专利名称：差动测微结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及长度测量器具中的一种测微结构，尤其涉及外径千分尺和测微头等结构中使用的一种测微结构。
背景技术：
测微结构是长度测微量具的核心。现有的外径千分尺和测微头等测微量具中，进给机构有两种形式，一种是旋转式进给机构，另一种是直进式进给机构。旋转式进给机构是利用螺旋副传动原理，把旋转变成直线位移进行长度测，并通过微分筒和固定套上的刻度线进行读数细分，此即外径千分尺和测微头的读数原理。传统的测微旋转式进给机构为单螺旋副，由于自身结构所限，以往的微米外径千分尺是在普通外径千分尺的固定套管外缘周向再加刻游标线进行读数细分，由于游标线不像游标卡尺那样分布在平面上，而是刻在圆周上，因此不仅读数很不方便，而且容易产生读数误差，比如在φ14.7mm的外圆上加刻5条或10条游标线，其圆周转角约60多度，在这样的弧度视角范围观察刻度线很难排除视差的影响。如果继续减小螺距，从工艺和制造上是不可取的。本实用新型从改进螺旋副结构角度出发，构思出一种能够保证读数精度，而且读数方便的结构，以克服传统游标式读数的不足。
发明内容
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是一种差动测微结构，其旋转进给机构由螺旋机构构成，所述螺旋机构由主、从两副螺旋副串联叠加成差动螺旋机构，主、从两副螺旋副的螺纹旋向相同，且主螺旋副的螺距大于从螺旋副的螺距。
上述技术方案的有关内容解释如下1、所述“主螺旋副”是指与微分筒连接的螺旋副；“从螺旋副”是指由主螺旋副带动的从动螺旋副，具体指与测头连接的螺旋副。
上述技术方案中，所述主、从两副螺旋副串联叠加包含以下两种方案1、主螺旋副由内螺纹和外螺纹组成，从螺旋副由内螺纹和外螺纹组成，但相互的连接关系是主螺旋副的内螺纹构件固定，外螺纹构件作为旋转体并与从螺旋副的内螺纹构件固定连接，以此构成差动螺旋机构，参见附图1所示。
这种方案具体结构可以是主螺旋副中的主螺杆一端设有孔，孔中设有从螺旋副的内螺纹，该内螺纹与从螺旋副中的从螺杆配合，从螺杆的一端为测杆。该结构为最佳方案，效果最好。
2、主螺旋副由内螺纹和外螺纹组成，从螺旋副由内螺纹和外螺纹组成，但相互的连接关系是主螺旋副的内螺纹构件固定，外螺纹构件作为旋转体并与从螺旋副的外螺纹构件固定连接，以此构成差动螺旋机构，参见附图6所示。
这种方案具体结构可以是主螺旋副中的主螺杆与从螺旋副中的从螺杆轴向固定，从螺杆与从螺旋副中的内螺纹配合，该内螺纹构件的一端为测杆。
本实用新型工作原理是采用两副螺旋副构成差动螺旋机构，利用差动螺旋机构直线差动位移的特点，缩小测杆轴向位移量L与主螺杆转动角φ的比例，然后在微分筒上细分，这样可以直接在刻度套管上读取毫米和丝米数，在微分筒上读取忽米和微米数，改变了传统利用游标来读取微米的原理。
差动螺旋机构主螺杆转动角与轴向位移关系的数学表达式为L＝φ/2π(S-S1)式中L—测杆轴向位移φ—主螺杆转动角S—主螺杆螺距S1—测杆螺距由上式可知，当主、从螺旋副螺纹旋向相同，而S与S1相差很小时，位移L可以很小。比如与微分筒相固定的主螺杆的螺距为0.5mm，而测杆上的小螺杆的螺距为0.4mm，测杆被限制转动只能直线移动，当主螺杆旋转一周时其轴向位移为0.5mm，与主螺杆螺孔相配合的测杆相对向后位移了0.4mm，此时测杆的实际直线位移为0.5-0.4＝0.1mm。与主螺杆相固定的微分筒圆周上刻50个分度，微分筒上旋转一个刻度时其测杆的轴向位移为(0.5-0.4)/50＝0.002mm。此即差动微米读数值。
由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点1、无游标刻线，其读数部分与普通外径千分尺一样，但与普通外径千分尺不同之处是可读出微米数(普通外径千分尺一般每格是0.01mm，而差动测微结构同样大小的一格是0.002mm)，因而较传统微米外径千分尺而言读数方便，不易产生读数误差。
2、本实用新型差动式测微结构是靠双螺杆的精度保证测微读数的精度，摒弃了传统的游标式读数方式，因而精度更为可靠。
3、本实用新型构思巧妙，结构新颖，具有显著地技术进步，尤其是应用在微米千分尺和微米测微头等量具上获得了满意的读数效果。
附图1为本实用新型第一种结构的原理图；附图2为传统现有技术原理图；附图3为采用本实用新型第一结构制做的差动式外径千分尺结构剖视图；附图4为图3的剖面图；附图5为采用本实用新型第一结构制做的差动式测微头结构剖视图；附图6为本实用新型第二种结构的原理图。
以上附图中1、钢珠； 2、尺架； 3、测砧； 4、测杆； 5、扳手； 6、扳手螺钉； 7、螺纹轴套； 8、卡箍； 9、刻度套管； 10、微分筒； 11、主螺杆； 12、定位螺钉； 13、制紧螺钉； 14、测力装置； 15、调节螺母；16、接头； 17、垫圈； 18、圆柱销。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述实施例一参见附图1、图3和图4，一种差动式外径千分尺，由测头、尺架2、差动测微装置、测力装置组成。测头由固定测砧3和活动测头构成，活动测头由测杆4的一端构成。测力装置为现有技术，这里不详细描述。差动测微装置主要由差动螺旋机构、刻度套管9和微分筒10组成。差动螺旋机构由主、从两副螺旋副串联叠加构成，主螺旋副的内螺纹构件为螺纹轴套7，螺纹轴套7作为固定件固定在刻度套管9内，主螺旋副的外螺纹构件为主螺杆11，主螺杆11为转动件，它通过一段锥面和接头与微分筒10固定连接，主螺杆11的一端设有孔，孔中设有从螺旋副的内螺纹，该内螺纹与从螺旋副中的测杆4配合。测杆4表面轴向设有滑槽，该滑槽经定位螺钉12定位后，只能沿轴向位移，而不能转动。主、从两副螺旋副的螺纹旋向相同，主螺旋副的螺距为0.5mm，从螺旋副的螺距为0.4mm。与主螺杆11固定连接的微分筒10圆周上刻50个分度，微分筒10旋转一个刻度时其测杆4的轴向位移为(0.5-0.4)/50＝0.002mm。此即差动微米读数值。
实施例二参见附图1和图5，一种差动式测微头，由测头、差动测微装置、测力装置组成。测头由测杆4的一端构成。测力装置为现有技术，这里不详细描述。差动测微装置主要由差动螺旋机构、刻度套管9和微分筒10组成。差动螺旋机构由主、从两副螺旋副串联叠加构成，主螺旋副的内螺纹构件为螺纹轴套7，螺纹轴套7作为固定件固定在刻度套管9内，主螺旋副的外螺纹构件为主螺杆11，主螺杆11为转动件，它通过一段锥面、接头16和垫圈17与微分筒10固定连接，主螺杆11的一端设有孔，孔中设有从螺旋副的内螺纹，该内螺纹与从螺旋副中的测杆4配合。测杆4表面轴向设有滑槽，该滑槽经定位螺钉12定位后，只能沿轴向位移，而不能转动。该滑槽中还固定有一个圆柱销18，此圆柱销18的作用是轴向限位。主、从两副螺旋副的螺纹旋向相同，主螺旋副的螺距为0.5mm，从螺旋副的螺距为0.4mm。与主螺杆11固定连接的微分筒10圆周上刻50个分度，微分筒10旋转一个刻度时其测杆4的轴向位移为(0.5-0.4)/50＝0.002mm。此即差动微米读数值。
权利要求1.一种差动测微结构，其旋转进给机构由螺旋机构构成，其特征在于所述螺旋机构由主、从两副螺旋副串联叠加成差动螺旋机构，主、从两副螺旋副的螺纹旋向相同，且主螺旋副的螺距大于从螺旋副的螺距。
2.根据权利要求1所述的差动测微结构，其特征在于所述主、从两副螺旋副串联叠加为主螺旋副的内螺纹构件固定，外螺纹构件作为旋转体并与从螺旋副的内螺纹构件固定连接，以此构成差动螺旋机构。
3.根据权利要求2所述的差动测微结构，其特征在于所述主螺旋副中的主螺杆一端设有孔，孔中设有从螺旋副的内螺纹，该内螺纹与从螺旋副中的从螺杆配合，从螺杆的一端为测杆。
4.根据权利要求1所述的差动测微结构，其特征在于所述主、从两副螺旋副串联叠加为主螺旋副的内螺纹构件固定，外螺纹构件作为旋转体并与从螺旋副的外螺纹构件固定连接，以此构成差动螺旋机构。
5.根据权利要求4所述的差动测微结构，其特征在于所述主螺旋副中的主螺杆与从螺旋副中的从螺杆轴向固定，从螺杆与从螺旋副中的内螺纹配合，该内螺纹构件的一端为测杆。
专利摘要一种差动测微结构,其旋转进给机构由螺旋机构构成,其特征在于:所述螺旋机构由主、从两副螺旋副串联叠加成差动螺旋机构,主、从两副螺旋副的螺纹旋向相同,且主螺旋副的螺距大于从螺旋副的螺距。本方案利用差动螺旋机构直线差动位移的特点,缩小测杆轴向位移量L与主螺杆转动角φ的比例,然后在微分筒上细分,这样可以直接在刻度套管上读取毫米和丝米数,在微分筒上读取忽米和微米数,改变了传统利用游标来读取微米的原理。本实用新型构思巧妙,结构新颖,具有显著地技术进步,尤其是应用在微米千分尺和微米测微头等量具上获得了满意的读数效果。
文档编号G01B3/18GK2511939SQ0127255
公开日2002年9月18日 申请日期2001年11月27日 优先权日2001年11月27日
发明者李维国 申请人:马尔精密量仪(苏州)有限公司