CN114391715B - 一种丝杆螺母机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种丝杆螺母机构，包括丝杆螺母和旋合于丝杆螺母内的丝杆,丝杆螺母分为上螺母体和下螺母体，上螺母体与下螺母体之间有轴向防脱开结构，丝杆与上螺母体和下螺母体均旋合，上螺母体与下螺母体之间有轴向间隙，上螺母体与下螺母体之间有弹簧，弹簧的作用是，当丝杆螺母机构的承载力超出弹簧预紧力时，丝杆带动上螺母体下压，使丝杆与下螺母体产生压紧力而自锁；轴向防脱开结构为可调节弹簧预紧力的结构：上螺母体的上端与下螺母体的上端之间有第一轴向间隙，上螺母体的大径板上有多个通孔，下螺母体的上端有多个螺纹孔，多个预紧螺钉穿过通孔并旋合在螺纹孔内。本丝杆螺母机构具有超限自锁功能、且能轴向自锁或轴向解锁。

Description

一种丝杆螺母机构

技术领域

本发明涉及线性驱动技术领域，具体讲是一种丝杆螺母机构。

背景技术

丝杆螺母机构主要用于线性驱动，一般是将旋转运动转换为直线运动。现有的丝杆螺母机构的应用范围较广，在机床进给装置、机械传动装置、机械升降装置等很多技术领域均有广泛应用。

如在电动升降桌技术领域，一般采用电机盒与桌板固连，电机盒内的电机经蜗轮蜗杆机构带动丝杆螺母机构中的丝杆转动，丝杆在与升降桌的桌腿的固定套管固连的丝杆螺母内转动以顶升桌面或带动桌面下降。在使用过程中，如桌面负载过大或者桌面发生震动，有时会引起丝杆转动，丝杆转动的同时带动蜗轮、蜗杆以及电机的转轴转动，进而使桌面在电机未启动的状态有自动下降的现象，或称电动升降桌的桌面时而会出现自动下沉的技术问题。

为了解决电机未启动时电动升降桌的桌面自动下沉的技术问题，现有技术均采用对电机自锁或对升降套管自锁的结构，主要是两种制动结构，一种是采用扭簧反转时抱紧电机轴或升降管，另一种是采用摩擦结构始终抵至电机轴或升降管。前者扭簧的安装或更换较费力，且扭簧的自锁力不够，桌面承载力小，实际使用中仍时而出现桌面自动下沉的现象。后者最大的缺点是电机转动过程中，摩擦结构始终抵至电机轴或升降管，降低了电机效率，增加了电力消耗，也加快了电机轴或升降管的摩擦。并且以上两种结构均有结构较复杂、桌面承载力不够的缺点。

现有技术中偶有丝杆螺母机构上设锁止或脱开结构的技术方案的公开，但采用侧向即径向施压锁止或侧向脱开运行的方式，结构相对复杂，体积相对大，且仍然是依靠弹簧力锁止，仍存在锁止力不够、桌面承载力小、桌面易出现下沉现象的缺陷，尤其是每次丝杆螺母机构需运行前或需锁止前，必须每次人为预先变换锁止或脱开的状态，无法实现自锁功能，难以用做升降桌的丝杆螺母机构。

以上现有技术的锁止结构还有一个共同缺点是，不能预先设定丝杆螺母机构的承载力。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供具有超限自锁功能、且能轴向自锁和轴向解锁的一种丝杆螺母机构。

本发明的技术解决方案是，提供一种丝杆螺母机构，包括丝杆螺母和旋合于丝杆螺母内的丝杆,丝杆螺母分为上螺母体和下螺母体，与丝杆均旋合的上螺母体和下螺母体之间通过轴向防脱开结构连接且具有轴向间隙，上螺母体与下螺母体之间还轴向设有弹性预紧件，弹性预紧件的作用是，当丝杆螺母机构的承载力超出弹性预紧件的预紧力时，丝杆带动上螺母体下压，使丝杆与下螺母体产生压紧力而自锁。

采用以上结构后，本发明一种丝杆螺母机构具有以下优点：具有超限自锁功能，即超出丝杆螺母机构的承载力，该丝杆螺母机构便自锁，也就是说，超出丝杆螺母机构的承载力，丝杆相对丝杆螺母不能转动即能实现自锁。解锁过程更简单，只要启动电机驱动丝杆左转或右转，即丝杆旋转上升或旋转下降，丝杆螺母机构便自动解锁。本发明丝杆螺母机构的结构简单、紧凑、体积小和重量轻，丝杆螺母机构运行前或需锁止前，不需每次人为预先变换锁止状态或脱开的状态，能自动实现自锁功能和解锁功能。本发明丝杆螺母机构尤其适合用做电动升降桌的丝杆螺母机构。且本发明如应用于电动升降桌的超限自锁或称超载自锁时,若桌面重量超过该丝杆螺母机构的承载力，即若桌面重量超过弹性预紧件如弹簧的预紧力，丝杆螺母机构就能实现自锁。与现有技术的电动升降桌的扭簧自锁结构、弹簧侧压锁止结构或摩擦自锁结构相比，本发明丝杆螺母机构具有明显的优点：其结构简单，安装方便，尤其是采用丝杆的公螺纹与螺母的下螺母体的母螺纹的轴向施压和刚性自锁结构，自锁力很强，桌板承载力很大，即丝杆相对丝杆螺母不能转动即能实现自锁，且能有效防止甚至完全避免桌面自动下降或称桌面自动下沉的现象，有效解决甚至完全消除了桌面自动下沉的技术缺陷。且由于弹性预紧件如弹簧的支撑弹力，在丝杆螺母机构运行的情况下，没有多余的电力消耗，也不会对电机轴和升降管等造成磨损，丝杆螺母机构的运行灵活省力，电机效率高，丝杆螺母机构的运行稳定可靠。

进一步地，所述的轴向防脱开结构为可调节弹性预紧件预紧力的结构：上螺母体的上端与下螺母体的上端之间有第一轴向间隙，上螺母体的上端设有多个通孔，多个凸出件不脱离地一一对应穿过各自的通孔固定于下螺母体的上端，允许上螺母体上端在第一轴向间隙的范围内上下活动。采用以上结构后，由于可调节弹性预紧件如弹簧的预紧力，所以能预先设定丝杆螺母机构的承载力，即丝杆螺母机构的承载力如电动升降桌的桌板的承载力可调，既能提高丝杆螺母机构的承载力，又能根据应用环境对承载力的不同需要设置，以使丝杆螺母机构的应用范围更加广泛。

进一步地，上螺母体为T字形，下螺母体为开口朝上的空腔结构；上螺母体的下部套设在下螺母体中，上螺母体的上端与下螺母体的上端之间有第一轴向间隙；弹性预紧件活动套设在上螺母体的下部。采用以上具体结构后，上螺母体与下螺母体的配合使安装更方便,且轴向自锁或轴向自动解锁优点更加突出。

进一步地，弹性预紧件的上端顶至上螺母体上端的底端面，弹性预紧件的下端抵至下螺母体空腔结构的底壁；上螺母体下部的底端与下螺母体的底板之间有第二轴向间隙；丝杆与上螺母体的第一中心螺纹孔旋合；丝杆也与下螺母体的底板的第二中心螺纹孔旋合。本丝杆螺母机构采用以上具体结构后，进一步提高了自锁性能，且轴向自锁或轴向自动解锁优点更加突出，进一步体现了结构简单、紧凑、体积小和重量轻、安装方便的优点。进一步提高了自锁力和承载力，进一步保证了丝杆螺母机构的运行稳定可靠性和有效解决甚至完全消除桌面自动下沉的技术效果。

进一步地，上螺母体的上端外形和下螺母体的外形均为倒角的矩形。采用以上结构后，丝杆螺母机构的外形与升降桌桌腿固定管的形状相对应，为丝杆螺母机构应用于升降桌的升降机构提供了形状上的基础和条件。

进一步地，下螺母体的外形为上大下小的台阶体，小的台阶体用于与电动升降桌桌腿的固定套管套合并固连；丝杆的上端用于与安装在与电动升降桌的桌板固连的电机盒内并与电机连接的蜗轮蜗杆机构的蜗轮连接且被驱动转动。采用以上结构后，使本发明丝杆螺母机构应用于升降桌的升降机构的适配性更好，能直接用于升降桌的桌腿升降机构，使本发明上述的丝杆螺母机构相对于现有技术的自锁结构的优点和有益效果能得到更充分地体现和发挥。

附图说明

图1是本发明丝杆螺母机构的外形立体结构示意图(丝杆和与丝杆螺母机构连接的升降桌腿的固定套管为省略画法，即省略丝杆两端的长度和固定套管下端的长度)。

图2是图1的爆炸结构示意图一(丝杆和与丝杆螺母机构连接的升降桌腿的固定套管为省略画法，即省略丝杆两端的长度和固定套管下端的长度)。

图3是图1的爆炸结构示意图二(丝杆和与丝杆螺母机构连接的升降桌腿的固定套管为省略画法，即省略丝杆两端的长度和固定套管下端的长度)。

图4是本发明丝杆螺母机构的一纵剖视结构示意图(丝杆和与丝杆螺母机构连接的升降桌腿的固定套管为省略画法，即省略丝杆两端的长度和固定套管下端的长度)。

图5是本发明丝杆螺母机构的另一纵剖视结构示意图(未示出与其连接的升降桌腿的固定套管)。

图中所示：1、下螺母体，2、上螺母体，3、预紧螺钉，4、弹簧，5、丝杆，6、第一轴向间隙，7、第一中心螺纹孔，8、大径板，9、第二中心螺纹孔，10、螺纹孔，11、通孔，12、固定套管，13、小径体，14、空腔，15、底壁，16、第二轴向间隙，17、底板，18、小的台阶体，19、丝杆螺母。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要声明的是，对于这些具体实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明的各个具体实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1、图2、图3、图4、图5所示。

本发明一种丝杆螺母机构，包括丝杆螺母19和旋合于丝杆螺母19内的丝杆5。丝杆螺母19分为上螺母体2和下螺母体1。

与丝杆5均旋合的上螺母体2和下螺母体1之间通过轴向防脱开结构连接且具有轴向间隙。上螺母体2与下螺母体1之间还轴向设有弹性预紧件如弹簧4，弹性预紧件如弹簧4的作用是，当丝杆螺母机构的承载力超出弹性预紧件如弹簧4的预紧力时，丝杆5带动上螺母体2下压，使丝杆5与下螺母体1产生压紧力而自锁。

以上这段展开讲：上螺母体2与下螺母体1之间有轴向防脱开结构。丝杆5与上螺母体2和下螺母体1均旋合，上螺母体2与下螺母体1之间有轴向间隙，上螺母体2与下螺母体1之间优选为弹簧4。弹簧4的作用是，当丝杆螺母机构的承载力超出弹簧4预紧力时，丝杆5带动上螺母体2下压，使丝杆5与下螺母体1产生压紧力而自锁。丝杆螺母机构也称丝杠螺母机构或称丝杆副或称丝杠副。丝杆螺母19也可称螺母。

所述的轴向防脱开结构为可调节弹性预紧件如弹簧4预紧力的结构：上螺母体2的上端与下螺母体1的上端之间有第一轴向间隙6，上螺母体2的上端设有多个通孔11，多个凸出件如预紧螺钉3不脱离地一一对应穿过各自的通孔11固定于下螺母体1的上端，允许上螺母体2上端在第一轴向间隙6的范围内上下活动。

以上这段展开讲：所述的轴向防脱开结构优选为可调节弹簧4预紧力的结构，换句话说，弹簧4预紧力可调：上螺母体2的顶部与下螺母体1的顶部之间有第一轴向间隙6，上螺母体2的大径板8上有多个如四个通孔11，下螺母体1的顶部有多个与通孔11对应的多个如四个螺纹孔10，多个如四个预紧螺钉3一一对应穿过各自的通孔11并旋合在各自的螺纹孔10内。预紧螺钉3可采用内六角螺钉。

上螺母体2为T字形，下螺母体1为开口朝上的空腔结构。上螺母体2的下部套设在下螺母体1中，上螺母体2的上端与下螺母体1的上端之间有第一轴向间隙6。弹性预紧件如弹簧4活动套设在上螺母体2的下部。弹性预紧件如弹簧4的上端顶至上螺母体2上端的底端面，弹性预紧件如弹簧4的下端抵至下螺母体1空腔结构的底壁。上螺母体2下部的底端与下螺母体1的底板17之间有第二轴向间隙16。丝杆5与上螺母体2的第一中心螺纹孔7旋合。丝杆5也与下螺母体1的底板的第二中心螺纹孔9旋合。

以上这段展开讲：所述的上螺母体2为T字形，不难理解,所述的上螺母体2从正视的方向看为T字形。所述的下螺母体1优选为开口朝上的筒状。上螺母体2的大径板8与下螺母体1的上端之间有第一轴向间隙6。所述的弹簧4活动套合在上螺母体2的小径体13上，且容置在上螺母体2的小径体13的外圆与下螺母体1的圆形内壁之间的空腔14内，弹簧4的上端顶至上螺母体2大径板8的底端面，弹簧4的下端抵至下螺母体1的空腔14的底壁15。上螺母体2的底端与下螺母体1的底板17之间有第二轴向间隙16。丝杆5与上螺母体2的第一中心螺纹孔7旋合；丝杆5也与下螺母体1的底板17的第二中心螺纹孔9旋合。这句话也可表述为，丝杆5的公螺纹与上螺母体2的第一中心螺纹孔7的母螺纹旋合；丝杆5的公螺纹也与下螺母体1的底板17的第二中心螺纹孔9的母螺纹旋合。上螺母体2的大径板8上可设多个镂空以减轻重量和节约材料成本。附图只是示意性图，图2、图3中示出的弹簧4为压缩状态，实际呈自然状态时，弹簧4应呈伸展状态。

上螺母体2的大径板8的外形和下螺母体1的外形均优选为倒角的矩形。

上述的四个通孔11可对称均匀分布在矩形的大径板8的四个角上。与之相对应的上述的四个螺纹孔10可对称均匀分布在矩形的下螺母体1顶部的四个角上。

下螺母体1的外形为上大下小的台阶体，小的台阶体18用于与电动升降桌桌腿的固定套管12套合并固连。丝杆5的顶端用于与安装在与电动升降桌的桌板固连的电机盒内并与电机连接的蜗轮蜗杆机构的蜗轮连接且被驱动转动。

以上所述的上端也可称为上部、顶端或顶部。

以上所述仅为本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种丝杆螺母机构，包括丝杆螺母和旋合于丝杆螺母内的丝杆,其特征在于：丝杆螺母分为上螺母体和下螺母体，与丝杆均旋合的上螺母体和下螺母体之间通过轴向防脱开结构连接且具有轴向间隙，上螺母体与下螺母体之间还轴向设有弹性预紧件，弹性预紧件的作用是，当丝杆螺母机构的承载力超出弹性预紧件的预紧力时，丝杆带动上螺母体下压，使丝杆与下螺母体产生压紧力而自锁，为采用丝杆的公螺纹与螺母的下螺母体的母螺纹的轴向施压和刚性自锁结构。

2.根据权利要求1所述的一种丝杆螺母机构，其特征在于：所述的轴向防脱开结构为可调节弹性预紧件预紧力的结构：上螺母体的上端与下螺母体的上端之间有第一轴向间隙，上螺母体的上端设有多个通孔，多个凸出件不脱离地一一对应穿过各自的通孔固定于下螺母体的上端，允许上螺母体上端在第一轴向间隙的范围内上下活动。

3.根据权利要求1所述的一种丝杆螺母机构，其特征在于：上螺母体为T字形，下螺母体为开口朝上的空腔结构；上螺母体的下部套设在下螺母体中，上螺母体的上端与下螺母体的上端之间有第一轴向间隙；弹性预紧件活动套设在上螺母体的下部。

4.根据权利要求3所述的一种丝杆螺母机构，其特征在于：弹性预紧件的上端顶至上螺母体上端的底端面，弹性预紧件的下端抵至下螺母体空腔结构的底壁；上螺母体下部的底端与下螺母体的底板之间有第二轴向间隙；丝杆与上螺母体的第一中心螺纹孔旋合；丝杆也与下螺母体的底板的第二中心螺纹孔旋合。

5.根据权利要求3所述的一种丝杆螺母机构，其特征在于：上螺母体的上端外形和下螺母体的外形均为倒角的矩形。

6.根据权利要求4所述的一种丝杆螺母机构，其特征在于：下螺母体的外形为上大下小的台阶体，小的台阶体用于与电动升降桌桌腿的固定套管套合并固连；丝杆的上端用于与安装在与电动升降桌的桌板固连的电机盒内并与电机连接的蜗轮蜗杆机构的蜗轮连接且被驱动转动。

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