CN112936146B - 一种反向式行星滚柱丝杠副的一体化装配夹具 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种反向式行星滚柱丝杠副的一体化装配夹具，利用电机驱动，整体装配流程一体化的设计思想，保证其安全高效地装配生产反向式行星滚柱丝杠副，使用电机驱动夹持端组件，电机粗调的方式控制待装配滚柱丝杠副组件，夹持端组件运用连接盘连接多个铰链结构，铰链结构上有夹持待装配滚柱的磁吸卡爪和弹簧，中间凸台组件装有抱死装置，可以抱紧待装配推杆，便于将待装配推杆装入中空丝杠；中间凸台和底座间装有旋转台，螺母组件采用圆形卡紧盘固定螺母，在适配螺母的作用下，待装配长螺母与圆形卡紧盘共同作圆周运动，螺母组件下还装有双排直线导轨，手动微调可使待装配长螺母作直线运动，有利于企业高效的产品组装反向式行星滚柱丝杠副。

Description

一种反向式行星滚柱丝杠副的一体化装配夹具

技术领域

本发明涉及机械制造和装配工艺技术领域。具体地说是一种反向式行星滚柱丝杠副的一体化装配夹具。

背景技术

反向式行星待装配滚柱丝杠副是一种将旋转运动转化为直线运动的机械传动装置，主要同伺服电机一起应用在一体式机电作动器中，包括中空丝杠、滚柱、行星架、推杆和长螺母等组成；由于其结构紧凑、啮合关系复杂使得装配难度较大，其装配难度主要来源于多个螺纹件的行星形式安装问题；不正常安装影响其正常运转，降低传动的可靠性和装备使用寿命。

在专利CN 105437116 B中公开了“一种行星滚柱丝杠副装配夹具”，该装配夹具基于基座上的滚柱压杆进行滚柱的固定，实现部分零件的装配过程；整套装备虽然只能完成滚柱与螺母间的装配，但是滚柱装配时的精度不高，装配过程手动操作太过复杂，且装备的可靠性不高。

在专利CN 109807782 A中公开了“一种用于多型号的行星滚柱丝杠副装配夹具”，该装配夹具上三爪固定组件固定螺母水平位置，伞状滚柱固定组件固定滚柱的位置，螺母支撑组件支撑螺母，实现其装配过程；整套装备虽然能完成除丝杠外的装配，但是采取手动的方式控制，整体太过笨重，且装配过程未包含行星滚柱丝杠副的所有零件，不是一体式装配；整体精度不高，操作麻烦。

因此，设计一种反向式行星滚柱丝杠副装配夹具有重要意义。装配夹具融合电机驱动和手动，粗调和微调相结合方式可大大提高整体装配的精度与效率，有利于企业和相关研究人员快速生产反向式行星滚柱丝杠副以及一体式机电作动器。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种高效高精度的反向式行星滚柱丝杠副的一体化装配夹具。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

上述一种反向式行星滚柱丝杠副的一体化装配夹具，包括底板、电机、夹持端组件、中间凸台组件、螺母组件；

所述电机固定安装在底板的上表面，所述夹持端组件固定安装在底板的上表面，且所述夹持端组件位于电机的一侧，所述中间凸台组件固定安装在底板的上表面，且所述中间凸台组件位于夹持端组件的另一侧，所述螺母组件固定安装在底板的上表面，且所述螺母组件位于中间凸台组件的另一侧。

上述一种反向式行星滚柱丝杠副的一体化装配夹具，所述底板上开设有多个第一螺纹孔，便于零部件的安装和拆卸，且所述底板上开设有多个凹槽，便于制造和安装，减少装配夹具整体的重量；

所述电机为驱动装置，所述电机通过螺钉固定安装在底板的上表面靠近左端的位置，所述电机通过联轴器连接一根螺纹杆，且螺纹杆前后两端均设置有轴承座。

上述一种反向式行星滚柱丝杠副的一体化装配夹具，所述夹持端组件包括夹持端垫块、导轨、滑块、连接板、夹持端主板、摇臂手柄、抱紧结构驱动轴、夹持端套筒、连接盘、固定销、铰链、弹簧、磁吸卡爪、螺钉、待装配滚柱、挡板处垫块、挡板、中空丝杠；

所述夹持端垫块固定安装在底板的上表面，所述夹持端垫块的数量为两个，两个所述夹持端垫块关于电机输出轴对称设置，两个所述夹持端垫块的上表面均固定安装有导轨，所述导轨上均滑动安装有滑块，两个所述滑块的上表面固定安装有连接板，且所述连接板的下表面通过法兰螺母与电机输出轴相连接的螺纹杆连接，更好地控制滚柱丝杠副组件的装配；

所述连接板的上表面固定安装有夹持端主板，所述夹持端主板中心处贯穿开设有通孔，所述通孔内固定安装有夹持端套筒，所述抱紧结构驱动轴贯穿夹持端套筒设计，且抱紧结构驱动轴的左端为光轴设计，所述抱紧结构驱动轴的左端通过键安装有摇臂手柄；

所述抱紧结构驱动轴上套接有连接盘，且所述连接盘位于夹持端主板的右侧，所述抱紧结构驱动轴与连接盘为同轴设计，所述连接盘的右侧表面靠近外围的位置均匀的固定安装有固定销，所述固定销的数量与待装配滚柱的数量相同；

所述夹持端垫块的右端固定安装有挡板处垫块，所述挡板处垫块垂直于夹持端垫块设计，所述挡板处垫块的上表面固定安装有挡板，所述挡板上也固定安装有与待装配滚柱数量相同的固定销，所述挡板上的固定销与连接盘上的固定销相照应；

所述连接盘与挡板上每对应的两个固定销之间均设置有铰链，所述铰链上通过螺钉均固定安装有弹簧和磁吸卡爪；

所述抱紧结构驱动轴的右端通过定位胶套固定安装有中空丝杠，所述中空丝杠的外表面有待装配滚柱，所述待装配滚柱位于连接盘与挡板之间；

上述一种反向式行星滚柱丝杠副的一体化装配夹具，所述中间凸台组件包括旋转台、中间凸台、抱死装置、抱死装置开关、待装配推杆；

所述底板上表面开设有第二螺纹孔，所述第二螺纹孔内螺纹连接有小凸台，所述旋转台套接在小凸台上，所述旋转台可进行旋转，所述中间凸台套接在旋转台上，所述中间凸台可进行旋转，所述抱死装置通过螺钉固定安装在中间凸台上表面，所述抱死装置上设置有抱死装置开关，所述抱死装置内部套接有待装配推杆，所述待装配推杆与抱死装置按不同规格尺寸可进行更换。

上述一种反向式行星滚柱丝杠副的一体化装配夹具，所述螺母组件包括螺母端导轨、滑板、螺母端主板、适配螺母、螺母端摇臂、定位锁紧螺母、圆形卡紧盘、待装配长螺母；

所述螺母端导轨固定安装在底板的上表面靠近右端的位置，所述螺母端导轨的数量为两个，两个所述螺母端导轨上滑动安装有滑板，所述滑板的上表面固定安装有螺母端主板，所述螺母端主板的中心位置贯穿安装有适配螺母，所述螺母端摇臂贯穿适配螺母转动安装，所述圆形卡紧盘通过定位锁紧螺母与螺母端摇臂转动连接，所述圆形卡紧盘与抱死装置上的待装配推杆同轴设计，所述圆形卡紧盘内卡接有待装配长螺母。

本发明的技术方案取得了如下有益的技术效果：

1、本发明，该装配夹具装置利用电机驱动，整体装配流程一体化的设计思想，保证其安全高效地安装反向式行星滚柱丝杠副，使用电机驱动夹持端组件，电机粗调的方式控制滚柱丝杠副组件，夹持端组件运用连接盘连接铰链结构，铰链结构上有夹持待装配滚柱的磁吸卡爪和弹簧，中间凸台组件装有抱死装置，可以抱紧待装配推杆，便于将待装配推杆装入中空丝杠；中间凸台和底座间装有旋转台，可360°旋转，螺母组件采用圆形卡紧盘固定螺母，在适配螺母的作用下，待装配长螺母与圆形卡紧盘共同作圆周运动，螺母组件下还放有双排直线导轨，手动微调可使待装配长螺母作直线运动，从而使待装配滚柱外螺纹与待装配长螺母内螺纹啮合，有利于企业高效组装反向式行星滚柱丝杠副的产品。

2、本发明，该反向式行星滚柱丝杠副装配夹具结构简单，加工方便，可实现反向式行星滚柱丝杠副的一体化装配，包括中空丝杠与待装配滚柱的装配，中空丝杠与推杆的装配，以及滚柱与长螺母的装配，从而能够有效地提高整体装配效率与装配精度。

附图说明

图1本发明立体结构示意图；

图2本发明立体结构示意图；

图3本发明立体结构示意图；

图4本发明平面结构示意图。

图中附图标记表示为：100-底板；200-电机；300-夹持端组件；400-中间凸台组件；500-螺母组件；301-夹持端垫块；302-导轨；303-滑块；304-连接板；305-夹持端主板；306-摇臂手柄；307-抱紧结构驱动轴；308-夹持端套筒；309-连接盘；310-固定销；311-铰链；312-弹簧；313-磁吸卡爪；314-螺钉；315-待装配滚柱；316-挡板处垫块；317-挡板；318-中空丝杠；401-旋转台；402-中间凸台；403-抱死装置；404-抱死装置开关；405-待装配推杆；501-螺母端导轨；502-滑板；503-螺母端主板；504-适配螺母；505-螺母端摇臂；506-定位锁紧螺母；507-圆形卡紧盘；508-待装配长螺母。

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做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。

参阅图1-图4，本实施例中反向式行星滚柱丝杠副的装配夹具，主要包括底板100、电机200、夹持端组件300、中间凸台组件400、螺母组件500；

底板100上设有多个凹槽，便于制造和安装，减少装配夹具整体的重量，同时底板100上打有多个第一螺纹孔，便于零部件的安装和拆卸，在底板100的左端上表面装有电机200，电机200连着夹持端组件300，通过第一螺纹孔固定在底板100上，中间凸台组件400通过旋转台401套在小凸台的方式连接在底板100上，螺母组件500通过螺母端导轨501与底板100固定。

参阅图1-图4，底板100与电机200、夹持端组件300、中间凸台组件400、螺母组件500，均通过螺钉螺栓固定在底板100上，便于加工和安装，使整体装配夹具安装和拆卸更稳定。

电机200为驱动装置，电机200通过联轴器连接一根驱动螺纹杆，螺纹杆前后两端均放有轴承座，左右两端放两排直线导轨302，便于移动，导轨302上放有两个等大的滑块303，滑块303上固定有连接板304，连接夹持端组件300，连接板304下面装有法兰螺母，更好地控制滚柱丝杠副组件的装配。

参阅图1-图2，在电机200的驱动下，左部分装配夹具可直线前进和后退，移动部位处装有两个直线导轨302，便于移动，一旦由于外部原因致使机构卡阻，外载超过所设计时，电机200将处于打滑状态，而不传力到反向式行星滚柱丝杠副上，从而实现对结构的保护。

夹持端组件300中，通过夹持端垫块301，将夹紧结构整体垫高，垫块301上安装两个直线导轨302，便于夹持端组件300的整体移动，直线导轨302上有两个等大的滑块303，滑块303上有连接板304，连接夹紧结构，夹持端主板305坐在滑块303上，摇臂手柄306与抱紧结构驱动轴307通过键连接，来控制夹持端组件300的扩张和收缩，抱紧结构驱动轴307左端为光轴，主板内装有轴承，通过夹持端套筒308限位，多个铰链311上均装有弹簧312和磁吸卡爪313，通过螺钉314固定，铰链311均与固定销310相连接，弹簧312便于在夹持待装配滚柱315时的扩张和收紧，磁吸卡爪313便于固定待装配滚柱315，使其“成为一体”，共同运动，铰链311结构右端有固定的夹持端组件挡板317，挡板317固定不动，挡板317下安装有挡板处垫块，夹持端组件300可作圆周运动，夹紧结构右端装有挡圈，右端挡板装有轴承，便于夹紧结构的适当圆周旋转，轴承与右端挡板317轴孔配合，挡板中心有可通过待装配滚柱丝杠副组件的中心圆孔，抱紧结构驱动轴307上有定位胶套，便于中空丝杠318的固定。

参阅图1-图3，中空丝杠318首先固定在抱紧结构驱动轴307的定位轴套上，待装配滚柱315则通过铰链311结构中的磁吸卡爪313定位，通过夹持端主板305上的摇臂手柄306的摇动，使中空丝杠318和待装配滚柱315间的螺纹相互靠近啮合，此时，中空丝杠318和待装配滚柱315保持不动，手动安装好两端的行星架并轴向限位，控制电机200粗调向右进给，直至中空丝杠318安装到待装配推杆405上，关闭电机200，在该装置中，铰链311均安装弹簧312，可方便固定和夹紧待装配滚柱315，利于反向式行星滚柱丝杠副中待装配滚柱315与中空丝杠318间的装配。

中间凸台组件400中，中间凸台组件400最下面设置有小凸台，旋转台401套接在小凸台上，旋转台401可控制中间凸台组件400任意转动，中间凸台402套在旋转台401上，中间凸台402与抱死装置403通过多个六角螺钉固定，使其共同旋转，抱死装置403上设有抱死装置开关404，待装配推杆405通过抱死装置403牢牢固定，抱死装置403和待装配推杆405可共同旋转，抱死装置403装有固定开关，控制其关闭和打开，抱死装置403和待装配推杆405可随时更换尺寸规格，方便好用。

参阅图1、图2和图4，中间凸台组件400中，抱死装置403设有开关，可锁定装置，上面的压盖可翻转，待装配推杆405放在抱死装置403中固定，待装配推杆405和抱死装置403可共同旋转。

螺母组件500中，待装配长螺母508通过圆形卡紧盘507卡紧，圆形卡紧盘507通过在螺纹杆上两个定位锁紧螺母506夹紧固定，螺母组件主板503上装有适配螺母504，方便螺母组件500的旋转运动。

参阅图1和图2，螺母组件500中，待装配长螺母508固定在圆形卡紧盘507上，圆形卡紧盘507上下均装有螺纹孔，固定螺母的同时，还能同螺母共同旋转，圆形卡紧盘507通过两个定位锁紧螺母506来完成定位，起到轴向限位作用，定位锁紧螺母506安装在螺纹杆上，螺纹杆通过轴承轴套连接在螺母组件主板503上，滑板502下面装有两排螺母端导轨501，也可实现直线运动，由于螺母组件500在装配时，通过螺纹的旋转运动伴随有一定的直线运动，通过螺母端摇臂505的摇动，可控制圆形卡紧盘507和待装配长螺母508一起作圆周旋转运动，以此让待装配滚柱315旋入待装配长螺母508，完成反向式行星待装配滚柱丝杠副的一体化装配。

工作原理：针对反向式行星滚柱丝杠副的复杂结构，电机200驱动夹紧结构的轴向移动，夹持端组件300，中间凸台组件400，螺母组件500，这三个装配装置同轴同心，首先，进行滚柱丝杠副组件中待装配滚柱315与中空丝杠318间的装配，中空丝杠318放在左侧抱紧结构驱动轴307上定位胶套上固定，待装配滚柱315通过铰链311结构的磁吸卡爪313固定，利用电机200的直线驱动，粗调夹持端组件300的轴向位置后关闭电机200，摇动夹持端组件300的摇臂手柄306，控制夹持端组件300的扩张和收缩，使待装配滚柱315和中空丝杠318间的螺纹相互靠近啮合，挡板317装有轴承，便于滚柱丝杠副组件的旋转，每个铰链311结构上均装有弹簧312和磁吸卡爪313，弹簧312便于在夹持待装配滚柱315时的扩张和收紧，磁吸卡爪313便于固定待装配滚柱315，使其共同作径向收紧运动，待装配滚柱315和中空丝杠318间的螺纹啮合后，装入两端的行星架，固定中空丝杠318和待装配滚柱315，此时电机200带动夹持端组件300向右再次移动，待组件装入待装配推杆405上，反向摇动手柄306至松开磁吸卡爪313，关闭电机200。

其次，待装配滚柱315两端装好行星架后，打开中间凸台组件400的开关，将待装配推杆405放入中间凸台组件400中，压紧压盖，待装配推杆405通过抱死装置403抓牢，电机200带动夹持端组件300将滚柱丝杠副组件整体放入待装配推杆405中，待装配推杆405和滚柱丝杠副组件装好后，将中间凸台组件400旋转180°。

最后，通过螺母组件500的装配，将滚柱丝杠副组件旋入待装配长螺母508内，装配好的组件保持不动，待装配长螺母508通过圆形卡紧盘507卡住，考虑到反向式行星滚柱丝杠副的待装配长螺母508比较长，圆形卡紧盘507的上下还设有螺纹孔，通过紧钉螺钉可起到固定螺母的作用，圆形卡紧盘507则通过螺母端摇臂505上的两个定位锁紧螺母506夹紧和定位，滑板502上面通过六角螺母固定件固定螺母端主板503，滑板502下面装有两排螺母端导轨501，也可实现直线运动，通过螺母端摇臂505的摇动，可控制圆形卡紧盘507和待装配长螺母508一起作圆周旋转运动，手动微调，以此完成反向式行星滚柱丝杠副的一体化装配。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本专利申请权利要求的保护范围之中。

Claims (2)

1.一种反向式行星滚柱丝杠副的一体化装配夹具，其特征在于，包括底板(100)、电机(200)、夹持端组件(300)、中间凸台组件(400)、螺母组件(500)；

所述电机(200)固定安装在底板(100)的上表面，所述夹持端组件(300)固定安装在底板(100)的上表面，且所述夹持端组件(300)位于电机(200)的一侧，所述中间凸台组件(400)固定安装在底板(100)的上表面，且所述中间凸台组件(400)位于夹持端组件(300)的另一侧，所述螺母组件(500)固定安装在底板(100)的上表面，且所述螺母组件(500)位于中间凸台组件(400)的另一侧；

所述夹持端组件(300)包括夹持端垫块(301)、导轨(302)、滑块(303)、连接板(304)、夹持端主板(305)、摇臂手柄(306)、抱紧结构驱动轴(307)、夹持端套筒(308)、连接盘(309)、固定销(310)、铰链(311)、弹簧(312)、磁吸卡爪(313)、螺钉(314)、待装配滚柱(315)、挡板处垫块(316)、挡板(317)、中空丝杠(318)；

所述夹持端垫块(301)固定安装在底板(100)的上表面，所述夹持端垫块(301)的数量为两个，两个所述夹持端垫块(301)关于电机(200)输出轴对称设置，两个所述夹持端垫块(301)的上表面均固定安装有导轨(302)，所述导轨(302)上均滑动安装有滑块(303)，两个所述滑块(303)的上表面固定安装有连接板(304)，且所述连接板(304)的下表面通过法兰螺母与电机(200)输出轴相连接的螺纹杆连接；

所述连接板(304)的上表面固定安装有夹持端主板(305)，所述夹持端主板(305)中心处贯穿开设有通孔，所述通孔内固定安装有夹持端套筒(308)，所述抱紧结构驱动轴(307)贯穿夹持端套筒(308)设计，且抱紧结构驱动轴(307)的左端为光轴设计，所述抱紧结构驱动轴(307)的左端通过键安装有摇臂手柄(306)；

所述抱紧结构驱动轴(307)上套接有连接盘(309)，且所述连接盘(309)位于夹持端主板(305)的右侧，所述抱紧结构驱动轴(307)与连接盘(309)为同轴设计，所述连接盘(309)的右侧表面靠近外围的位置均匀的固定安装有固定销(310)，所述固定销(310)的数量与待装配滚柱(315)的数量相同；

所述夹持端垫块(301)的右端固定安装有挡板处垫块(316)，所述挡板处垫块(316)垂直于夹持端垫块(301)设计，所述挡板处垫块(316)的上表面固定安装有挡板(317)，所述挡板(317)上也固定安装有与待装配滚柱(315)数量相同的固定销(310)，且所述挡板(317)上的固定销(310)与连接盘(309)上的固定销(310)相照应；

所述连接盘(309)与挡板(317)上每对应的两个固定销(310)之间均设置有铰链(311)，所述铰链(311)上通过螺钉(314)均固定安装有弹簧(312)和磁吸卡爪(313)；

所述抱紧结构驱动轴(307)的右端通过定位胶套固定安装有中空丝杠(318)，所述中空丝杠(318)的外表面安装有待装配滚柱(315)，所述待装配滚柱(315)位于连接盘(309)与挡板(317)之间；

所述中间凸台组件(400)包括旋转台(401)、中间凸台(402)、抱死装置(403)、抱死装置开关(404)、待装配推杆(405)；

所述底板(100)上表面开设有第二螺纹孔，所述第二螺纹孔内螺纹连接有小凸台，所述旋转台(401)套接在小凸台上，所述旋转台(401)可进行旋转，所述中间凸台(402)套接在旋转台(401)上，所述中间凸台(402)可进行旋转，所述抱死装置(403)通过螺钉固定安装在中间凸台(402)上表面，所述抱死装置(403)上设置有抱死装置开关(404)，所述抱死装置(403)内部套接有待装配推杆(405)，所述待装配推杆(405)与抱死装置(403)按不同规格尺寸可进行更换；

所述螺母组件(500)包括螺母端导轨(501)、滑板(502)、螺母端主板(503)、适配螺母(504)、螺母端摇臂(505)、定位锁紧螺母(506)、圆形卡紧盘(507)、待装配长螺母(508)；

所述螺母端导轨(501)固定安装在底板(100)的上表面靠近右端的位置，所述螺母端导轨(501)的数量为两个，两个所述螺母端导轨(501)上滑动安装有滑板(502)，所述滑板(502)的上表面固定安装有螺母端主板(503)，所述螺母端主板(503)的中心位置贯穿安装有适配螺母(504)，所述螺母端摇臂(505)贯穿适配螺母(504)转动安装，所述圆形卡紧盘(507)通过定位锁紧螺母(506)与螺母端摇臂(505)转动连接，所述圆形卡紧盘(507)与抱死装置(403)上的待装配推杆(405)同轴设计，所述圆形卡紧盘(507)内卡接有待装配长螺母(508)。

2.根据权利要求1所述的一种反向式行星滚柱丝杠副的一体化装配夹具，其特征在于，所述底板(100)上开设有多个第一螺纹孔，且所述底板(100)上开设有多个凹槽；

所述电机(200)通过螺钉固定安装在底板(100)的上表面靠近左端的位置，所述电机(200)通过联轴器连接一根螺纹杆，且螺纹杆前后两端均设置有轴承座。

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