杆23与推杆导轨13相配合，推杆导轨13保证推杆33仅可以上下运动。

伞状滚柱固定组件4包括伞杆24、定位螺母25、旋转架26、旋转架耳片27、旋转架连杆28、伞杆连杆29、十字凸块30和滚柱夹31；伞杆24上部加工有外螺纹，下部周向均布有若干排耳片，排数与待装配滚柱数量相同，每排两个。定位螺母25上部为六边形，下部为阶梯圆柱形结构，定位螺母25与旋转架26相配合。旋转架26上周向均布旋转架耳片27，旋转架连杆28和伞杆连杆29两端开有通孔，一端分别与旋转架耳片27和伞杆的耳片相铰接，另一端与滚柱夹耳片34相铰接，十字凸起30与十字凹槽22相配合，通过旋转定位螺母25，旋转架26只跟随定位螺母25做上下运动不做转动，进而控制伞状滚柱固定组件4的收缩与展开，伞状滚柱固定组件4初始为收缩状态。

滚柱夹31由导轨32、弹簧定位销33、滚柱夹耳片34、方形凸块35、滚柱固定夹36、滑块37、挡片孔38、挡片39、弹簧40和橡胶垫片41组成，导轨32为U形，中间开有水平滑槽，弹簧定位销33位于导轨32内中间部位，两个滚柱夹耳片34位于导轨32一侧，方形凸块35位于导轨32上部；滑块37位于滚柱固定夹36一侧，侧边有定位销，弹簧40初始为压缩状态，一端插入弹簧定位销33中，另一端插入滑块37的定位销中，挡片39与挡片孔38相配合，挡片39的初始状态位于方形凸起35靠近滑块37的一侧，橡胶垫片41为圆弧形片状结构，橡胶垫片41位于滚柱固定夹36另一侧，橡胶垫片41可以增大摩擦力且保护滚柱不受损伤。

行星滚柱丝杠副装配夹具的装配过程:

装配时，首先根据待装配滚柱的数量和内齿圈齿顶圆和齿根圆的直径确定滚柱定位凹槽20的数量和滚柱定位瓦片18的直径，确保滚柱定位凹槽20的数量和待装配滚柱数量相等；滚柱定位瓦片18的直径应介于内齿圈齿顶圆和齿根圆直径之间。然后装配内齿圈和螺母，确保两个内齿圈齿顶与齿槽的对应关系，将已装配好内齿圈的螺母放在螺母支撑组件2上，使得滚柱定位瓦片18插入内齿圈中顶住螺母；此时螺母上下位置固定，然后分别旋转三爪固定组件1的三个丝杠8，调整卡爪9使卡爪9夹紧螺母；此时螺母水平位置固定，旋转凸轮15的摇杆16使伞状滚柱固定组件4的滚柱夹31上升至与内齿圈下方平齐。由于单向轴承17的存在，伞状滚柱固定组件4不会由于自身重力使凸轮15反向转动而下落。旋转定位螺母25使伞状固定组件4展开至合适大小，此时滚柱固定夹36和螺母内径之间应留出足够空隙以调整滚柱，将滚柱放入螺母并插进滚柱定位凹槽20中，调整滚柱位置保证其与内齿圈的齿轮副和螺母的螺纹副均啮合良好，保证两种运动副之间不干涉；此时滚柱已调整到位，拔出挡片39，由于弹簧40初始为压缩状态，拔出挡片39之后滚柱固定夹36将沿导轨32伸出并压紧已调整好的滚柱，以相同的方式依次安装其余滚柱，直到滚柱全部安装完成。将螺母上方的行星架和弹簧挡圈装入，旋转丝杠8松开螺母，保持螺母竖直向下，取出螺母；由于伞状滚柱固定组件4处于压紧滚柱状态，其依然留在螺母内部起到固定滚柱的作用，然后从下方将另一侧的行星架装入，再装入对应弹簧挡圈；旋转定位螺母25使伞状滚柱固定组件4收缩，从螺母内取出，完成行星滚柱丝杠副滚柱、螺母、行星架及弹簧挡圈的装配。最后，手动将行星滚柱丝杠副的丝杠旋入该夹具上完成装配体，达到行星滚柱丝杠副的最终装配目的。

Claims (2)

1.一种用于多型号的行星滚柱丝杠副装配夹具，其特征在于:包括三爪固定组件、螺母支撑组件、支撑架、伞状滚柱固定组件和底座，所述底座为圆盘形结构，底座为上述各部件提供支撑；其中螺母支撑组件位于三爪固定组件的中间部位，支撑架安装在螺母支撑组件上部并与螺母支撑组件连接，伞状滚柱固定组件连接在支撑架上面，且三爪固定组件、螺母支撑组件、支撑架和伞状滚柱固定组件在竖直方向上均与底座垂直；

所述三爪固定组件包括卡爪支架、卡爪导轨、丝杠、卡爪和卡爪橡胶垫，所述卡爪支架为三根，卡爪支架沿底座上周向均布，卡爪支架一端与底座固连，另一端固定有径向卡爪导轨，所述卡爪导轨为圆柱形，内部轴向设有方形滑轨与截面为方形的卡爪相配合，卡爪导轨一端敞口，另一端加工有内螺纹孔，螺纹孔的直径和螺纹长度与丝杠的直径和螺纹长度相配合，所述丝杠一端部加工有外螺纹，另一端有固定耳片，所述卡爪橡胶垫为圆弧形片状结构，卡爪橡胶垫位于卡爪端部，卡爪橡胶垫用于增大摩擦力同时防止螺母表面损伤；所述螺母支撑组件包括螺母支撑盘、定位凸块、推杆导轨、螺母支架、凸轮、摇杆、单向轴承、滚柱定位瓦片、瓦片定位凹槽和滚柱定位凹槽，所述螺母支撑盘上均布有多个对称的径向定位凸块，推杆导轨位于螺母支撑盘上中心部位，螺母支撑盘下部固定有两根对称的螺母支架，其中一根螺母支架的中间部位开有圆孔用于安装单向轴承，摇杆穿过单向轴承与凸轮固连，凸轮位于推杆下端部并与推杆相互配合；所述滚柱定位瓦片为中空圆柱片状结构，相邻的滚柱定位瓦片为过渡配合，滚柱定位瓦片上部周向均布有多个滚柱定位凹槽，滚柱定位凹槽与待装配滚柱数量相等，且与滚柱轴端相配合，滚柱定位瓦片下部周向均布有多个瓦片定位凹槽与螺母支撑盘上的定位凸块配合，滚柱定位瓦片的数量取决于待装配螺母内径的大小；所述支撑架由支撑圆盘、十字凹槽和推杆组成，所述十字凹槽位于支撑圆盘中间部位，推杆与推杆导轨相配合可上下运动；

所述伞状滚柱固定组件包括伞杆、定位螺母、旋转架、旋转架耳片、旋转架连杆、伞杆连杆、十字凸块和滚柱夹，所述伞杆上部加工有外螺纹，下部周向均布有若干排耳片，每排两个，所述定位螺母上部为六边形、下部为阶梯圆柱形结构，定位螺母与旋转架相配合，所述旋转架上周向均布旋转架耳片，所述旋转架连杆和伞杆连杆两端开有通孔，一端分别与旋转架耳片和伞杆的耳片相铰接，另一端与滚柱夹耳片相铰接，十字凸起与十字凹槽相配合；

所述滚柱夹由导轨、弹簧定位销、滚柱夹耳片、方形凸块、滚柱固定夹、滑块、挡片孔、挡片、弹簧和橡胶垫片组成，所述导轨为U形，中间开有水平滑槽，弹簧定位销位于导轨内中间部位，两个滚柱夹耳片位于导轨一侧，方形凸块位于导轨上部，所述滑块位于滚柱固定夹一侧，侧边有定位销，挡片与挡片孔相配合，所述橡胶垫片为圆弧形结构，橡胶垫片位于滚柱固定夹另一侧，并与滚柱固定夹相配合，所述伞状固定组件初始状态为收缩状态。

2.根据权利要求1所述的用于多型号的行星滚柱丝杠副装配夹具，其特征在于:所述三爪固定组件、螺母支撑组件、支撑架和伞状滚柱固定组件均依底座中轴线同轴安装。

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