专利名称：一种力偶传递装置及驱动轴固定旋转系统的制作方法
技术领域：
本发明关于驱动轴类零件旋转技术，特别是关于驱动轴旋转的力偶传递技术，具体地讲是一种力偶传递装置及驱动轴固定旋转系统。
背景技术：
如图1所示，为现有技术的驱动轴类零件旋转装置。其中，轴106由顶尖101和顶尖107装卡，实现轴向定位。轴106与夹环105通过紧定螺钉104来保持轴106与夹环105 之间的相对固定(如图2所示)。拨杆103固定安装在驱动轮102上。驱动轮102做主动旋转。拨杆103拨动紧定螺钉104旋转。这样驱动轮102的旋转运动就通过拨杆103和紧定螺钉104的相互作用传递给轴106，带动轴106旋转。但是，在一些要求传动稳定性很高的情况下，图1所示的驱动轴类零件旋转装置中的力传递装置(如夹环105)则无法满足使用要求。例如，在高精度数控外圆磨床上使用时，由于驱动工件旋转的力只有一个F (如拨杆103拨动紧定螺钉104旋转)，那么这个 F分解到水平和垂直方向的分力不同，是一个交变力。那么在磨外圆的过程中，工件在交变力的作用下会导致顶尖交变的变形；如果顶尖是力传感器，就会导致力传感器的输出失真。 会影响到精密磨削外圆的表面质量或者是力的测量精度。
发明内容
本发明实施例提供了一种力偶传递装置及驱动轴固定旋转系统，以解决驱动轴旋转中的传动稳定性的问题。本发明的目的之一是，提供一种力偶传递装置，该装置包括夹环、紧定螺钉、和一对相互耦合的拨叉；夹环具有至少一个紧定螺钉孔，用于插入紧定螺钉；拨叉连接机构， 用于将一对相互耦合的拨叉与夹环相连接。夹环的环壁上设置有两个相互对称的紧定螺钉孔，每个紧定螺钉孔插入一个紧定螺钉，用于固定插入所述夹环中的轴。拨叉连接机构包括两个销轴和对称的设置在所述夹环的环面上的两个销轴孔； 一对相互耦合的拨叉上各设置一个销轴孔；每个销轴插入一个拨叉的销轴孔和环面上的一个销轴孔将拨叉与夹环相连接。一对相互耦合的拨叉中的每一个拨叉包括拨叉柄，用于接受垂直于拨叉柄的外力；耦合圆弧面，用于与另一拨叉的耦合平面相耦合；耦合平面，用于与另一拨叉的耦合圆弧面相耦合。一对相互耦合的拨叉包括一个圆弧面拨叉和一个平面拨叉；圆弧面拨叉包括 拨叉柄，用于接受垂直于拨叉柄的外力；两个耦合圆弧面，分别与平面拨叉的两个耦合平面相耦合；平面拨叉包括拨叉柄，用于接受垂直于拨叉柄的外力；两个耦合平面，分别与圆弧面拨叉的两个耦合圆弧面相耦合。本发明的目的之一是，提供一种驱动轴固定旋转系统，该系统包括两个顶尖，用于装卡轴、驱动轮和力偶传递装置；驱动轮包括对称的设置于所述驱动轮上的两个拨杆； 力偶传递装置包括夹环、紧定螺钉、和一对相互耦合的拨叉；夹环具有至少一个紧定螺钉孔，用于插入紧定螺钉；拨叉连接机构，用于将一对相互耦合的拨叉与所述夹环相连接； 拨叉具有拨叉柄，用于接受拨杆施加的垂直于所述拨叉柄的作用力；两个拨杆向各自对应的两个拨叉柄施加的作用力方向相反。本发明的有益效果在于本发明实施例使轴在力偶的作用下旋转。由于力偶是由大小相等、方向相反但不共线的两个平行力组成的力系，并且力偶是一种只有合转矩，没有合力的力系统，因此，当力偶作用于驱动轴时，能够使驱动轴完全不呈现任何平移运动，只呈现纯旋转运动。提高了传动稳定性。减小了顶尖的变形，如果顶尖是力传感器，就会提高力传感器的输出精度，从而提高精密磨削外圆的表面质量或者是力的测量精度。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为现有技术的驱动轴类零件旋转装置结构示意图；图2为现有技术的驱动轴类零件旋转装置的夹环结构示意图；图3为本发明实施例驱动轴固定旋转系统结构示意图；图4为本发明实施例力偶原理图；图fe为本发明实施例力偶传递装置结构示意图；图恥为本发明实施例力偶传递装置A-A剖面图；图6为本发明实施例力偶传递装置的夹环结构示意图；图7为本发明实施例力偶传递装置的一对相互耦合的拨叉结构示意图；图8为本发明实施例的一拨叉结构示意图；图9为本发明实施例的一拨叉的耦合圆弧面和耦合平面结构示意图；图10为本发明实施例力偶传递装置的一对相互耦合拨叉的扩展方案的结构示意图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。如图3所示，本实施例的驱动轴固定旋转系统包括两个死顶尖(101，107)，用于装卡轴106，驱动轮102和力偶传递装置200。驱动轮102包括对称的设置于所述驱动轮上的两个拨杆(103a, 103b) 0如图如和图釙所示，力偶传递装置200包括夹环201、紧定螺钉Q013a，201 )、 和一对相互耦合的拨叉O02a，202b)。
如6所示，夹环201具有至少一个紧定螺钉孔2011a，用于插入紧定螺钉2013a。 在本实施例中，选择在夹环201的环壁上设置两个相互对称的紧定螺钉孔(2011a，2011b)， 紧定螺钉(2013a，2013b)孔插入紧定螺钉孔QOlla，2011b)，用于固定插入夹环201中的轴 106。如7所示，拨叉20 具有销轴孔2021a，拨叉202b具有销轴孔2021b。拨叉20 的拨叉柄，用于接受拨杆103a施加的垂直于该拨叉柄的作用力F1，拨叉202b的拨叉柄，用于接受拨杆10 施加的垂直于该拨叉柄的作用力F2，作用力Fl与作用力F2方向相反。夹环201的拨叉连接机构，用于将相互耦合的拨叉Q02a，202b)与夹环201相连接。如图fe和图恥和图6所示，拨叉连接机构包括两个销轴(2014a，2014b)和对称的设置在夹环201的环面上的两个销轴孔001加，201沘)；相互耦合的拨叉(20h，202b)上各设置一个销轴孔(2021a, 2021b)；销轴201 插入拨叉的销轴孔2021a和环面上的销轴孔2012a，销轴2014b插入拨叉的销轴孔2021b和环面上的销轴孔2012b，将拨叉Q02a，2(^b)与夹环201相连接。如图8和图9所示，拨叉20 包括耦合圆弧面202 和耦合平面2023a ；拨叉 202b也包括耦合圆弧面和耦合平面2023b。拨叉20 的耦合圆弧面202 用于与拨叉202b的耦合平面202 相耦合；拨叉 202a的耦合平面2023a，用于与拨叉202b的耦合圆弧面相耦合。如图10所示，相互耦合的拨叉(30h，302b)为拨叉的扩展方案。拨叉(30h，302b) 包括一个圆弧面拨叉30 和一个平面拨叉302b ；圆弧面拨叉30 包括拨叉柄，用于接受拨杆施加的垂直于拨叉柄的作用力；两个耦合圆弧面(302 , 3022b)，分别与平面拨叉302b的两个耦合平面(3023a，3023b)相耦合。平面拨叉302b包括拨叉柄，用于接受拨杆施加的垂直于拨叉柄的作用力；两个耦合平面(3023a，302 )，分别与圆弧面拨叉30 的两个耦合圆弧面(3022a，3022b)相耦合。拨叉30 具有销轴孔3021a，拨叉302b具有销轴孔3021b。实施例在本实施例的力偶传递装置及驱动轴固定旋转系统中，其主要的工作原理是使轴在力偶的作用下旋转。力偶是由大小相等，方向相反但不共线的两个平行力组成的力系。力偶是一种只有合转矩，没有合力的力系统。因此，它又称为纯转矩。力偶作用于物体，能够使物体完全不呈现任何平移运动，只呈现纯旋转运动，如图4所示。如图5a、图恥、图6和图7所示，力偶传递装置由夹环201和拨叉202两部分组成。紧定螺钉2013a和101 通过螺纹连接在夹环201上，所起作用为固定夹环201与轴 106之间相对位置使其不会发生转动。销轴201 和1014b起到连接夹环201和拨叉202 的作用。使用方法如图3所示，死顶尖101和1077将轴106轴向固定。紧定螺钉2013a和 1013b将轴106与力偶传递装置200固定，要求驱动轮102上与拨杆103a对称位置固定安装一个拨杆10北。驱动轮102旋转，在拨杆103a和拨杆10 上就会产生一对力偶。通过拨杆103a和拨杆10 将力偶作用于力偶传递装置200。因此轴106就会在力偶的作用下旋转。从驱动轮102上输出的为由一对大小相等，方向相反的力Fl、F2所组成的力偶。 本发明的优点在于能够把这个力偶完整的传递给轴106。
如图5a、图恥所示，在工作过程中，如果拨杆103a与拨叉20 相接处，那么在力F 的作用下，拨叉20 会以销轴201 为支点，顺时针做一个微小量的旋转。这样，拨叉20 的圆弧面202 与平面2023a就会与拨叉202b相对应的平面202 和圆弧面发生相对滑动。这两组面之间的作用力会使拨叉202b以销轴2014b为支点做逆时针运动。拨叉202b 就会与拨杆10 保持接触。拨杆10 上的作用力F就会传递给拨叉202b。从而使两拨叉时刻都能保持驱动轮102上传递给它们的力F1、F2大小相等，方向相反，也就是保证了驱动力是力偶。并且这个力偶的旋转中心通过顶尖轴线，因此也不会对顶尖造成任何外在力的干扰。通过本实施例的力偶传递装置200，完成了驱动轮102上的力偶完整的传递给轴106 的过程。图10是实施例的力偶传递装置200的拨叉的延伸结构或替代方案，其工作原理与图7所示的拨叉相同。本发明实施例中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式
及应用范围和材料上均会有改变之处， 综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
权利要求
1.一种力偶传递装置，其特征是，所述的装置包括夹环、紧定螺钉、和一对相互耦合的拨叉；所述的夹环具有至少一个紧定螺钉孔，用于插入所述的紧定螺钉； 拨叉连接机构，用于将所述的一对相互耦合的拨叉与所述夹环相连接。
2.根据权利要求1所述的力偶传递装置，其特征是，所述夹环的环壁上设置有两个相互对称的紧定螺钉孔，每个紧定螺钉孔插入一个紧定螺钉，用于固定插入所述夹环中的轴。
3.根据权利要求1所述的力偶传递装置，其特征是，所述的拨叉连接机构包括两个销轴和对称的设置在所述夹环的环面上的两个销轴孔；所述的一对相互耦合的拨叉上各设置一个销轴孔；每个销轴插入一个拨叉的销轴孔和环面上的一个销轴孔将所述的拨叉与夹环相连接。
4.根据权利要求3所述的力偶传递装置，其特征是，所述的一对相互耦合的拨叉中的每一个拨叉包括拨叉柄，用于接受垂直于所述拨叉柄的外力； 耦合圆弧面，用于与另一拨叉的耦合平面相耦合； 耦合平面，用于与另一拨叉的耦合圆弧面相耦合。
5.根据权利要求3所述的力偶传递装置，其特征是，所述的一对相互耦合的拨叉包括 一个圆弧面拨叉和一个平面拨叉；所述的圆弧面拨叉包括拨叉柄，用于接受垂直于所述拨叉柄的外力；两个耦合圆弧面，分别与所述平面拨叉的两个耦合平面相耦合；所述的平面拨叉包括拨叉柄，用于接受垂直于所述拨叉柄的外力；两个耦合平面，分别与所述圆弧面拨叉的两个耦合圆弧面相耦合。
6.一种驱动轴固定旋转系统，所述的系统包括两个顶尖，用于装卡轴；其特征是，所述的系统包括驱动轮和力偶传递装置；所述的驱动轮包括对称的设置于所述驱动轮上的两个拨杆； 所述的力偶传递装置包括夹环、紧定螺钉、和一对相互耦合的拨叉； 所述的夹环具有至少一个紧定螺钉孔，用于插入所述的紧定螺钉； 拨叉连接机构，用于将所述的一对相互耦合的拨叉与所述夹环相连接； 所述的拨叉具有拨叉柄，用于接受所述的拨杆施加的垂直于所述拨叉柄的作用力； 两个拨杆向各自对应的两个拨叉柄施加的作用力方向相反。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征是，所述夹环的环壁上设置有两个相互对称的紧定螺钉孔，每个紧定螺钉孔插入一个紧定螺钉，用于固定插入所述夹环中的轴。
8.根据权利要求6所述的系统，其特征是，所述的拨叉连接机构包括两个销轴和对称的设置在所述夹环的环面上的两个销轴孔；所述的一对相互耦合的拨叉上各设置一个销轴孔；每个销轴插入一个拨叉的销轴孔和环面上的一个销轴孔将所述的拨叉与夹环相连接。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征是，所述的一对相互耦合的拨叉中的每一个拨叉包括耦合圆弧面，用于与另一拨叉的耦合平面相耦合； 耦合平面，用于与另一拨叉的耦合圆弧面相耦合。
10.根据权利要求8所述的系统，其特征是，所述的一对相互耦合的拨叉包括一个圆弧面拨叉和一个平面拨叉；所述的圆弧面拨叉包括拨叉柄，用于接受所述的拨杆施加的垂直于所述拨叉柄的作用力； 两个耦合圆弧面，分别与所述平面拨叉的两个耦合平面相耦合； 所述的平面拨叉包括拨叉柄，用于接受所述的拨杆施加的垂直于所述拨叉柄的作用力； 两个耦合平面，分别与所述圆弧面拨叉的两个耦合圆弧面相耦合。
全文摘要
本发明提供了一种力偶传递装置及驱动轴固定旋转系统，该装置包括夹环、紧定螺钉、和一对相互耦合的拨叉；夹环具有至少一个紧定螺钉孔，用于插入紧定螺钉；拨叉连接机构，用于将一对相互耦合的拨叉与夹环相连接。以解决驱动轴旋转中的传动稳定性的问题。
文档编号F16H21/48GK102562832SQ20101059768
公开日2012年7月11日 申请日期2010年12月20日 优先权日2010年12月20日
发明者丁庆新, 刘智, 张秀兰, 李伟华, 穆东辉, 赵宏林 申请人:中国石油大学(北京), 北京第二机床厂有限公司