一种微动进给机构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及进给机构领域，具体的说是一种微动进给机构。
【背景技术】
[0002]在精密加工、测量设备中，经常需要微米级的微量进给机构。传统的微动进给一般是由精密滚珠丝杠带动丝杠螺母运动，输入轴的转动通过传动链反映在丝杠的转动上，丝杠螺母和滑台固定并推动其移动。滚珠丝杠一般制造精度很高且消隙，但是传动链中齿轮的制造误差会直接映射在滑台的移动中，加上齿轮副的啮合间隙，要想实现0.0lmm级的微量移动都非常困难。即便中间传动齿轮经过高精加工且都采用消隙机构，齿轮的本身制造误差及误差的积累对进给精度的影响也很大，还是很难实现微米级微动进给。
[0003]另外，传统微动进给机构实现微动时需要输入轴的转动角度要有足够的精度，不管是手动或机动输入，输入误差大时，就会直接影响最终的微动距离，精密微动更无从实现。
【发明内容】
[0004]针对上述现有的微动进给机构微动精度低，不能实现微米级微动进给，传动件制造精度尚、装配精度尚，制造成本尚的缺陷，本发明提供一种微动进给机构。
[0005]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为:
一种微动进给机构，包括一顶部设有滑板的箱体，箱体内设有端部固定在其侧壁上的滚珠丝杠、中间轴1、中间轴II及输入轴，滚珠丝杠设置在箱体的上部，中间轴I及中间轴II11设置在箱体的中部，输入轴设置在箱体的下部，滚珠丝杠的两端与丝杠端盖间隙配合连接，且设有导向键，滚珠丝杠上套设有齿轮I和齿轮II，所述齿轮I通过丝杠螺母1、滚动轴承和螺母安装在箱体上，所述齿轮II通过丝杠螺母I1、推力轴承和滑台固定连接，输入轴上套设有输入齿轮I和输入齿轮II，中间轴I上套设有中间齿轮III和中间齿轮IV，中间轴II上套设有中间齿轮I和中间齿轮II，输入齿轮I与中间齿轮II相啮合，中间齿轮I与齿轮II相啮合，输入齿轮II与中间齿轮III相啮合，中间齿轮IV与齿轮I相啮合，滑板通过导轨和导轨滑块安装在箱体上，且与滑台固定连接，滑台顶部用于安装需要微动的负载机构；
所述中间轴I和中间轴II的两端设有中间轴端盖；
所述滑板通过螺钉与滑台固定连接；
所述输入轴的两端设有输入轴端盖。
[0006]本发明的有益效果:
本发明提供的微动进给机构，滑台做微米级的微量移动时，输入轴的转动角度较大，不管是手动或者机动输入，都容易实现，且对输入运动的精度要求低，即便有输入误差，由于是差动产生的微动，误差对微动距离几乎没有影响；基于同样的原因，中间传动齿轮的制造误差对最终的微动距离几乎没有影响，这就使得中间传动齿轮的制造精度要求低，整个机构的加工，制造简单且成本低；
滑台虽然微量移动，但输入轴转动角度较大，避免了传统机构微量进给对输入运动精度要求高的难题；该机构微动依靠相对运动实现，对中间传动齿轮的制造精度要求低，避免了精密微动机构要求高精度传动齿轮的难题，加工制造简单且成本低。
【附图说明】
[0007]图1是本发明传动原理示意图；
图2是本发明整体结构示意图；
图3是本发明整体机构侧视图；
图4是图3中的A-A剖视图；
图5是图3中的B-B剖视图；
附图标记:1、箱体，2、丝杠螺母I，3、齿轮I，4、滚动轴承，5、螺母，6、丝杠螺母II，7、齿轮II，8、滑台，9、滚珠丝杠，10、中间轴I，11、中间轴II，12、输入轴，13、中间齿轮I，14、中间齿轮II，15、输入齿轮I，16、输入齿轮II，17、中间齿轮III，18、中间齿轮IV，19、导轨，20、丝杠端盖，21、中间轴端盖，22、输入轴端盖，23、弹性挡圈，24、滑板，25、导轨滑块，26、推力轴承，27、导向键，28、垫片。
【具体实施方式】
[0008]下面结合【具体实施方式】对本发明做进一步的阐述。
[0009]如图所示:一种微动进给机构，包括一顶部设有滑板24的箱体1，箱体I内设有端部均固定在其侧壁上的滚珠丝杠9、中间轴I 10、中间轴II 11及输入轴12，输入轴12、中间轴I 10和中间轴II 11的两端均通过滚动轴承固定在箱体I上，且中间轴I 10和中间轴II 11两端设有中间轴端盖21，输入轴12的两端设有输入轴端盖22 ;滚珠丝杠9设置在箱体I的上部，中间轴I 10及中间轴II 11设置在箱体I的中部，输入轴12设置在箱体I的下部，滚珠丝杠9的两端与丝杠端盖20间隙配合连接，且设有导向键27，滚珠丝杠9上套设有齿轮I 3和齿轮II 7，所述齿轮I 3通过丝杠螺母I 2、滚动轴承4和螺母5安装在箱体I上，所述齿轮II 7通过丝杠螺母II 6、推力轴承26和滑台8固定连接，输入轴12上套设有输入齿轮I 15和输入齿轮II 16，中间轴I 10上套设有中间齿轮III17和中间齿轮IV 18，中间轴II 11上套设有中间齿轮I 13和中间齿轮II 14，输入齿轮I 15与中间齿轮II 14相啮合，中间齿轮I 13与齿轮II 7相啮合，输入齿轮II 16与中间齿轮III17相啮合，中间齿轮IV 18与齿轮I 3相啮合，滑板24通过导轨19和导轨滑块25安装在箱体I上，且通过螺钉与滑台8固定连接，滑台8顶部用于安装需要微动的负载机构。
[0010]输入轴12转动时，输入齿轮II 16和中间轴I 10上的中间齿轮III17啮合，中间齿轮IV 18和齿轮I 3啮合，齿轮I 3的转动驱动丝杠螺母I 2转动，进而推动滚珠丝杠9沿轴向移动，输入齿轮I 15和中间轴II 11上的中间齿轮II 14啮合，中间齿轮I 13和齿轮II 7啮合，齿轮II 7带动丝杠螺母II 6转动，由于丝杠不能转动，丝杠螺母II 6的转动会使得其和滚珠丝杠9发生轴向移动，同时带动滑台8、滑板24沿着导轨19移动，由于上述两个传动链上的中间齿轮齿差小，一般为1，并且上述两个移动的方向相反，二者的差值就是滑板24相对于箱体I的微动值。
[0011]为了说明本发明的微动进给精度及优点，具体举例如下:设图1中各齿轮的齿数分别为 -Z1=KKK Z2=10, Z3=10, Z4=10, Z5=99，Z6=99，Z7=99，Z8=99。启动电机或者手动转动输入轴12，不妨设输入转角为30°，则齿轮Z4转动角度为30°，则齿轮叾8转动角度为30.3°。当齿轮Z4、Z8的转动角度相同时，Z8R是在滚珠丝杠上空转，滑板并不移动，但是，此时Z4、Z8转动角度差为0.3°，假设丝杠导程为5mm，丝杠转一圈为360°，每度对应导程0.00675，因此，0.3°的角度差使得丝杠螺母带动滑板相对于箱体产生了 0.0041mm的移动。如果输入轴转角为10°，丝杠导程为2mm时，此时的微动距离为0.00024mm。假设输入运动误差为0.1°，此时对微动距离的影响为0.000024mm。假设中间传动齿轮的制造精度为7级、模数为2时，齿侧间隙在0.15_左右，传动链的角度误差在0.2°左右，即便全部反映在微动距离上，也就是0.000048mm，加之微动距离是两条传动链的移动差值，齿侧间隙的影响几乎全部互相抵消。所以，输入轴的输入运动精度和齿轮的制造精度对最终的微动距离几乎没有影响。
[0012]输入轴上固联有两个齿轮，经中间轴将动力分别沿两条传动链传递给两个丝杠螺母，一个滚珠丝杠上装有两个丝杠螺母，滚珠丝杠只能轴向移动，不能转动，两个螺母中的一个和箱体固联，只能转动不能移动，其转动推动丝杠轴向移动，进而带动负载轴向移动；另外一个螺母转动时带动负载沿丝杠轴向移动，上述两个直线移动的方向相反，由于传动齿轮的少齿差，从而实现滑台相对于箱体的微量进给。
[0013]滑台虽然微量移动，但输入轴转动角度较大，避免了传统机构微量进给对输入运动精度要求高的难题；该机构微动依靠相对运动实现，对中间传动齿轮的制造精度要求低，避免了精密微动机构要求高精度传动齿轮的难题，加工制造简单且成本低。
【主权项】
1.一种微动进给机构，其特征在于:包括一顶部设有滑板(24)的箱体(1)，箱体(I)内设有端部均固定在其侧壁上的滚珠丝杠(9)、中间轴I (10)、中间轴II (11)及输入轴(12)，滚珠丝杠(9 )设置在箱体(I)的上部，中间轴I (10 )及中间轴II (11)设置在箱体(I)的中部，输入轴(12)设置在箱体(I)的下部，滚珠丝杠(9)的两端与丝杠端盖(20)间隙配合连接，且设有导向键(27)，滚珠丝杠(9)上套设有齿轮I (3)和齿轮II (7)，所述齿轮I (3)通过丝杠螺母1(2)、滚动轴承(4)和螺母(5)安装在箱体(I)上，所述齿轮II (7)通过丝杠螺母II (6)、推力轴承(26)和滑台(8)固定连接，输入轴(12)上套设有输入齿轮I (15)和输入齿轮II (16)，中间轴I (10)上套设有中间齿轮111(17)和中间齿轮IV(18)，中间轴II (11)上套设有中间齿轮I (13)和中间齿轮II (14)，输入齿轮I (15)与中间齿轮II (14)相啮合，中间齿轮I (13)与齿轮II (7)相啮合，输入齿轮II (16)与中间齿轮III(17)相啮合，中间齿轮IV (18)与齿轮I (3)相啮合，滑板(24)通过导轨(19)和导轨滑块(25)安装在箱体(I)上，且与滑台(8)固定连接，滑台(8)顶部用于安装需要微动的负载机构。2.如权利要求1所述的微动进给机构，其特征在于:所述中间轴I(10)和中间轴II(11)的两端设有中间轴端盖(21)。3.如权利要求1所述的微动进给机构，其特征在于:所述滑板(24)通过螺钉与滑台(8)固定连接。4.如权利要求1所述的微动进给机构，其特征在于:所述输入轴(12)的两端设有输入轴端盖(22)。
【专利摘要】本发明涉及一种微动进给机构，包括一顶部设有滑板的箱体，箱体内设有端部固定在其侧壁上的滚珠丝杠、中间轴Ⅰ、中间轴Ⅱ及输入轴，滚珠丝杠设置在箱体的上部，中间轴Ⅰ及中间轴Ⅱ设置在箱体的中部，输入轴设置在箱体的下部；本发明提供的微动进给机构，滑台做微米级的微量移动时，输入轴的转动角度较大，不管是手动或者机动输入，都容易实现，且对输入运动的精度要求低，即便有输入误差，由于是差动产生的微动，误差对微动距离几乎没有影响。基于同样的原因，中间传动齿轮的制造误差对最终的微动距离几乎没有影响，这就使得中间传动齿轮的制造精度要求低，整个机构的加工，制造简单且成本低。
【IPC分类】F16H37/12
【公开号】CN104989800
【申请号】CN201510380331
【发明人】王斌, 范明星, 李聚波, 徐爱军, 孙逊, 王劲松, 吴孜越, 尹玉鑫, 鲁欣
【申请人】河南科技大学
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2015年7月2日