CN203453408U - 精密自锁升降调节装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种精密自锁升降调节装置，包括机座（1）、预紧螺母套（4）、圆锥套（9）、上盖（3）和轴承（6、7），其特征在于，由蜗杆（8）、蜗轮（2）和螺杆（5）组成传动组件，螺杆（5）一端为花键，另一端为球面，中间为螺纹，球面可以组装和拆卸，也可以是和螺杆(5)相连的整体式，螺杆的花键与机座（1）底部的花键或导向滑键键槽配合，预紧螺母套（4）的螺纹与上盖（3）的圆柱形凸台中心螺纹孔配合，螺杆（5）的球面与圆锥套（9）内凹面形成自定心铰接。本实用新型提供一种传动精度高，单自由度直线升降调节位置准确，具有良好反向自锁功能的直线传动装置。

Description

精密自锁升降调节装置

技术领域

本实用新型涉及一些精密测量或加工等平台和机床上调整精确距离的调整装置，特别是把转动变为确定距离的单自由度的直线运动。 

背景技术

精密自锁升降调节装置广泛应用于机械、精密化工和医疗器械等各行各业需要直线调节移动的平台，安装在精密测量或加工等平台和机床上的精密自锁升降调节装置对测头和工件的走位和定位的精确性有着直接的决定性作用，从而直接对仪器的精度产生重要的影响。 

目前国内的升降调节装置多采用齿轮齿条、蜗轮蜗杆减速的升降调节装置。齿轮齿条减速调节装置主要是通过大小齿轮啮合减速并且传递转矩，然后大齿轮再和齿条啮合形成旋转运动到直线运动的转变，最终完成上下调节，这种结构最主要的特点就是不能反向自锁，到达运动目的距离后还得提供力来满足预定的定位或者是预紧要求。蜗轮蜗杆升降调节装置主要组成是电机蜗杆、蜗轮、升降螺杆、底座和上盖等组成。蜗轮中设置有中心孔，蜗轮的下侧设置有圆筒体，圆筒体与蜗轮的中心孔连成通孔，蜗轮的中心孔设置有螺纹，蜗轮的上侧的螺纹外围设有圆凸环，蜗轮与圆筒体、螺纹以及圆凸环连接为一体，升降螺杆套入在孔内并与螺纹啮合连接，上盖的下侧设置有与圆凸环相配合的圆凸环空腔，圆凸环与圆凸环空腔之间配合为间隙配合，底座的上侧设置有与圆筒体相配合的圆筒体空腔，圆筒体与圆筒体空腔同为间隙配合。这种结构设计存在着以下不足：由于蜗轮上侧的圆凸环与圆凸环空腔为垂直性间隙配合，同样，蜗轮下侧的圆筒体与底座上侧圆筒体空腔为垂直性间隙配合。这样，当电机蜗杆带动蜗轮转动，蜗轮通过通孔上的螺纹带动升降螺杆上下运动时，升降螺杆就会随着蜗轮的转动而转动，从而导致了升降传动效率的不高，增加了升降机构的发热量，也导致传动比例的失真和升降自由度的不单一性，这样严重影响了升降结构传动定位等的精确程度。如果顶出头受力不均，可能导致圆凸环在圆凸环空腔内以及圆筒体在圆筒体腔内发生倾斜，倾斜必然会发生卡位或顶住，与蜗轮连为一体的圆凸环和圆筒体在圆凸环空腔内和圆筒体空腔之间发生严重干涉，轻者使结构产生较大的噪音和振动，重者会导致驱动电机运行过载，从而导致电机寿命的减短甚至损坏。 

实用新型内容

本实用新型着重解决的问题是消除螺杆圆周转动并提供一种能准确控制的单一自由度的直线运动，运动完成后能提供可靠反向自锁功能的精密蜗轮螺杆升装置，同时该装置运动平稳，不会产生干涉，运动噪音低。 

为解决上述功能的技术问题，本实用新型采用以下技术方案来实现： 

一种蜗轮螺杆升降机，其包括机座、预紧螺母套、圆锥套、上盖、轴承和机座内的传动副。传动副由蜗杆、蜗轮以及带有螺纹和花键的螺杆组成。蜗轮设有中心孔，中心孔边缘沿中心孔轴向设置有螺纹，蜗轮上下面小于齿根半径的部分设置有向内凹槽凸台，以此形成推力球轴承的安装座，上下推力球轴承安装在蜗轮的安装凹槽凸台上，形成对蜗轮的轴向定位。机座底部设有圆形凹槽形式的推力轴承安装座，安装座中心设置有花键或导向滑键键槽。上盖下侧有圆柱形凸台，凸台设有中心孔，中心孔边缘沿中心孔轴向设置有一段螺纹，蜗轮上端面的推力球轴承的圆周面与上盖的圆柱形凸台相配合，形成对推力球轴承的径向限制。预紧螺母套设为圆形开槽形式的螺母头，预紧螺母套设有光滑的中心通孔，预紧螺母套螺杆部分与上盖的圆柱形凸台中心螺纹孔配合顶住推力球轴承，形成对推力球轴承的轴向预紧。带有花键的螺杆一端为花键，另一端为球面，中间为螺纹，球面与螺杆可以是组装而成，球面也可以是和螺杆相连的整体式，螺杆通过预紧螺母套、上盖、推力球轴承和蜗杆以及机座，螺杆的螺纹部分与蜗轮中心处的螺纹部分配合，螺杆的花键部分与机座底部的花键或导向滑键键槽配合。花键和机座键槽配合，由此能限制螺杆的旋转，并且花键的对中性好，因此螺杆能做精确的单自由度直线运动。螺杆顶部的球面与圆锥套内凹面形成自定心铰接，圆锥套固定在精密测量或加工等平台和机床上，此结构也增强了螺杆对中性校正，从而保障了此装置的精确性。蜗杆由两端的角接触球轴承固定在机座上，使用角接触球轴承能承受蜗杆的径向力和轴向力，蜗杆两端同为带键槽的输入轴结构。电机带动蜗杆，蜗杆与蜗轮啮合使蜗轮转动，蜗轮和蜗杆啮合具有反向自锁功能。 

本实用新型采用螺杆花键部分与机座底部的花键或导向滑键键槽配合的方式来防止螺杆的周向转动，通过蜗杆与蜗轮具有反向自锁功能的啮合转动，以及可具有自锁功能的螺杆螺纹，提供运动完成后的可靠反向自锁功能，同时该装置螺杆顶部的球面与圆锥套内凹面形成的自定心铰接结构也增强了螺杆对中性校正，从而保障了此装置的精确性。 

附图说明

图1是本发明结构的主视图； 

图2是本发明结构示意图； 

图3是带有螺纹和花键的螺杆示意图。 

图4是机座结构示意图。 

图5是蜗轮结构示意图。 

图6是蜗杆结构示意图。 

图7是预紧螺母套示意图。 

图8是圆锥套示意图。 

1、机座,2、蜗轮,3、上盖,4、预紧螺母套,5、螺杆,6、推力球轴承,7、角接触球轴承,8、蜗杆,9、圆锥套。 

具体实施方式

如图所示，机座（1）内蜗杆（8）安装在角接触球轴承（7）上，角接触 球轴承（7）直接安装在机座（1）两壁的安装座上，蜗轮（2）两端安装推力球轴承（6），推力球轴承（6）安装在蜗轮（2）的凹槽凸台（2-1）上，以此来端面固定蜗轮（2），下端推力轴承（6）安装在机座（1）底面圆形安装凹槽（1-1）内，上端推力轴承（6）由上盖（3）径向固定，然后再由预紧螺母套（4）轴向固定并预紧上端推力球轴承（6），预紧螺母套（4）与上盖（3）之间由螺纹连接，螺杆（5）中间螺纹（5-2）穿过预紧螺母套（4）和推力球轴承（6）与蜗轮（2）轴心螺纹连接，此螺纹连接具有反向自锁功能，螺杆（5）末端花键（5-1）与机座（1）底部的花键或者导向滑键槽（1-2）相配合，形成单一自由度的直线运动。螺杆（5）顶端球面（5-3）与圆锥套（9）内凹面形成自定心铰接。蜗杆（8）与蜗轮（2）啮合，蜗杆（8）两端（8-1）有可进行动力与转矩的带键槽的输入轴结构。 

本实用新型传动过程：外部电机带动蜗杆（8）转动，蜗杆（8）与蜗轮（2）啮合使蜗轮（2）做旋转运动，并且反向自锁，角接触球轴承（7）对蜗杆（8）形成两端支撑，以此来承受蜗杆（8）的轴向力和径向力，推力球轴承（6）安装固定在蜗轮（2）的两端面，形成对蜗轮（2）的轴向定位支撑，蜗轮（2）中心孔螺纹与螺杆（5）中间的螺纹（5-2）配合，从而蜗轮（2）的旋转运动转变为螺杆（5）的直线运动，在螺杆（5）末端的花键（5-1）的导向以及螺杆（5）顶端球面（5-3）与圆锥套（9）形成的自定心铰接的作用下，螺杆（5）做单自由度高精度的直线运动，从而完成装置的预紧或定位。 

Claims (5)

1.一种精密自锁升降调节装置，包括机座（1）、预紧螺母套（4）、圆锥套（9）、上盖（3）和轴承（6、7），其特征在于，由蜗杆（8）、蜗轮（2）和螺杆（5）组成传动组件，螺杆（5）一端为花键，另一端为球面，中间为螺纹，球面可以组装和拆卸，也可以是和螺杆(5)相连的整体式，螺杆的花键与机座（1）底部的花键或导向滑键键槽配合，预紧螺母套（4）的螺纹与上盖（3）的圆柱形凸台中心螺纹孔配合，螺杆（5）的球面与圆锥套（9）内凹面形成自定心铰接。

2.根据权利要求1所述的精密自锁升降调节装置，其特征是：上盖（3）下侧有圆柱形凸台，凸台轴心处设置为下小段为光孔，上大段为螺纹孔，蜗轮（2）上端面的推力球轴承（6）与此孔相配合，形成对推力球轴承（6）的径向限制。

3.根据权利要求1所述的精密自锁升降调节装置，其特征是：预紧螺母套（4）设有光滑的中心通孔，预紧螺母套（4）螺杆部分与上盖（3）的圆柱形凸台中心螺纹孔配合，顶住推力球轴承（6），形成对推力球轴承（6）的轴向预紧。

4.根据权利要求1所述的精密自锁升降调节装置，其特征是：蜗轮（2）设有带螺纹的中心孔，蜗轮（2）上下面设有安装推力球轴承(6)的轴承座凹槽凸台（2-1），形成对蜗轮（2）的轴向定位。

5.根据权利要求1所述的精密自锁升降调节装置，其特征是：蜗杆（8）由两端的角接触球轴承（7）固定在机座（1）上，使用角接触球轴承（7）能承受蜗杆（8）的径向力和轴向力，蜗杆两端同为带键槽的输入轴结构（8-1）。

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