[发明专利]一种基于摩擦力的回转直线传动装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种机械传动技术领域中将回转运动转变为直线运动的装置，尤其涉及一种利用摩擦力将回转运动转变为直线运动的装置，该装置同时具备离合功能。

 

背景技术

在机械领域，把回转运动改变为直线运动的方式有很多，例如：齿轮齿条传动副、螺纹传动副、滚珠丝杠传动副等。上述传动装置除了齿轮齿条传动副可以实现在啮合状态下的快速移动外，其他装置都不能实现脱离状态，也就是不能够实现快速移动功能。

近年有发明公开了可以实现改变传动方式的同时具有离合功能的摩擦直线传动副装置，该装置原理及结构如图1所示，这种装置给带倾斜角度的球轴承11外圈通过施力装置10施加压力控制其转动的能力的同时让光轴13转动，光轴13与球轴承11的内圈间产生的点接触摩擦力，摩擦力传递给带倾斜角度的球轴承的滚动球上，就产生了沿光轴13的轴向的分力，这个轴向分力就可以推动包括：球轴承11、施力装置10、球轴承固定装置12等机构沿光轴11的轴向的直线运动，实现将回转运动改变为直线运动。当撤离对球轴承11外圈施加的压力，光轴13就可以在上述机构预留的空隙间实现自由的直线运动，也就是实现了离合功能。

传统的齿轮齿条传动副、螺纹传动副、滚珠丝杠传动副不仅没有离合器功能，而且加工成本高，结构复杂。上述摩擦直线传动副装置显然比齿轮齿条传动副、螺纹传动副、滚珠丝杠传动副具有更多优势，例如加工工艺简单、低成本等。但是，因为摩擦直线传动副依靠光轴与球轴承的内圈间产生的点接触摩擦力来实现使回转转变为直线运动，所以整个装置系统的稳定性与可靠性均存在不确定性，并且点接触摩擦会产生摩耗、摩损、发热，这不仅影响机构寿命，也会影响机构移动精度。

 

发明内容

技术问题

本发明要解决的技术问题是提供一种性能稳定、移动精度高的、用于将回转运动转化为直线运动的装置。

技术方案

为了解决上述的技术问题，本发明的基于摩擦力的回转直线传动装置采用以下技术方案：其包括一传动轴和至少一个相对于传动轴倾斜设置的轴承和用于固定轴承的轴承固定装置，所述轴承包括外环、内环，所述传动轴的直径小于所述轴承内环的直径，所述的轴承固定装置包括止挡轴承中外环的第一固定端件、第二固定端件和套设于轴承外环表面的弹性圈。所述的轴承一般为球轴承，相应地，所述外环、内环之间为滚动体例如钢球；所述的传动轴为光轴。所述的轴承固定装置中，第一固定端件、第二固定端件和弹性圈共同作用，使倾斜设置的轴承和传动轴位置相对固定。所述的弹性圈整体套设于轴承外环的外表面，弹性圈未受外力作用时，其本身的的预紧力使其内表面与外环外表面产生面接触。

更进一步地，内环为倾斜内环，所述的倾斜内环具有与传动轴产生面接触的内表面。

为了利用摩擦力使轴承对传动轴产生某一方向上的推动力，同时亦考虑到需避免现有技术方案中轴承与传动轴之间点接触带来的不利影响，本技术方案中，并非简单地将现有通用的轴承例如滚动轴承直接相对于传动轴倾斜设置，而是通过对轴承的外环、内环进行结构上的重新设计，使其与相关机构部件产生面接触。

更进一步地，轴承的外环具有分别与第一、第二固定端件接触的第一、第二止挡部，所述的第一、第二止挡部分别位于轴承外环两侧朝向第一、第二固定端件的部位，优选为一平面，可预先通过铣、削等加工方法在轴承外环上加工得到。同时，第一、第二固定端件各设有开口，以便传动轴穿过。这样，第一、第二固定端件和弹性圈即构成相对封闭的空间，用于容纳轴承和与轴承相配合的传动轴部分。

更进一步地，本技术方案中，轴承的数量可以根据传动距离、速度等的实际需要进行选择，各倾斜设置的轴承之间相互平行排列，并且相邻的轴承之间设有垫片，确定地，所述垫片具有开孔，该开孔供传动轴穿过，同时开孔的直径与所述轴承内环的直径相同。

更进一步地，为了使轴承能在产生的摩擦力作用下将其本身的回转运动转化为需要的直线运动，本装置还设有可以通过弹性圈向轴承产生作用力的施力装置。相应地，为了使轴承在施力装置施加的力撤除后还能回复至原始位置，本装置还包括与施力装置对应设置的弹性支撑装置，该弹性支撑装置提供与施力装置施加的力相反方向的力，该弹性支撑装置可采用弹簧等弹性器件。施力装置、弹性支撑装置、轴承固定装置均通过传统的连接方式相连接，如：在框架上进行螺纹连接。