专利名称：非弹性的消隙螺母组件的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种消隙螺母组件，特别涉及一种非弹性的消隙螺母组件。
背景技术：
美国专利号4， 566， 345(1986. 1. 26发布)，揭示了一个用于安装在一对空间平行 的导轨上做往复运动的装置上的一个承载件。此承载件本身随旋转螺杆在两个平行的导轨 间做双向的往复轴向运动，螺杆与承载件内部的螺母啮合。螺杆置于导轨间，从承载件横向 伸出轴承座，轴承置于其中，与导轨相配滑行。 导轨有多种用途。给承载件与螺母提供低摩擦轨道，更重要的是，提供了限制旋转 的机械装置。若没有导轨系统，承载件只与螺杆相连，此承载件可能就不会做往复运动。这 是因为承载件主体部分在与螺杆的螺纹间会产生很大的摩擦阻力，因此承载件会随着螺杆 旋转，而不是转化为直线运动。同样的，如果没有导轨系统，若螺杆水平定位，由于承载件本 身和组装其上的工件的重量会造成螺杆弯曲，从而造成承载件卡死于螺杆，或者造成工件 与其相配工件脱离。 但是存在另一个问题，组装于承载件上的工件通常会偏离螺杆的中心轴方向，并 且，工件安装于与承载件相关的悬臂立柱上。通常对工件的拖拉会产生一个扭矩，该扭矩会 传导至承载件，并且因此，传递给支撑轴承在导轨上滑行的支撑件。这会造成不必要的拉 力，咬痕，或者造成螺杆的驱动电机瘫痪。 另外一个不足之处是在一些空间有限的应用场合，机械装置的尺寸受到了限制。 在螺杆侧向布置的双导轨系统，驱动装置会更大，在有些加工操作中，并没有足够的空间来 这样做。另外，很难保证螺杆和两个平行的导轨之间的对准。
发明内容本实用新型提供一种非弹性的消隙螺母组件，目的是解决上述问题，提供一种体 积小，又不会造成不必要的拉力、咬痕的消隙螺母组件。 此发明基于增强型螺杆组件，其含有一个带螺纹的螺杆，由可逆电机驱动沿中心 轴旋转。螺杆四周是一个刚性的，中空的增强型导轨或管道，其长度延展至螺杆的两端。一 个由两个分体螺母组成的消隙螺母由螺杆驱动，沿着增强型导轨移动。增强型导轨有一个 槽沿螺杆中心轴方向延伸。两分体螺母上均有一凸出部分或榫舌穿过增强型导轨的槽向径 向延展，并与槽壁贴合，榫舌或凸出部分有螺纹与螺杆的螺纹啮合。因此，当螺杆双向旋转 时，螺母将转换成沿螺杆轴向的运动。 分体螺母的凸出部分或有部分螺纹与螺杆的螺纹啮合，或安装带螺纹的圆形件与 螺杆啮合。 增强型导轨至少含有一个沿轴向延展的平面与分体螺母的平面配合，加强了榫舌 及槽的反旋转功能，从而限制了螺母相对于增强型导轨旋转。增强型导轨的外表面镀有低 摩擦系数的材料，比如PTFE(聚四氟乙烯)、尼龙等。反消隙螺母也由自润滑的材料制成，如乙酰基树脂，或含有PTFE碳纤维添加剂，或其他润滑添加剂，以使与螺杆低摩擦啮合。螺 母或注塑于或相连于一个球形轴套上以增加其坚固性和光滑度。支撑螺杆的滑动轴承由尼 龙，聚甲醛树酯或类似的塑料制成。 —个空间机械机构，比如一个推进式衬套，将两部分螺母分开定位，使其螺纹侧面 与螺杆螺纹的侧面接触，以抵消螺母沿导轨作双向运动时产生的间隙。 该非弹性的消隙螺母组件体积小，又不会造成不必要的拉力、咬痕。
图1是本实用新型的平面图； 图2是图1从2-2剖面的局部视图； 图3是图2从3-3剖面的增强型导轨和螺母轴承的剖视图； 图4是图2从4-4剖面的增强型导轨及螺母轴承的剖视图； 图5是可选的螺母轴承及螺杆和增强型导轨的局部视图； 图6类似于图5，带螺杆，但去除了增强型导轨，螺母轴承有一个平面； 图7是另一种方式的导轨及螺母轴承局部的示意图。
具体实施例
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。 从图1可看到增强型螺杆10。包含一个螺杆12，沿轴a旋转，在长度方向成型有 螺纹14。螺杆12的一端成型有光轴部分16，用来与一个可逆的驱动电机(图中未示)连 接，电机用来驱动螺杆12沿顺时针或逆时针方向旋转。 增强型螺杆10上环绕螺杆12有一个沿其长度方向延伸的增强型导轨18或套管， 增强型导轨18中空，以放置螺杆12，并有一个槽20，与螺杆12的中心轴a平行并沿长度 方向延伸。此槽包括边壁22及24，同样在图3中可视，可组成轴承表面，将在后面部分解 释。螺杆12通过轴承26及28支撑，在增强型导轨18内相对于导轨18做旋转运动。 增强型螺杆IO可以有一个加长的滑动轴承，沿螺杆长度方向延伸。轴承可由低 摩擦系数的塑料制成，如PTFE、尼龙或聚甲醛树脂，并有一个内环，与螺杆12的螺纹配合。 它于径向支撑着螺杆12，以防止螺杆12旋转时振动。加长的滑动轴承在美国专利申请号 09/336， 905 (申请于1999. 6. 21)中有描述。 在实际操作过程中，增强型导轨18会和连接于螺杆12的可逆驱动电机一起，以任 意简便的方式(图中未示)与机械结构紧固。 消隙螺母36，可以是金属的，或更好一些是可注塑的塑料例如乙酰基树脂加碳素 纤维，消隙螺母36可沿着增强型导轨18双向移动。消隙螺母36包括一对分体螺母38和 40。分体螺母38有一个柱形滑块部分42和一个更大些的法兰部分44。法兰44亦被称为 安装板。图示的法兰44是环形的，但可以根据工具或连接的负载需要来做成各种形状。与 消隙螺母36相连的负载随增强型螺杆10做前后往复运动。 图2中，分体螺母38的柱形滑块部分42，有一个带螺纹的外表面48。另一分体螺 母40有一个柱形的滑块部分46，外表面为50。外表面50套有滑动衬套52，52可相对于分 体螺母40旋转。消隙螺母36含有一推进式衬套54，其内表面56的螺纹与分体螺母38的外表面48的螺纹相啮合。 通过推进式衬套54及滑动衬套52上均有的凸出部分62及环形槽64，两个衬套可 以以旋转的方式相互锁住。推进式衬套54于分体螺母38的螺纹外表面48上旋转，来定位 分体螺母38及40的空间位置。消隙螺母36有一个锁紧螺母68，其内表面的螺纹与分体螺 母38的外表面48的螺纹啮合。锁紧螺母68与推进式衬套54毗邻，将在下面加以描述。 关于图2和图3，图3是分体螺母38的剖视图，其包含一个从柱状滑块42向径向 延伸的榫舌72，与增强型导轨的边壁22和24贴合。环形毂74成型于榫舌72上，其内螺纹 76与螺杆12的螺纹14相配。当分体螺母38被旋转的螺杆12带动做直线运动时，榫舌72 与槽10两侧22及24的配合阻止了螺母相对于增强型导轨18的旋转。图示自锁螺母68 环绕着柱形滑块42。 关于图2和图4，分体螺母40结构与此类似。其榫舌78从柱形滑块部分46至位 于其上的中心毂80。中心毂80的内螺纹82与螺杆12的螺纹14啮合。和榫舌72 —样，榫 舌78与位于增强型导轨上槽的两边22和24啮合，阻止了分体螺母40做旋转运动。 再回到图2，分体螺母38和40位置相对固定，它们被推进式衬套54向相反方向 推动，两个分体螺母的螺纹76和82侧面与螺杆12的螺纹14的侧面啮合。分体螺母38和 40的螺纹76和82位置相对稳定，抵消了当消隙螺母沿增强型导轨18双向运动时的间隙。 关于消隙螺母的更详尽描述在1984. 10. 30发布的美国专利号31， 713中有描述。 当需要使用消隙螺母的消隙特性时，使用者将锁紧螺母68从分体螺母38的柱形 滑块部分44上的推进式衬套54处旋离。推进式衬套54然后相对于半螺母38旋转，并将 分体螺母38和40分开直至分体螺母38和40的螺纹76和82与螺杆12的螺纹14侧面紧 紧贴合。再旋转锁紧螺母至与推进式衬套54啮合，阻止推进式衬套54旋转。 使用者可周期性地将锁紧螺母68从推进式衬套54上旋开，并将推进式衬套54继 续分开，以补偿半螺母38和40的螺纹76和82的磨损。锁紧螺母再旋转至推进式衬套54 啮合，阻止推进式衬套旋转。 出于制造方便的目的，本发明采用了滑动衬套52安装于分体螺母40和推进式衬 套54中，并起连接作用。但需意识到，推进式衬套也可以以旋转连接方式直接与分体螺母 40相连。 图5及图6，显示了替代型的消隙螺母86及增强型导轨88。消隙螺母86的分体 螺母90在柱形滑块部分92上有一个可选的内部平面94，此平面94与可选的增强型导轨 88的底部平面96相贴合，参见图5。 消隙螺母86含有一个径向向内伸展的凸出部分或者榫舌98。榫舌98有一对平 行的边100，与增强型导轨18上的槽20的两边22和24贴合。这种贴合除了保证46与48 的水平，同样使螺母不会随着螺杆旋转而相对于导轨18旋转。 与之前的结构对比，榫舌98没有柱形的滑块部分，但在凸出部分98的内部底端 的弓形部分有螺纹102，如图6。螺纹与螺杆12的螺纹14相啮合，因此当螺杆不管顺时针 还是逆时针旋转时，消隙螺母86都能相对与增强型导轨88运动。从功能上说，图5和图6 中的螺母与图1-4中的螺母工作方式相同。在图7中，在螺母86上成形有多个平面104和 106 (图中只显示了两个)，与增强型导轨88上的平面108和110贴合。 —个或多个平面104， 106， 108和110存在的目的是当螺杆12旋转时，加强榫舌98和槽20阻止螺母36相对于增强型导轨18旋转的能力。当螺杆与螺母之间的摩擦大于螺 母与导轨外面的摩擦时，可以使用这种形式。 图5中，加长的滑动轴承112位于增强型导轨88内。轴承可由低摩擦系数的塑料 制成，如PTFE、尼龙或聚甲醛树脂，并且有一环形内环与螺杆啮合。 有了此项发明，就无须给螺母一个横向的导轨或者搭一个支撑架，因为除大型的 工装要求外，增强型导轨18已经足够满足基本的需求。因为单个导轨的宽度比较小，螺母 会较少产生倾斜或卡死的现象，因为它的负载已经很接近a轴。环形负载也可与螺母44 连接。
权利要求非弹性的消隙螺母组件，包括有消隙螺母、带螺纹的螺杆、一个中空的增强型导轨在套设在螺杆外，且该导轨沿螺杆长度方向延伸，其特征在于1)增强型导轨含有一个沿中心轴延伸的槽；2)消隙螺母由一对分体的螺母组成；3)每一个分体螺母部分在槽的径向方向伸出一个榫舌，榫舌的螺纹与螺杆的螺纹咬合；4)两个分体螺母之间设有一个空间机械机构，该空间机械机构迫使两个分体螺母的螺纹侧面与螺杆螺纹侧面贴合，以抵消消隙螺母沿增强型导轨运动时所产生的间隙。
2. 如权利要求1所述的非弹性的消隙螺母组件，其特征在于空间机械机构被一个分体螺母带动旋转，并与另一个分体螺母螺纹啮合。
3. 如权利要求2所述的非弹性的消隙螺母组件，其特征在于含有一个锁紧螺母，安装于一个分体螺母上，用于与空间机械机构连接。
4. 如权利要求2所述的非弹性的消隙螺母组件，其特征在于每个榫舌上成型有一个毂，其螺纹与螺杆的螺纹啮合。
5. 如权利要求2所述的非弹性的消隙螺母组件，其特征在于榫舌与槽的两边贴合。
6. 非弹性的消隙螺母组件，包括有消隙螺母、带螺纹的螺杆、一个中空的增强型导轨在套设在螺杆外，该导轨并沿螺杆长度方向延伸，其特征在于1) 增强型导轨含有一个沿中心轴延伸的槽；2) 消隙螺母由一对分体的螺母组成；3) 每一个分体螺母部分在槽的径向方向伸出一个榫舌，其螺纹与螺杆的螺纹咬合；4) 一个推进式衬套驱使两个分体螺母分离，迫使螺纹侧面与螺杆螺纹侧面贴合，以抵消消隙螺母沿增强型导轨运动时所产生的间隙。
7. 如权利要求6所述的非弹性的消隙螺母组件，其特征在于推进式衬套被一个滑动衬套旋转带动并与一个分体螺母的螺纹啮合；而滑动衬套被另一个分体螺母旋转带动。
8. 如权利要求7所述的非弹性的消隙螺母组件，其特征在于含有一个锁紧螺母，被一个分体螺母带动，用于与推进式衬套连接。
9. 如权利要求7所述的非弹性的消隙螺母组件，其特征在于每个榫舌上成型有一个毂，其毂上的螺纹与螺杆的螺纹啮合。
10. 如权利要求7所述的非弹性的消隙螺母组件，其特征在于榫舌与槽的两边贴合。
专利摘要非弹性的消隙螺母组件，安装于增强型螺杆上，螺杆绕中心轴旋转。一个中空的增强型导轨在螺杆周围，并沿螺杆长度方向延伸。增强型导轨含有一个沿中心轴延伸的槽。消隙螺母组件的螺母，随增强型导轨移动。消隙螺母组件由一对分体的螺母组成。每一个分体螺母部分在槽的径向方向伸出一个榫舌，其螺纹与螺杆的螺纹啮合，当螺杆旋转时分体螺母沿导轨长度方向做往复运动。一个空间机械机构驱使两个分体螺母分离，迫使螺母的螺纹侧面与螺杆螺纹侧面贴合，以抵消消隙螺母沿增强型导轨运动时所产生的间隙。该非弹性的消隙螺母组件体积小，又不会造成不必要的拉力、咬痕。
文档编号F16H25/24GK201507626SQ20092021604
公开日2010年6月16日 申请日期2009年9月11日 优先权日2009年9月11日
发明者凯西·考互斯基 申请人:海顿直线电机(常州)有限公司