车床进给和光学元件位置的粗微调机构制造技术

本发明专利技术公开了一种车床进给和光学元件位置的粗微调机构。它在丝杆螺母进给机构上增加了一套与丝杆(2)同轴布置的圆锥齿轮章动减速机构。章动减速机构由固定齿轮(10)、传动齿轮(9)和章动齿轮(8)组成。微调轮(5)带动章动齿轮(8)作为章动减速机构的主动件，从动件是空套在丝杆(2)上的传动齿轮(9)。锁紧机构使传动齿轮(9)与丝杆(2)有松开和锁紧两种工作状态，与此相对应，丝杆(2)或者由粗调手轮(11)带动，或者由传动齿轮(9)带动，从而能在手动操作刀架快速进退的全行程上任何位置，实现范围大、分辨率高、平稳连续的微调操作。本发明专利技术还公开了相关的章动运动产生方式和用于操控传动齿轮(9)与丝杆(2)分合的锁紧机构结构。

Coarse tuning mechanism for Lathe Feed and optical element position

The invention discloses a coarse fine adjustment mechanism for a lathe feed and an optical element position. The utility model is characterized in that the utility model is characterized in that the utility model is provided with a set of conical gear nutation speed reduction mechanism which is arranged coaxially with the screw rod (2). The nutation retarding mechanism is composed of a fixed gear (10), a driving gear (9) and a nutation gear (8). The fine tuning wheel (5) drives the nutation gear (8) as the active part of the nutation speed reducing mechanism, and the driven part is a transmission gear () which is not sheathed on the screw rod (2). The locking mechanism makes the drive gear (9) and wire rod (2) is loosened and lock two working conditions, and correspondingly, the screw rod (2) or a rough adjustment handwheel (11) driven by the drive gear or drive (9), which can quickly retreat in full manual operation knife travel at any position, realize large range, high resolution, stable and continuous fine-tuning operation. The invention also discloses a method for generating the relevant nutation motion and a locking mechanism for controlling the transmission gear (9) and the screw rod (2).

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种车床进给和光学元件位置的粗微调机构，尤其是涉及一种以丝杆螺母作为执行元件、用粗、微调手轮操作的车床进给和光学元件位置的粗微调机构。技术背景现有的普通车床的进给机构都由丝杆螺母组成。丝杆螺母机构使车床能方便快捷地完成各种操作。但仅有丝杆螺母的进给机构难以在操作快捷的同时达到高的进给分辨率，而进给分辨率又极大地影响车床的加工精度。现在的普通车床横向进给机构能达到的进给分辨率大都在0.02-0.05毫米之间。这样的进给分辨率影响了车床精度的发挥。专利技术一种能方便快捷操作又能达到很高进给分辨率的进给机构，一直是业界的努力目标。在光学系统的装调和使用过程中，都需要对光学元件位置(进退、旋转、俯仰)进行调整，这样的调整大都是借助于丝杆螺母推动光学元件来实现。与车床进给机构相似，同样需要解决对光学元件既能快速移动操作又能微细调整的问题。申请号为201310282108.X“一种用于KDP晶体超精密加工机床的机械式微进给刀架”的中国专利，在传统的丝杆螺母进给机构的基础上增加了斜面机构，进给分辨率达到0.2微米。该专利技术保持了丝杆螺母操作的快捷特点，达到微小进给量的需要。但因斜面机构的微调范围很小，只适于特定的专用车床。申请号为200510096475.6“亚微米进给机构”的中国专利，为普通车床进给的粗微调机构的一种专利技术。该专利技术在丝杆螺母进给机构上增加了蜗轮蜗杆机构和圆盘钢球定位系统。该专利部分地达到了目的，但存在以下不足：每次微调需预调和定位两次操作；粗微调变换是由蜗轮蜗杆的开合达到，结合时存在轮齿干涉的不确定性，影响粗微调平稳转换；蜗杆与丝杆互相垂直，粗微调不能同轴操作，微调读数不便；结构空间较大。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种车床进给和光学元件位置的粗微调机构，使能既保持丝杆螺母机构操作方便快捷的优点，又能在进给全行程上的任意位置进行微调范围大、进给分辨率高、符合普通车床操作习惯的粗微调操作。为解决上述技术问题，本专利技术的基本构思是在丝杆螺母进给机构上增加一套圆锥齿轮章动减速机构，用锁紧机构操控章动减速机构的输出传动齿轮与丝杆松开和锁紧，对应地丝杆或者由粗调手轮直接带动，或者由经过章动减速机构大速比减速后的传动齿轮带动。为了将章动减速传动应用于丝杆螺母机构，必须对通常的章动减速机构进行一些改造和限定：将章动减速传动的固定齿轮固定在进给机构的壳体上；将章动减速传动的输出传动齿轮空套在丝杆上；固定齿轮和传动齿轮成内外圈与丝杆同轴布置；将通常的章动减速传动的的两个章动齿轮合并成一个章动齿轮；章动齿轮与固定齿轮和传动齿轮同时啮合，并将章动齿轮与微调轮连接，由微调轮驱动。作为实现本专利技术基本构思的第一套方案，章动齿轮章动运动的产生采取通常的章动减速传动方式，即将章动齿轮的自转轴与带动它的微调轮连接，二者轴线成章动角相交。微调轮旋转时带动章动齿轮自转轴绕微调轮轴线旋转，章动齿轮相对于章动齿轮自转轴轴线自转，从而实现章动齿轮传动。用锁紧机构操控章动减速机构的输出传动齿轮与丝杆的分合。作为实现本专利技术基本构思的第二套方案，是摆脱习惯思维，改变章动运动的产生方式：把章动齿轮装在与丝杆同轴的关节轴承上，让章动齿轮在关节轴承上偏转，使其轴线在与固定齿轮轴线成章动角的位置正好与固定齿轮、传动齿轮同时啮合。在微调轮端面处装推杆。微调轮旋转时带动推杆推动章动齿轮绕关节轴承中心作章动运动。这样的方案使机构的制造更加容易，传动也更轻灵。用锁紧机构操控传动齿轮与丝杆的分合。实现本专利技术基本构思的第三套方案，其主体结构与第二套方案相同，只是微调轮和章动齿轮相邻端面上各有一截面为圆弧的环形槽，将一球体置于两槽之间。微调轮转动时带动球体在章动齿轮端面槽上滚动，从而带动章动齿轮绕关节轴承中心作章动运动。这不仅减小了结构空间，还增大了一倍减速比。锁紧机构用滑动斜块代替旋转手柄，减少占用结构空间。这套方案，有微调轮以摩擦力带动球体滚动的传动环节，故适合于工作载荷轻、要求结构空间小的场合，特别适用于光学仪器和仪表机床。作为对第一套方案的改进，把章动齿轮装在关节轴承上，用微调轮上的推杆推动章动齿轮作章动运动，使机构的制造和装调都更容易，操作也更加轻便。这样改进，更能体现章动减速机构的挤压式传动的特性，降低了对齿轮齿形的要求，降低了制造成本。作为对第二套方案的改进，把微调轮上推动章动齿轮摆动的球头推杆改进成滚轮加转轴的复合式推杆，使操作更加轻便的同时，减少了机构的磨损。作为对第二套方案的改进，用球体代替推杆来迫使章动齿轮作章动运动，有利于结构的小型化，同时进一步增加了减速比。在第三套方案中，将凸轮旋转锁紧改成滑块斜面锁紧，更适合进给机构小型化的要求。由于上述的车床和光学元件位置的粗微调机构采用了章动减速机构，能以简单的结构达到很高的进给分辨率；采用锁紧机构控制传动齿轮与丝杆的工作状态，使能在丝杆全行程上的任何位置进行平稳连续的粗微调变换，微调范围不受限制；锁紧机构锁紧时产生的锁紧力是轴向作用于丝杆的内力，不会引起进给机构变形或移位；整个结构同轴配置，减小了结构空间，也符合普通车床的操作习惯；圆锥齿轮章动减速传动属于挤压式传动，对齿轮齿形要求不高，降低了制造成本。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图1是本专利技术的第一种实施方式结构的纵剖面图；图2是图1中的a-a剖视图；图3是本专利技术的第二种实施方式结构的纵剖面图；图4是本专利技术的第三种实施方式结构的纵剖面图；图5是图4中的b-b剖视图。具体实施方式实施方式1：在图1所示的车床进给和光学元件位置的粗微调机构纵剖面图中，固定齿轮10固定在壳体4上，壳体4固定在车床的横拖板上。传动齿轮9空套在丝杆2上，传动齿轮9和固定齿轮10成内外圈与丝杆2同轴安装。传动齿轮9齿数为100，固定齿轮10齿数为99。章动齿轮8装在与丝杆2同轴的关节轴承3的外环上，齿数为99。章动齿轮8绕关节轴承3中心偏摆至其轴线与固定齿轮10轴线成章动角的位置时与固定齿轮10、传动齿轮9同时啮合。关节轴承3内环与丝杆2台阶端面紧贴，以承受锁紧机构锁紧时的轴向力。固定齿轮10、章动齿轮8和传动齿轮9组成减速比1/100的章动减速机构。粗调手轮11上有銷轴孔、锁紧手柄容纳槽和锁紧銷滑动孔。锁紧手柄12通过銷轴14安装在粗调手轮11上，可绕銷轴14旋转。锁紧手柄12有銷轴孔一端的外缘表面为能自锁的凸轮形面12-2。凸轮形面12-2与锁紧銷13一端端面接触。锁紧銷13从粗调手轮11的锁紧銷滑动孔穿过轮辐与传动齿轮9接触。锁紧手柄12处于粗调手轮11的容纳槽中时，凸轮形面12-2松开锁紧销13，，复位弹簧27使锁紧銷13与传动齿轮9脱离接触，解除传动齿轮9与丝杆2的连接。这时粗调手轮11可直接带动丝杆2旋转。由于锁紧手柄12藏于粗调手轮11的容纳槽中，不会影响粗调手轮11操作。进行微调时，将锁紧手柄12从容纳槽中转至12-1的位置，其凸轮形面12-2压迫锁紧銷13，经过传动齿轮9、关节轴承3压向丝杆2的台阶端面，使传动齿轮9与丝杆2锁紧。微调轮5装在与丝杆2同轴配置的轴承1上。滚轮7通过銷轴6装在微调轮5上，其外缘表面从微调轮5端面凸出，与章动齿轮8的端面8-1接触。转动微调轮5时，滚轮7本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车床进给和光学元件位置的粗微调机构包括丝杆(2)、微调轮(5)和固定在丝杆(2)上的粗调手轮(11)，其特征在于：它还有空套在丝杆(2)上的传动齿轮(9)，安装在关节轴承(3)上的章动齿轮(8)，固定在壳体(4)上的固定齿轮(10)；传动齿轮(9)、固定齿轮(10)和关节轴承(3)与丝杆(2)同轴，章动齿轮(8)与固定齿轮(10)、传动齿轮(9)同时啮合，组成圆锥齿轮章动减速传动；壳体(4)上开有微调轮读数窗口(4‑1)和供转动微调轮(5)用的操作窗口(4‑2)；包括锁紧手柄(12)的锁紧机构使传动齿轮(9)有与丝杆(2)锁紧和松开两种工作状态；微调轮(5)安装于与丝杆(2)同轴配置的轴承(1)上，微调轮(5)上装有从端面凸出并与章动齿轮(8)端面(8‑1)接触的推杆，微调轮(5)转动时推杆推动章动齿轮(8)作章动运动。

【技术特征摘要】
1.一种车床进给和光学元件位置的粗微调机构包括丝杆(2)、微调轮(5)和固定在丝杆(2)上的粗调手轮(11)，其特征在于：它还有空套在丝杆(2)上的传动齿轮(9)，安装在关节轴承(3)上的章动齿轮(8)，固定在壳体(4)上的固定齿轮(10)；传动齿轮(9)、固定齿轮(10)和关节轴承(3)与丝杆(2)同轴，章动齿轮(8)与固定齿轮(10)、传动齿轮(9)同时啮合，组成圆锥齿轮章动减速传动；壳体(4)上开有微调轮读数窗口(4-1)和供转动微调轮(5)用的操作窗口(4-2)；包括锁紧手柄(12)的锁紧机构使传动齿轮(9)有与丝杆(2)锁紧和松开两种工作状态；微调轮(5)安装于与丝杆(2)同轴配置的轴承(1)上，微调轮(5)上装有从端面凸出并与章动齿轮(8)端面(8-1)接触的推杆，微调轮(5)转动时推杆推动章动齿轮(8)作章动运动。2.按照权利要求1所述的车床进给和光学元件位置的粗微调机构，其特征在于：所述固定齿轮(10)、章动齿轮(8)、传动齿轮(9)均为大分度锥角圆锥齿轮，固定齿轮(10)与传动齿轮(9)成内外圈配置；章动齿轮(8)的轴承安装孔是台阶孔，大孔在轮齿一侧，章动齿轮(8)以大孔和台阶端面安装于关节轴承(3)的外环上，关节轴承(3)内环装在丝杆(2)上，章动齿轮(8)小孔一侧的关节轴承内环端面与丝杆(2)台阶端面相接。3.按照权利要求1所述的车床进给和光学元件位置的粗微调机构，其特征在于：所述微调轮(5)的轴承安装孔在远离章动齿轮一侧，以孔和孔底端面安装于轴承(1)上；在微调轮(5)上接近章动齿轮(8)端面(8-1)处有从外圆表面由外向内的銷轴孔，垂直于銷轴孔开有容纳槽(5-1)，滚轮(7)置于容纳槽(5-1)内，通过銷轴(6)装在微调轮(5)上，滚轮(7)突出于微调轮(5)的端面，以外缘表面与章动齿轮(8)的端面(8-1)接触，使章动齿轮(8)向传动齿轮(9)倾斜保持章动齿轮(8)与传动齿轮(9)二者轴线形成章动角，滚轮(7)与銷轴(6)组成章动运动的推杆。4.按照权利要求1所述的车床进给和光学元件位置的粗微调机构，其特征在于：所述粗调手轮(11)凸缘上有贯通的径向孔，凸缘两侧有平行于粗调手轮(11)轴线且贯通轮辐的锁紧銷滑动孔，凸缘端面一侧的外端面外缘开有径向的锁紧手柄容纳槽。5.按照权利要求1或4所述的车床进给和光学元件位置的粗微调机构，其特征在于：所述锁紧机构的锁紧手柄(12)为扁条形，一端有銷轴孔，另一端由里向外逐渐变薄，柄端略突出于粗调手轮(11)外缘，在锁紧手柄(12)的銷轴孔一端，锁紧手柄(12)端部外缘为能自锁的压紧凸轮形面(12-2)，锁紧手柄(12)通过銷轴(14)与粗调手轮(11)连接，锁紧銷(13)和复位弹簧(27)装于粗调手轮(11)的锁紧銷滑动孔中，锁紧手柄(12)的凸轮形面(12-2)、锁紧銷(13)、传动齿轮(9)、关节轴承(3)、丝杆(2)台阶端面依次邻接。6.一种车床进给和光学元件位置的粗微调机构包括丝杆(2)、微调轮(5a)和固定在丝杆(2)上的粗调手轮(11)，其特征在于：它还有空套在丝杆(2)上的传动齿轮(9)，章...

【专利技术属性】
技术研发人员：隆礼湘，
申请(专利权)人：隆礼湘，
类型：发明
国别省市：四川;51