一種精密軸向位移傳動(dòng)裝置制造方法
【專利摘要】一種箱體結(jié)構(gòu)的精密軸向位移傳動(dòng)裝置，包括箱體、一根輸入軸、兩根傳動(dòng)軸、三根軸線共面的螺桿軸組成平行嚙合的螺紋傳動(dòng)副，所述三根螺桿軸為兩根長螺紋螺桿軸和一根短螺紋螺桿軸，所述長螺紋螺桿軸之一，支承于前箱體軸承孔內(nèi)作為位移傳動(dòng)的定位基準(zhǔn)；所述長螺紋螺桿軸之二，支承于前箱體軸承孔內(nèi)起消除嚙合間隙作用；所述短螺紋螺桿軸為錐度銷連接螺桿與芯軸的分體結(jié)構(gòu)，所述芯軸支承于前箱體軸承孔內(nèi)起位移傳動(dòng)作用。支承于后箱體上部的輸入軸，其上齒輪通過兩根中間傳動(dòng)軸上的齒輪分別帶動(dòng)位于三根螺桿軸后端的齒輪，以使三根螺桿軸差速轉(zhuǎn)動(dòng)。相對(duì)于傳統(tǒng)螺桿螺母傳動(dòng)副，本發(fā)明可大幅提高軸向位移的最小精度刻度。
【專利說明】一種精密軸向位移傳動(dòng)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種精密軸向位移傳動(dòng)裝置，屬于一種全新嚙合方式而形成的螺紋傳動(dòng)副。

【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的機(jī)械式精密軸向位移傳動(dòng)裝置多采用螺桿(絲桿)、螺母的形式，以目前的加工手段和對(duì)螺紋齒形的強(qiáng)度要求，螺紋螺距只能做到毫米級(jí)至1/10毫米級(jí)。因此主動(dòng)件轉(zhuǎn)動(dòng)一周，從動(dòng)件只能軸向移動(dòng)至多零點(diǎn)幾毫米，要想獲得微小的軸向位移量，主動(dòng)件的轉(zhuǎn)動(dòng)角度就要很小，當(dāng)主動(dòng)件的轉(zhuǎn)動(dòng)角度過小時(shí)，因機(jī)械系統(tǒng)存在的慣性、靜摩擦力及剛性問題，從動(dòng)件不能百分之百地跟隨響應(yīng)，從而產(chǎn)生誤差。并且傳統(tǒng)的螺桿螺母傳動(dòng)副要想獲得高的軸向位移傳動(dòng)精度，形成傳動(dòng)副的螺桿螺母必須達(dá)到更高的加工精度，螺桿螺母的內(nèi)外螺紋面必須經(jīng)過磨削加工，但內(nèi)徑細(xì)小的內(nèi)螺紋難以磨削加工。因此軸向位移傳動(dòng)精度的再提高受到一定的限制。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種箱體結(jié)構(gòu)的精密軸向位移傳動(dòng)裝置，相對(duì)于傳統(tǒng)螺桿螺母傳動(dòng)副，本發(fā)明可大幅提聞位移傳動(dòng)的最小精度刻度。
[0004]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，一種箱體結(jié)構(gòu)的精密軸向位移傳動(dòng)裝置，包括箱體、一根輸入軸、兩根傳動(dòng)軸、三根軸線共面的螺桿軸組成平行嚙合的螺紋傳動(dòng)副；箱體包括前箱體和后箱體；輸入軸通過一對(duì)滑動(dòng)軸承支承于后箱體上部；兩根傳動(dòng)軸位于后箱體中部，兩根傳動(dòng)軸分別通過齒輪與輸入軸上的齒輪相哨合，兩根傳動(dòng)軸、輸入軸平行設(shè)置；
所述螺紋傳動(dòng)副位于箱體下部，螺紋傳動(dòng)副包括兩根長螺紋螺桿軸和一根短螺紋螺桿軸，兩根長螺紋螺桿軸、一根短螺紋螺桿軸、輸入軸平行設(shè)置，短螺紋螺桿軸位于兩根長螺紋螺桿軸之間，短螺紋螺桿軸作為輸出軸；其中一根長螺紋螺桿軸通過一對(duì)向心推力球軸承支承于前箱體上作為位移傳動(dòng)的定位基準(zhǔn)，另一根長螺紋螺桿軸通過向心推力球軸承和滑動(dòng)軸承支承于前箱體上起消除嚙合間隙作用，兩根長螺紋螺桿軸延伸至后箱體中；短螺紋螺桿軸包括芯軸和芯軸上的螺桿，芯軸通過滑動(dòng)軸承支承于前箱體上起位移傳動(dòng)(輸出)作用，芯軸上的螺桿位于前箱體內(nèi)，芯軸上的螺桿與兩側(cè)的長螺紋螺桿螺紋相嚙合形成螺紋嚙合傳動(dòng)副；后箱體內(nèi)一根長螺紋螺桿軸上設(shè)置的齒輪和短螺紋螺桿軸芯軸上設(shè)置的齒輪分別與同一根傳動(dòng)軸上設(shè)置的齒輪相嚙合，另一根長螺紋螺桿軸上設(shè)置的齒輪與另一個(gè)傳動(dòng)軸上設(shè)置的齒輪相嚙合；
所述輸入軸與所述兩根長螺紋螺桿軸上的齒輪參數(shù)相同；所述兩根傳動(dòng)軸上的齒輪參數(shù)相同；所述短螺紋螺桿軸上的齒輪與所述兩根長螺紋螺桿軸上的齒輪模數(shù)相同而齒數(shù)相差為一齒；
所述輸入軸上齒輪通過兩根傳動(dòng)軸上的齒輪分別帶動(dòng)位于螺紋傳動(dòng)副的三根螺桿軸后端的齒輪，輸入軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，兩根長螺紋螺桿軸獲得同步等速轉(zhuǎn)動(dòng)，短螺紋螺桿軸獲得相對(duì)于長螺紋螺桿軸為差速轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0005]進(jìn)一步地，所述長螺紋螺桿軸為階梯軸，前箱體內(nèi)的長螺紋螺桿軸為螺桿，用以形成螺紋嚙合傳動(dòng)副；后箱體中的長螺紋螺桿軸為直軸，直軸上安裝傳動(dòng)齒輪。
[0006]進(jìn)一步地，所述短螺紋螺桿軸為階梯軸，前箱體內(nèi)的短螺紋螺桿軸為螺桿，用以形成螺紋嚙合傳動(dòng)副，后箱體中的短螺紋螺桿軸為直軸，直軸上安裝傳動(dòng)齒輪，短螺紋螺桿軸上的螺桿分度圓直徑大于所述長螺紋螺桿軸的分度圓直徑。
[0007]進(jìn)一步地，起消除嚙合間隙作用的所述長螺紋螺桿軸前端軸承壓蓋上設(shè)有調(diào)整墊片。
[0008]進(jìn)一步地，所述前箱體為密封結(jié)構(gòu)，所述螺紋傳動(dòng)副的長、短螺紋螺桿軸半浸于油中，作為位移傳動(dòng)定位基準(zhǔn)的長螺紋螺桿軸的螺桿后軸頸軸承壓蓋設(shè)有擋油密封圈。
[0009]進(jìn)一步地，所述短螺紋螺桿軸的螺桿與芯軸為分體結(jié)構(gòu)，通過錐度銷相連接。
[0010]進(jìn)一步地，所述后箱體內(nèi)的芯軸通過導(dǎo)向長鍵與齒輪軸套形成滑動(dòng)配合，所述齒輪軸套通過一對(duì)向心球軸承和隔套支承于后箱體軸承孔內(nèi)。
[0011]進(jìn)一步地，所述螺紋傳動(dòng)副以短螺紋螺桿軸軸線為圓心線，在其一定半徑的圓周面上等分排列偶數(shù)個(gè)長螺紋螺桿軸，起定位作用的長螺紋螺桿軸和起消隙作用的長螺紋螺桿軸呈間隔排列。
[0012]進(jìn)一步地，所述兩根長螺紋螺桿軸和一根短螺紋螺桿軸皆為單頭螺紋螺桿，三者螺桿螺紋齒形、模數(shù)、旋向相同；并且兩根長螺紋螺桿軸的螺桿分度圓直徑也一樣。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
第一，本發(fā)明基本原理是參數(shù)完全相同的兩根螺桿，彼此軸線平行、螺紋峰谷相扣而形成嚙合時(shí)，如果兩者同向等速轉(zhuǎn)動(dòng)(螺紋嚙合處有相對(duì)滑動(dòng))，則沿軸線方向兩者不產(chǎn)生相互位移；也就是說當(dāng)兩者有轉(zhuǎn)速差時(shí)，彼此產(chǎn)生了相互軸向位移。其突出特點(diǎn)是，螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，其相互軸向位移量可以是螺桿螺距的幾十分之一，它大大提高了螺紋傳動(dòng)副軸向位移的最小精度刻度，其可應(yīng)用于機(jī)電系統(tǒng)行程末端的精確定位，也可在測量領(lǐng)域發(fā)揮特長。
[0014]第二，本發(fā)明的精密軸向位移傳動(dòng)裝置的技術(shù)核心是:分別以一對(duì)向心推力球軸承和一對(duì)滑動(dòng)軸承支承于前箱體中的長、短螺紋螺桿軸彼此形成軸線平行、螺紋峰谷相扣的全新嚙合關(guān)系。長螺紋螺桿軸通過一對(duì)向心推力球軸承和其兩端軸承壓蓋的配合、預(yù)緊獲得精確的軸向定位；短螺紋螺桿軸之芯軸通過一對(duì)滑動(dòng)軸承達(dá)到既能轉(zhuǎn)動(dòng)又能軸向移動(dòng)；螺紋齒形、模數(shù)、旋向完全相同的長、短螺紋螺桿軸彼此螺紋嚙合，當(dāng)它們同向差速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，短螺紋螺桿軸就相對(duì)長螺紋螺桿軸產(chǎn)生軸向位移，其軸向位移量相對(duì)于長螺紋螺桿軸轉(zhuǎn)動(dòng)一圈而言是螺距(單頭螺紋)與轉(zhuǎn)速差率的乘積；軸向位移方向由螺紋旋向、螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)方向和螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)速差正負(fù)而決定。
[0015]第三，本發(fā)明的精密軸向位移傳動(dòng)裝置消除位移回程間隙的方式是:與起定位作用的長螺紋螺桿軸之螺桿參數(shù)完全一致的，并與其相對(duì)短螺紋螺桿軸呈對(duì)稱共面排列的另一長螺紋螺桿軸，通過向心推力球軸承和滑動(dòng)軸承而處于軸向浮動(dòng)狀態(tài)，經(jīng)過前端軸承壓蓋調(diào)整墊片的調(diào)整而產(chǎn)生微小的軸向移動(dòng)，從而消除三根長、短螺紋螺桿軸之間的兩兩嚙合間隙。
[0016]第四，本發(fā)明的精密軸向位移裝置，屬于滑動(dòng)摩擦傳動(dòng)副，容易磨損而影響傳動(dòng)精度，故前箱體設(shè)計(jì)為密封結(jié)構(gòu)以使相嚙合的三根長、短螺紋螺桿軸半浸于潤滑油中來減少磨損。因而起定位作用的長螺紋螺桿軸其螺桿后軸承壓蓋帶有擋油密封圈。
[0017]第五，作為本發(fā)明裝置的進(jìn)一步改進(jìn)，螺紋相嚙合的長、短螺紋螺桿軸之?dāng)?shù)量比例和排列方式可以有以下新的形式:以短螺紋螺桿軸軸線為圓心線，在其一定半徑的圓周面上等分排列偶數(shù)個(gè)長螺紋螺桿軸，并且，起定位作用的長螺紋螺桿軸和起消隙作用的長螺紋螺桿軸呈間隔排列狀態(tài)。
[0018]第六，為使長、短螺紋螺桿軸獲得轉(zhuǎn)動(dòng)速差，本發(fā)明裝置后箱體內(nèi)的傳動(dòng)齒輪組采用了以下參數(shù)設(shè)計(jì)和傳動(dòng)排列方式:輸入軸及兩根長螺紋螺桿軸上的傳動(dòng)齒輪參數(shù)一致；兩根傳動(dòng)軸上的傳動(dòng)齒輪參數(shù)一致；短螺紋螺桿軸上的傳動(dòng)齒輪與長螺紋螺桿軸上的齒輪相比模數(shù)一致而齒數(shù)相差為一齒。輸入軸上的傳動(dòng)齒輪通過一根傳動(dòng)軸上的齒輪分別帶動(dòng)起定位作用的長螺紋螺桿軸上的齒輪和短螺紋螺桿軸上的齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)；同時(shí)輸入軸上的傳動(dòng)齒輪也通過另一根傳動(dòng)軸上的齒輪帶動(dòng)起消隙作用的長螺紋螺桿軸的齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0019]第七，根據(jù)后箱體內(nèi)的齒輪組之齒輪參數(shù)設(shè)計(jì)和傳動(dòng)排列方式，本發(fā)明裝置取得提高位移傳動(dòng)最小精度刻度的實(shí)質(zhì)效果是:設(shè)長、短螺紋螺桿軸為單頭螺紋且螺距為P，兩者轉(zhuǎn)速分別為N長、N短；設(shè)輸入軸轉(zhuǎn)速為N入；設(shè)短螺紋螺桿軸、起定位作用長螺紋螺桿軸、起消隙作用長螺紋螺桿軸、兩根傳動(dòng)軸及輸入軸上的齒輪齒數(shù)分別為Z1、Z2、Z3、Z4、Z5、Z6，其中Z2=Z3=Z6，Z4=Z5。則輸入軸每轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)的短螺紋螺桿軸軸向位移量S= (PN短-PN長)/N 入=P (N 短-N 長)/N 長=P (N 短/N 長-1) =P (Z2/Z1_1)=P (Z2-Z1)/Z1，當(dāng) Zl 與Z2相差一齒，即Z2-Z1=1時(shí)，則S=P/Z1。顯然，輸入軸每轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)的短螺紋螺桿軸軸向位移量只有螺桿螺距的1/Z1倍，這就大大提高了位移傳動(dòng)最小精度刻度至少一個(gè)多數(shù)量級(jí)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明箱體結(jié)構(gòu)的精密軸向位移傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是圖1中沿A-A向的剖視圖；
圖3是圖1中沿B向的視圖；
圖中:1短螺紋螺桿軸1、2長螺紋螺桿軸I1、3長螺紋螺桿軸111、4擋油密封圈、5輸入軸、6前箱體、7后箱體、9芯軸、10螺桿、11調(diào)整墊片、12傳動(dòng)軸1、13傳動(dòng)軸II。

【具體實(shí)施方式】
[0021]如圖1-3所示，一種箱體結(jié)構(gòu)的精密軸向位移傳動(dòng)裝置，包括箱體、一根輸入軸5、傳動(dòng)軸1、傳動(dòng)軸I1、三根軸線共面的螺桿軸1、2、3組成平行嚙合的螺紋傳動(dòng)副。
[0022]箱體包括前箱體6和后箱體7。
[0023]輸入軸通過一對(duì)滑動(dòng)軸承支承于后箱體上部。
[0024]兩根傳動(dòng)軸位于后箱體中部，兩根傳動(dòng)軸分別通過齒輪與輸入軸上的齒輪相嚙合，兩根傳動(dòng)軸、輸入軸平行設(shè)置。
[0025]螺紋傳動(dòng)副位于箱體下部，螺紋傳動(dòng)副包括兩根長螺紋螺桿軸I1、111和一根短螺紋螺桿軸I。兩根長螺紋螺桿軸、一根短螺紋螺桿軸、輸入軸平行設(shè)置，短螺紋螺桿軸位于兩根長螺紋螺桿軸之間，短螺紋螺桿軸作為輸出軸。
[0026]長螺紋螺桿軸II通過一對(duì)向心推力球軸承支承于前箱體上的軸承孔內(nèi)，作為位移傳動(dòng)的定位基準(zhǔn)。長螺紋螺桿軸III通過向心推力球軸承和滑動(dòng)軸承支承于前箱體上的軸承孔內(nèi)，起消除嚙合間隙作用。兩根長螺紋螺桿軸I1、111延伸至后箱體中。
[0027]短螺紋螺桿軸I包括芯軸9和芯軸上的螺桿10。螺桿與芯軸配合后可以通過錐度銷連接固定。芯軸通過滑動(dòng)軸承支承于前箱體上起位移傳動(dòng)作用，芯軸上的螺桿位于前箱體內(nèi)，芯軸上的螺桿與兩側(cè)的長螺紋螺桿螺紋相嚙合形成螺紋嚙合傳動(dòng)副。
[0028]后箱體內(nèi)一根長螺紋螺桿軸上設(shè)置的齒輪和短螺紋螺桿軸芯軸上設(shè)置的齒輪分別與同一根傳動(dòng)軸上設(shè)置的齒輪相嚙合，另一根長螺紋螺桿軸上設(shè)置的齒輪與另一個(gè)傳動(dòng)軸上設(shè)置的齒輪相哨合。
[0029]輸入軸與兩根長螺紋螺桿軸上的齒輪參數(shù)相同。兩根傳動(dòng)軸上的齒輪參數(shù)相同。短螺紋螺桿軸上的齒輪與兩根長螺紋螺桿軸上的齒輪模數(shù)相同而齒數(shù)相差為一齒。
[0030]輸入軸上齒輪通過兩根傳動(dòng)軸上的齒輪分別帶動(dòng)位于螺紋傳動(dòng)副的三根螺桿軸后端的齒輪，輸入軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，兩根長螺紋螺桿軸獲得同步等速轉(zhuǎn)動(dòng)，短螺紋螺桿軸獲得相對(duì)于長螺紋螺桿軸為差速轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0031]長螺紋螺桿軸優(yōu)選為階梯軸，前箱體內(nèi)的長螺紋螺桿軸為螺桿，用以形成螺紋嚙合傳動(dòng)副；后箱體中的長螺紋螺桿軸為直軸，直軸上安裝傳動(dòng)齒輪。
[0032]短螺紋螺桿軸優(yōu)選為階梯軸，前箱體內(nèi)的短螺紋螺桿軸為螺桿，用以形成螺紋嚙合傳動(dòng)副，后箱體中的短螺紋螺桿軸為直軸，直軸上安裝傳動(dòng)齒輪。
[0033]長螺紋螺桿軸III前端軸承壓蓋上設(shè)有調(diào)整墊片11。
[0034]前箱體為密封結(jié)構(gòu)，所述螺紋傳動(dòng)副的長、短螺紋螺桿軸半浸于油中，長螺紋螺桿軸II其螺桿后軸頸軸承壓蓋設(shè)有擋油密封圈。
[0035]后箱體內(nèi)的芯軸通過導(dǎo)向長鍵與齒輪軸套形成滑動(dòng)配合，所述齒輪軸套通過一對(duì)向心球軸承和隔套支承于后箱體軸承孔內(nèi)。
[0036]作為本發(fā)明的另一種實(shí)現(xiàn)方式，螺紋嚙合傳動(dòng)副的分布為:以短螺紋螺桿軸軸線為圓心線，在其一定半徑的圓周面上等分排列偶數(shù)個(gè)長螺紋螺桿軸，起定位作用的長螺紋螺桿軸和起消隙作用的長螺紋螺桿軸呈間隔排列。
[0037]所述兩根長螺紋螺桿軸和一根短螺紋螺桿軸皆為單頭螺紋螺桿，三者螺桿螺紋齒形、模數(shù)、旋向相同；并且兩根長螺紋螺桿軸的螺桿分度圓直徑也一樣。為保證傳動(dòng)精度，螺桿嚙合部分和齒輪傳動(dòng)部分分設(shè)于前后兩個(gè)箱體內(nèi)，箱體軸承孔采用前后箱體定位連接后的一次裝夾同軸加工方式。考慮到影響傳動(dòng)精度的剛性問題，螺桿長徑比不宜過大。
[0038]首先設(shè)計(jì)一根長徑比約為8的階梯螺桿軸為長螺紋螺桿軸II，軸前部為螺桿，后部為直軸(配合面公差有不同)以安裝齒輪和進(jìn)行末端支承，螺桿兩端軸頸安裝一對(duì)向心推力球軸承(采用輕系列，并設(shè)計(jì)螺桿齒頂圓直徑略小于選取的軸承外徑以便安裝)，通過軸承壓蓋的調(diào)整預(yù)緊使螺桿支承定位在前端箱體內(nèi)，作為整個(gè)傳動(dòng)裝置的軸向位移傳動(dòng)的定位基準(zhǔn)。
[0039]與軸II螺桿形成嚙合配合的螺桿軸為短螺紋螺桿軸I，兩者齒形、模數(shù)、旋向完全相同，短螺紋螺桿軸I既有旋轉(zhuǎn)又有軸向位移，故采用滑動(dòng)軸承支承。為滿足裝配工藝和箱體軸承孔尺寸及分布的設(shè)計(jì)要求，短螺紋螺桿軸I采用分體結(jié)構(gòu)，芯軸與螺桿配合裝配后采用配打的錐度銷連接，并且分度圓直徑大于長螺紋螺桿II分度圓直徑。
[0040]螺桿軸I與軸II的螺紋嚙合為近似于點(diǎn)接觸的高副，承載能力很弱，因此需要足夠的嚙合齒數(shù)，但又要產(chǎn)生一定的位移行程，所以短螺紋螺桿軸I螺紋長度選取為軸II螺紋長度的1/5至1/6。
[0041]為了消除短螺紋螺桿軸I與長螺紋螺桿軸II嚙合回程間隙，本結(jié)構(gòu)在上述兩螺桿軸的軸線平面內(nèi)設(shè)計(jì)了與長螺紋螺桿軸II結(jié)構(gòu)類似的長螺紋螺桿軸III，其螺桿部分與長螺紋螺桿II參數(shù)完全一致，因軸III其軸向處于浮動(dòng)可調(diào)狀態(tài)，因此該軸螺桿部分的前軸頸采用向心推力球軸承，而后軸頸采用滑動(dòng)軸承。通過前端軸承壓蓋調(diào)整墊片的調(diào)整，使軸III產(chǎn)生微小的軸向移動(dòng)，以消除三根螺桿軸之間的兩兩嚙合間隙。該結(jié)構(gòu)的好處是，短螺紋螺桿軸I因嚙合產(chǎn)生的徑向分力左右彼此抵消，因此對(duì)短螺紋螺桿軸I彎曲剛性幾乎沒有影響。
[0042]為減少傳動(dòng)副嚙合磨損對(duì)傳動(dòng)精度的影響，一方面需要提高螺桿加工精度及螺紋面的加工光潔度，另一方面采取的措施就是在前箱體內(nèi)浸油，故前箱體為密封結(jié)構(gòu)，在軸II螺桿后軸頸處的軸承壓蓋帶有擋油密封圈。
[0043]本裝置齒輪傳動(dòng)部分位于后箱體內(nèi)，為使短螺紋螺桿軸I既產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)又能軸向移動(dòng)，在短螺紋螺桿軸I芯軸后段采用長型導(dǎo)向滑鍵形式，與齒輪軸套形成滑動(dòng)配合，而齒輪軸套通過一對(duì)向心球軸承和隔套支承于后箱體軸承孔內(nèi)，這樣形成短螺紋螺桿軸I后端的旋轉(zhuǎn)滑動(dòng)支承。
[0044]長螺紋螺桿軸II和長螺紋螺桿軸III末端支承因受尺寸限制而采用滑動(dòng)軸承支承形式，同理，布置于后箱體上部的輸入軸也同樣采用滑動(dòng)軸承支承，并采用階梯軸形式進(jìn)行軸向限位，兩根中間傳動(dòng)軸亦是如此支承設(shè)計(jì)。
[0045]后箱體空間長度應(yīng)滿足短螺紋螺桿軸I軸向行程要求。傳動(dòng)齒輪布置在后箱體靠后壁的位置以留出行程空間。
[0046]三根螺桿軸1、I1、111后端的傳動(dòng)齒輪分別為齒1、齒2、齒3 ;兩根傳動(dòng)軸及輸入軸上的齒輪分別為齒4、齒5、齒6。軸I1、軸III及輸入軸上的傳動(dòng)齒輪2、3、6參數(shù)完全一致；兩傳動(dòng)軸上的齒輪4、5參數(shù)完全一致,短螺紋螺桿軸I上的傳動(dòng)齒輪I與齒輪2、3模數(shù)一致但齒數(shù)不相等。
[0047]為滿足裝配工藝及布局設(shè)計(jì)的要求，短螺紋螺桿軸I螺桿分度圓直徑比長螺紋螺桿軸II分度圓直徑要大，因此兩者分度圓上的螺旋升角就不一樣，故兩者相嚙合時(shí)兩分度圓將不相切合而稍有分離。但因?yàn)閮烧邍Ш锨榫皩?shí)際上是位于兩軸線平面內(nèi)的一條短線，并且螺紋面上任一點(diǎn)與相鄰齒對(duì)應(yīng)點(diǎn)的距離均相等，都等于一個(gè)螺距，跟該點(diǎn)所在圓直徑大小無關(guān)，即螺桿旋轉(zhuǎn)一周(這里指單頭螺桿)，軸平面與螺紋面交線上的任一點(diǎn)均前進(jìn)一個(gè)螺距，從這個(gè)角度講兩螺桿軸線間距的設(shè)計(jì)可以略大于兩者分度圓半徑之和，這并不影響位移傳動(dòng)的準(zhǔn)確性，也利于兩者的裝配和軸向間隙的調(diào)整。
[0048]為保證短螺紋螺桿軸I位移傳動(dòng)精度，螺桿軸同軸度、螺紋面旋轉(zhuǎn)精度(徑向、軸向跳動(dòng))和芯軸圓度以及向心推力球軸承的旋轉(zhuǎn)精度(徑向、軸向挑動(dòng))必須達(dá)到更高的精度等級(jí)。至于齒輪嚙合間隙對(duì)位移傳動(dòng)精度的影響，因?yàn)槿輻U軸完成安裝，長螺紋螺桿軸II和軸III一旦定位、消隙，則兩者轉(zhuǎn)動(dòng)相位關(guān)系就要保持恒定，即只能精確同步轉(zhuǎn)動(dòng)，如果因?yàn)辇X輪嚙合間隙的存在(三根螺桿軸的齒輪傳動(dòng)皆分別經(jīng)過兩次嚙合)，就會(huì)使長螺紋螺桿軸II和軸III兩者轉(zhuǎn)動(dòng)相位關(guān)系發(fā)生改變，即兩者出現(xiàn)轉(zhuǎn)差異步，從而產(chǎn)生螺桿嚙合間隙進(jìn)而影響到位移傳動(dòng)精度，所以必須嚴(yán)格控制齒輪嚙合間隙。
[0049]本發(fā)明裝置傳動(dòng)時(shí)，短螺紋螺桿軸I產(chǎn)生軸向位移傳動(dòng)的同時(shí)本身也進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，因此短螺紋螺桿軸I輸出端可與軸承機(jī)構(gòu)配合而將短螺紋螺桿軸I的旋轉(zhuǎn)過濾掉。
【權(quán)利要求】
1.一種箱體結(jié)構(gòu)的精密軸向位移傳動(dòng)裝置，其特征是，包括箱體、一根輸入軸、兩根傳動(dòng)軸、三根軸線共面的螺桿軸組成平行嚙合的螺紋傳動(dòng)副；箱體包括前箱體和后箱體；輸入軸通過一對(duì)滑動(dòng)軸承支承于后箱體上部；兩根傳動(dòng)軸位于后箱體中部，兩根傳動(dòng)軸分別通過齒輪與輸入軸上的齒輪相嚙合，兩根傳動(dòng)軸、輸入軸平行設(shè)置； 所述螺紋傳動(dòng)副位于箱體下部，螺紋傳動(dòng)副包括兩根長螺紋螺桿軸和一根短螺紋螺桿軸，兩根長螺紋螺桿軸、一根短螺紋螺桿軸、輸入軸平行設(shè)置，短螺紋螺桿軸位于兩根長螺紋螺桿軸之間，短螺紋螺桿軸作為輸出軸；其中一根長螺紋螺桿軸通過一對(duì)向心推力球軸承支承于前箱體上作為位移傳動(dòng)的定位基準(zhǔn)，另一根長螺紋螺桿軸通過向心推力球軸承和滑動(dòng)軸承支承于前箱體上起消除嚙合間隙作用，兩根長螺紋螺桿軸延伸至后箱體中；短螺紋螺桿軸包括芯軸和芯軸上的螺桿，芯軸通過滑動(dòng)軸承支承于前箱體上起位移傳動(dòng)作用，芯軸上的螺桿位于前箱體內(nèi)，芯軸上的螺桿與兩側(cè)的長螺紋螺桿螺紋相嚙合形成螺紋嚙合傳動(dòng)副，螺紋嚙合傳動(dòng)副位于前箱體內(nèi)；后箱體內(nèi)一根長螺紋螺桿軸上設(shè)置的齒輪和短螺紋螺桿軸芯軸上設(shè)置的齒輪分別與同一根傳動(dòng)軸上設(shè)置的齒輪相嚙合，另一根長螺紋螺桿軸上設(shè)置的齒輪與另一個(gè)傳動(dòng)軸上設(shè)置的齒輪相嚙合； 所述輸入軸與所述兩根長螺紋螺桿軸上的齒輪參數(shù)相同；所述兩根傳動(dòng)軸上的齒輪參數(shù)相同；所述短螺紋螺桿軸上的齒輪與所述兩根長螺紋螺桿軸上的齒輪模數(shù)相同而齒數(shù)相差為一齒； 所述輸入軸上齒輪通過兩根傳動(dòng)軸上的齒輪分別帶動(dòng)位于螺紋傳動(dòng)副的三根螺桿軸后端的齒輪，輸入軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，兩根長螺紋螺桿軸獲得同步等速轉(zhuǎn)動(dòng)，短螺紋螺桿軸獲得相對(duì)于長螺紋螺桿軸為差速轉(zhuǎn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述箱體結(jié)構(gòu)的精密軸向位移傳動(dòng)裝置，其特征是，所述長螺紋螺桿軸為階梯軸，前箱體內(nèi)的長螺紋螺桿軸為螺桿，用以形成螺紋嚙合傳動(dòng)副；后箱體中的長螺紋螺桿軸為直軸，直軸上安裝傳動(dòng)齒輪。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述箱體結(jié)構(gòu)的精密軸向位移傳動(dòng)裝置，其特征是，所述短螺紋螺桿軸為階梯軸，前箱體內(nèi)的短螺紋螺桿軸為螺桿，用以形成螺紋嚙合傳動(dòng)副，后箱體中的短螺紋螺桿軸為直軸，直軸上安裝傳動(dòng)齒輪，短螺紋螺桿軸上的螺桿分度圓直徑大于所述長螺紋螺桿軸的分度圓直徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述箱體結(jié)構(gòu)的精密軸向位移傳動(dòng)裝置，其特征是，起消除嚙合間隙作用的所述長螺紋螺桿軸前端軸承壓蓋上設(shè)有調(diào)整墊片。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述箱體結(jié)構(gòu)的精密軸向位移傳動(dòng)裝置，其特征是，所述前箱體為密封結(jié)構(gòu)，所述螺紋傳動(dòng)副的長、短螺紋螺桿軸半浸于油中，作為位移傳動(dòng)定位基準(zhǔn)的長螺紋螺桿軸的螺桿后軸頸軸承壓蓋設(shè)有擋油密封圈。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的箱體結(jié)構(gòu)的精密軸向位移傳動(dòng)裝置，其特征是，所述短螺紋螺桿軸的螺桿與芯軸為分體結(jié)構(gòu)，通過錐度銷相連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的箱體結(jié)構(gòu)的精密軸向位移傳動(dòng)裝置，其特征是，所述后箱體內(nèi)的芯軸通過導(dǎo)向長鍵與齒輪軸套形成滑動(dòng)配合，所述齒輪軸套通過一對(duì)向心球軸承和隔套支承于后箱體軸承孔內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述箱體結(jié)構(gòu)的精密軸向位移傳動(dòng)裝置，其特征是，所述螺紋傳動(dòng)副以短螺紋螺桿軸軸線為圓心線，在其一定半徑的圓周面上等分排列偶數(shù)個(gè)長螺紋螺桿軸，起位移傳動(dòng)定位基準(zhǔn)作用的長螺紋螺桿軸和起消除嚙合間隙作用的長螺紋螺桿軸呈間隔排列。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述箱體結(jié)構(gòu)的精密軸向位移傳動(dòng)裝置，其特征是，所述兩根長螺紋螺桿軸和一根短螺紋螺桿軸皆為單頭螺紋螺桿，三者螺桿螺紋齒形、模數(shù)、旋向相同；并且兩根長螺紋螺桿軸的螺桿分度圓直徑也一樣。
【文檔編號(hào)】F16H25/24GK104265852SQ201410488753
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年9月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月23日
【發(fā)明者】李軍, 李想 申請(qǐng)人:李想