一种滚珠丝杠副螺母轴向加载机构制造技术

本发明专利技术公开了一种滚珠丝杠副螺母轴向加载机构，具体说是一种双向加载机构。该加载机构主要由驱动组件、加载组件、限位组件、测量组件以及数据处理模块构成。其特征在于驱动电机通过传动轴和齿轮传动带动锯齿丝杠副螺母旋转，在没有外力作用的情况下，螺母会沿着丝杠轴平动，但当锯齿丝杠副螺母平动受阻后，螺母的旋转运动就转换成丝杠轴的线性运动，从而产生加载力，并在丝杠轴的加载端连接传感器，实时测量加载力大小。本发明专利技术内部结构紧凑，准确度高，安全可靠，其加载力最大可达10t，轴向尺寸较小，方便安装，成本低，易于加工。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及加载机构
，具体是一种滚珠丝杠副螺母轴向加载机构。
技术介绍
滚珠丝杠副是由滚珠丝杠、滚珠和滚珠螺母组成的机械元件，其主要功能是将旋转运动转换成线性运动，或将转矩转换成轴向反复作用力。它可以实现非常高的传动和定位精度，被广泛应用于各类精密机床的进给传动系统中，是机械工业使用广泛、要求严格的配套件和基础件。为了对滚珠丝杠副的可靠性进行测试，需要给滚珠丝杠副螺母提供一个较大的轴向载荷，现有的加载方式有液压加载，扭矩加载，浮动块加载等很多方式，但是要运用在滚珠丝杠副上却存在着一定的不足。中国技术专利CN 2799944Y，名称为:液压双向加载机构。该专利提出了一种液压双向加载机构，具体实施方式为:加载油缸为双作用油缸，其活塞的运动使油缸中一侧工作腔的液压油受到压缩，液压油压力升高，油压的大小通过加载阀来调节，同时这也决定了加载油缸所施加载荷的大小；另一侧工作腔的体积增大，液压油压力降低，为避免加载油缸供油不足出现抽空现象，使用电机带动变量泵给加载油缸的低压腔补充液压油；通过给双作用油缸两侧腔注入不同体积的液压油，活塞往复运动，从而带动联结在油缸输入端的被试件做往复运动。该液压加载机构适用于给结构较简单的，所需载荷较小的机械或实验装置加载，若使用于结构较复杂，所需载荷较大的机械或实验装置，会出现以下问题:第一，需要考虑油管的排布问题，给装置的结构设计造成了一定的麻烦；第二，当所需施加的载荷较大时，液压缸、液压阀等工作一段时间容易出现漏油现象，从而影响装置的工作环境，难清洁；第三，长期的往复运动容易造成油管的破裂。所以，在一些对环境模拟条件要求较高的装置上并不适用液压加载。中国技术专利CN 201935802 U，名称为:一种旋转加载机构。该专利提出了一种旋转加载机构，具体技术方案为:该加载机构包括移动横梁、电动缸和固定座，手轮，丝杠等，首先将移动横梁移动到适合加载位置，松开水平拖板块的螺钉，通过手轮转动，带动水平丝杠转动，使平移螺母左右移动，移动到适合加载位置，锁紧水平拖板块的螺钉；然后松开转盘与定盘的锁紧座，转动到所需角度，锁紧之后对检测零部件进行加载测试。该加载机构使用了滚珠丝杠副进行移动和加载，但是只用于零部件的加载测试，所能施加的载荷也较小。从该专利可以看出丝杠副可用于加载，且经过一定的改进，可以提供较大的载荷。总之，现有技术采用丝杠加载的机构较少，多数采用液压、扭矩等加载方式，存在着加载力小，安装不够便捷等缺陷，并不适用于给滚珠丝杠副进行纵向加载。
技术实现思路
本专利技术所解决的技术问题在于提供一种滚珠丝杠副螺母轴向加载机构。实现本专利技术目的的技术解决方案为:一种滚珠丝杠副螺母轴向加载机构，包括驱动组件、加载组件、限位组件、测量组件； 所述驱动组件包括伺服电机和减速机、主动轴、定位键、主动齿轮、定位套筒、深沟球轴承、密封端盖、定位端盖；伺服电机的输出轴与减速机连接，减速机的输出轴通过键与主动轴相连接，主动轴通过深沟球轴承安装在加载组件左挂臂和右挂臂之间，深沟球轴承分别通过密封端盖和定位端盖进行轴向定位，主动轴上通过定位键固连主动齿轮，该主动齿轮通过定位套筒进行轴向定位； 所述加载组件包括锯齿丝杠副螺母、锯齿丝杠轴、轴承定位套筒、螺旋弹簧、推力球轴承、定位垫块、碟簧、碟簧导向套筒、滚针轴承、小滚针轴承、轴端定位端盖、轴承定位端盖、花键导向套、左挂臂、右挂臂、直盖板和圆盖板； 上述锯齿丝杠副螺母外表面为渐近线齿轮，该渐近线齿轮与主动齿轮相啮合，轴承定位套筒套在锯齿丝杠副螺母的一端，轴承定位套筒的外圆上设置螺旋弹簧，锯齿丝杠副螺母该端上还套有推力球轴承，所述推力球轴承的一端通过轴承定位套筒定位，另一端通过定位垫块轴向定位，碟簧导向套筒通过法兰联接在左挂臂上，碟簧叠加分布于碟簧导向套筒内，定位垫块也安装在碟簧导向套筒内，对碟簧施加压力；所述锯齿丝杠副螺母的另一端对称设置螺旋弹簧、轴承定位套筒、推力球轴承、定位垫块、碟簧和碟簧导向套筒； 锯齿丝杠副螺母套在锯齿丝杠轴上与其形成丝杠传动，锯齿丝杠轴通过滚针轴承和小滚针轴承安装在左挂臂和右挂臂之间，其中滚针轴承通过轴承定位端盖进行轴向定位，小滚针轴承通过轴端定位端盖进行轴向定位，锯齿丝杠轴一端设计成花键，用以限制丝杠轴的旋转，该花键通过花键导向套导向，实现锯齿丝杠轴的轴向平动，花键导向套通过法兰联接在右挂臂上； 所述限位组件包括悬杆、固定螺母、探杆、极限开关和安装支架，悬杆通过螺纹安装在锯齿丝杠轴的另一端，探杆通过两个固定螺母安装在悬杆上，极限开关的数量为两个，该两个极限开关设置在安装支架上，探杆位于两个极限开关的中间，所述安装支架通过螺钉固定在左挂臂上。所述测量组件包括承载螺钉、拉压力传感器和承压块，承载螺钉通过U型槽连接在锯齿丝杠轴的花键端，承载螺钉通过螺纹与拉压力传感器相连接，拉压力传感器通过螺钉与承压块相连接。所述碟簧的数量为六。本专利技术与现有技术相比，其显著优点为:1)采用本专利技术设计的装置，搭配相应的工装，对各种型号的滚珠丝杠副螺母均可进行加载，具有通用性强的优点；2)为使加载稳定，到达所需载荷后能够持续保持较长时间，采用了碟簧叠加的方式，起到一个保压的作用，该方法结构简单，可靠性高；3)本装置最大加载达到10t，并且采用的高精度拉压力传感器精度可达0.1%，因此该装置具有重载高精的优点；4)该加载机构避免了液压加载可能出现的液压油泄漏等环境问题，符合现代机床的绿色设计理念，而且该机构各部分均容易加工，成本低廉。下面结合附图对本专利技术作进一步详细描述。附图说明图1为本专利技术滚珠丝杠副螺母轴向加载机构的轴测图。图2为本专利技术滚珠丝杠副螺母轴向加载机构的总体结构剖视图。图3为本专利技术限位组件示意图。图4为本专利技术滚珠丝杠副螺母轴向加载机构驱动轴轴测图。图5为本专利技术滚珠丝杠副螺母轴向加载机构加载轴爆炸图。图6为本专利技术滚珠丝杠副螺母轴向加载机构测量部件轴测图。具体实施例方式本专利技术的一种滚珠丝杠副螺母轴向加载机构，包括驱动组件、加载组件、限位组件、测量组件； 所述驱动组件包括伺服电机30和减速机29、主动轴6、定位键4、主动齿轮5、定位套筒3、深沟球轴承7、密封端盖8、定位端盖I ;伺服电机30的输出轴与减速机29连接，减速机29的输出轴通过键与主动轴6相连接，主动轴6通过深沟球轴承7安装在加载组件左挂臂17和右挂臂23之间，深沟球轴承7分别通过密封端盖8和定位端盖I进行轴向定位，主动轴6上通过定位键4固连主动齿轮5，该主动齿轮5通过定位套筒3进行轴向定位； 所述加载组件包括锯齿丝杠副螺母11、锯齿丝杠轴25、轴承定位套筒10、螺旋弹簧9、推力球轴承20、定位垫块15、碟簧16、碟簧导向套筒18、滚针轴承21、小滚针轴承14、轴端定位端盖12、轴承定位端盖22、花键导向套24、左挂臂17、右挂臂23、直盖板19和圆盖板2 ； 上述锯齿丝杠副螺母11外表面为渐近线齿轮，该渐近线齿轮与主动齿轮5相啮合，轴承定位套筒10套在锯齿丝杠副螺母11的一端，轴承定位套筒10的外圆上设置螺旋弹簧9，锯齿丝杠副螺母11该端上还套有推力球轴承20，所述推力球轴承20的一端通过轴承定位套筒10定位，另一端通过定位垫块15轴向定位，碟簧导向套筒18通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种滚珠丝杠副螺母轴向加载机构，其特征在于，包括驱动组件、加载组件、限位组件、测量组件；所述驱动组件包括伺服电机[30]和减速机[29]、主动轴[6]、定位键[4]、主动齿轮[5]、定位套筒[3]、深沟球轴承[7]、密封端盖[8]、定位端盖[1]；伺服电机[30]的输出轴与减速机[29]连接，减速机[29]的输出轴通过键与主动轴[6]相连接，主动轴[6]通过深沟球轴承[7]安装在加载组件左挂臂[17]和右挂臂[23]之间，深沟球轴承[7]分别通过密封端盖[8]和定位端盖[1]进行轴向定位，主动轴[6]上通过定位键[4]固连主动齿轮[5]，该主动齿轮[5]通过定位套筒[3]进行轴向定位；所述加载组件包括锯齿丝杠副螺母[11]、锯齿丝杠轴[25]、轴承定位套筒[10]、螺旋弹簧[9]、推力球轴承[20]、定位垫块[15]、碟簧[16]、碟簧导向套筒[18]、滚针轴承[21]、小滚针轴承[14]、轴端定位端盖[12]、轴承定位端盖[22]、花键导向套[24]、左挂臂[17]、右挂臂[23]、直盖板[19]和圆盖板[2]；上述锯齿丝杠副螺母[11]外表面为渐近线齿轮，该渐近线齿轮与主动齿轮[5]相啮合，轴承定位套筒[10]套在锯齿丝杠副螺母[11]的一端，轴承定位套筒[10]的外圆上设置螺旋弹簧[9]，锯齿丝杠副螺母[11]该端上还套有推力球轴承[20]，所述推力球轴承[20]的一端通过轴承定位套筒[10]定位，另一端通过定位垫块[15]轴向定位，碟簧导向套筒[18]通过法兰联接在左挂臂[17]上，碟簧[16]叠加分布于碟簧导向套筒[18]内，定位垫块[15]也安装在碟簧导向套筒[18]内，对碟簧[16]施加压力；所述锯齿丝杠副螺母[11]的另一端对称设置螺旋弹簧、轴承定位套筒、推力球轴承、定位垫块、碟簧和碟簧导向套筒；锯齿丝杠副螺母[11]套在锯齿丝杠轴[25]上与其形成丝杠传动，锯齿丝杠轴[25]通过滚针轴承[21]和小滚针轴承[14]安装在左挂臂[17]和右挂臂[23]之间，其中滚针轴承[21]通过轴承定位端盖[22]进行轴向定位，小滚针轴承[14]通过轴端定位端盖[12]进行轴向定位，锯齿丝杠轴[25]一端设计成花键，用以限制丝杠轴的旋转，该花键通过花键导向套[24]导向，实现锯齿丝杠轴[25]的轴向平动，花键导向套[24]通过法兰联接在右挂臂[23]上；所述限位组件包括悬杆[13]、固定螺母[31]、探杆[32]、极限开关[33]和安装支架[34]，悬杆[13]通过螺纹安装在锯齿丝杠轴[25]的另一端，探杆[32]通过两个固定螺母[31]安装在悬杆[13]上，极限开关[33]的数量为两个，该两个极限开关[33]设置在安装支架[34]上，探杆[32]位于两个极限开关[33]的中间，所述安装支架[34]通过螺钉固定在左挂臂[17]上。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：欧屹，冯虎田，陈烨妍，蔡理，陶卫军，王禹林，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：