专利名称：用于曲线导轨的滚轮机构的制作方法
技术领域：
本实用新型属于运动构件的支撑和导向装置技术领域，涉及一种用于曲线导轨的滚轮机构。
背景技术：
机器在运动时需要支撑和导向，滚轮就是实现这种功能的装备之一。如果在一些特殊场合，机器工作时，要求整个设备本身在一个大范围内、连续的任意曲线形状的轨道上作移动，首先要将设备相对于机架支撑起来，后沿着一定的轨迹进行移动，这就要求对机器要有可靠的支撑部件和正确的导向装置。当机器运动精度要求高时，就需要支撑部件有较好的结构性能以满足支撑强度与定位的准确性。一般的滚轮轮体的工作面是对称结构，将 滚轮安装在形状一定的导轨上，实现对设备的导向。在滚轮运动过程中，当要求滚轮的轨道形状为连续的任意曲线形状时(包括曲率半径的变化、布置方式的变化)，常规的滚轮是没法给机器实现正确的导向和支撑的。现有的滚轮，其轮体工作面对称，还会导致导轨的加工困难。
发明内容本实用新型的目的是提供一种用于曲线导轨的滚轮机构，以克服在轨道形状为连续任意曲线形状时，现有的滚轮无法给机器正确导向和可靠支撑的问题。本实用新型所采用的技术方案为，用于曲线导轨的滚轮机构，包括滚轮轴及套在滚轮轴上的轮体，轮体为回转体，轮体上设置有一圈凹槽，该凹槽的中轴线与轮体的中轴线同轴；凹槽由A面、C面及连接A面和C面的B面组成，A面为水平环形，A面与轮体中轴线垂直，B面与轮体中轴线平行，C面为倾斜环形，C面与B面之间的夹角为α，90° <α<180°。其中，夹角α为135。。其中，轮体套在滚轮轴的轴肩与锁紧螺母之间，锁紧螺母套在滚轮轴端部；轮体上表面与滚轮轴轴肩之间的滚轮轴上套有第一推力滚针轴承，轮体下表面与锁紧螺母之间的滚轮轴上套有第二推力滚针轴承；轮体与滚轮轴之间设置有无内圈滚针轴承。其中，轮体套在滚轮轴的轴肩与锁紧螺母之间，锁紧螺母套在滚轮轴端部；轮体上表面与滚轮轴轴肩之间的滚轮轴上依次套有第一推力滚针轴承和第一推力轴承垫圈，轮体下表面与锁紧螺母之间的滚轮轴上依次套有第二推力滚针轴承和第二推力轴承垫圈；轮体与滚轮轴之间设置有无内圈滚针轴承。本实用新型的有益效果是，在运动的过程中，随着滚轮机构工况的不断改变，与轮体轴线垂直的工作面A面有较好的止推作用，以防止机器与曲线导轨之间脱离或倾斜；而与轮体轴线呈倾斜夹角的工作面C面能使得轮体与曲线导轨的结合部位成楔形，能使轮体与导轨始终贴紧，这样就能实现机器在大范围的、连续的任意曲线形状的导轨上运动时的可靠支撑与正确导向。并且，轮体的结构能使相应的曲线导轨加工起来更加简单。
图I是本实用新型轮体的结构示意图；图2是本实用新型滚轮机构的结构示意图；图3是本实用新型滚轮机构嵌在曲线导轨上的结构示意图。图中，I.滚轮轴，2.轮体，3.凹槽，4. A面，5. B面，6. C面，7.锁紧螺母，8.第一推力滚针轴承，9.第二推力滚针轴承，10.无内圈滚针轴承，IL第一推力轴承垫圈，12.第二推力轴承垫圈，13.曲线导轨。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型进行详细说明。本实用新型提供一种用于曲线导轨的滚轮机构，包括滚轮轴I及套在滚轮轴I上的轮体2，如图I所示，轮体2为回转体，轮体2上设置有一圈凹槽3，该凹槽3的中轴线与轮体2的中轴线同轴；凹槽3由A面4、C面6及连接A面4和C面6的B面5组成，A面4为水平环形，A面4与轮体2中轴线垂直，B面5与轮体2中轴线平行，C面6为倾斜环形，C面6与B面5之间的夹角为α，90° <α〈180°，α最佳为135°。如图2所示，轮体2套在滚轮轴I的轴肩与锁紧螺母7之间，锁紧螺母7套在滚轮轴I端部；轮体2上表面与滚轮轴I轴肩之间的滚轮轴I上套有第一推力滚针轴承8，通常情况下，还会在第一推力滚针轴承8与滚轮轴I轴肩之间再设置有第一推力轴承垫圈11，轮体2下表面与锁紧螺母7之间的滚轮轴I上套有第二推力滚针轴承9，通常情况下，还会在第二推力滚针轴承9与锁紧螺母7之间再设置有第二推力轴承垫圈12 ;轮体2与滚轮轴I之间设置有无内圈滚针轴承10。如图3所示，滚轮机构的轮体2嵌在曲线导轨13的滑动边缘上，轮体2的工作面为A面和C面，工作时，轮体2的A面和C面与曲线导轨13的滑动边缘贴合，轮体2的两个工作面与曲线导轨13的结合部位为成楔形，这样能使的轮体2与曲线导轨13始终贴紧。本实用新型实现了滚轮机构的一体式结构设计，可以整体拆装。在工作过程中，曲线导轨13是固定的，通过传动装置滚轮机构沿着曲线导轨13运动。整个滚轮机构沿着曲线导轨13移动，轮体2绕自身轴线转动。由于在工作过程中，滚轮机构要支撑整个机器，则滚轮机构上的载荷比较大；而机器要边运动，边工作，此时的滚轮机构移动速度不能太高，在运动过程中，滚轮机构还要承受一定的冲击载荷；同时，为了减小轮体2的径向尺寸，轮体2的支撑件选用的是滚针轴承，如图2所示，无内圈滚针轴承10用来承受径向力，第一推力滚针轴承8和第二推力滚针轴承9用来承受轴向力。利用无内圈滚针轴承10和推力滚针轴承这两种轴承作为支撑配置，轮体2能够获得准确的轴向定位，这样能使机器相对于曲线导轨13有精确的位置，以便于机器完成精确的加工工作。机器在运转过程中，由于机器的自身重量和工作时所产生的动载荷，最终都由滚轮机构来承受，要使机器运动过程中和曲线导轨13保持特定的位置关系，就要求轮体2的工作表面始终要和曲线导轨13贴合，否则，就会使得机器与曲线导轨13之间产生倾斜或者脱离。而在曲线导轨13形状(包括曲率半径变化、布置方式变化)变化较大情况下，滚轮机构的受力是很复杂的。为了较好的实现在各种工况下，轮体2的工作面与曲线导轨13的滑动边缘贴合，将轮体2的两个工作面设计成不对称结构，一个工作面(Α面)与轮体2轴线垂直，另一个工作面(c面)与轮体2轴线倾斜设置，如图3所示。这样，轮体2在各种工况下，A面4能对轮体2起到止推作用，而楔形的结合部能使轮体2始终和曲线导轨13贴合，这样轮体2能较好的对机器实现支撑和导向；同时，这种工作面不对称的轮体2能使相应的曲线导轨13加工起来更加简单。滚轮机构要随着机器一起运动，为了实现滚轮机构的功能，又要减少运动件的重量，从而减少所需动力。滚轮轴I采用铝合金材料，以增强滚轮机构的强度和刚度；而轮体2材料选用POM塑料，一是可以减少重量，二是具有较好的自润滑性和耐磨性。
权利要求1.用于曲线导轨的滚轮机构，包括滚轮轴(I)及套在滚轮轴(I)上的轮体(2)，其特征在于所述轮体(2)为回转体，轮体(2)上设置有一圈凹槽(3)，该凹槽(3)的中轴线与轮体(2)的中轴线同轴；所述凹槽(3)由A面(4)、C面(6)及连接A面(4)和C面(6)的B面(5)组成，A面(4)为水平环形，A面(4)与轮体(2)中轴线垂直，B面(5)与轮体(2)中轴线平行，C面(6)为倾斜环形，C面(6)与B面(5)之间的夹角为α，90° <α <180°。
2.根据权利要求I所述用于曲线导轨的滚轮机构，其特征在于所述夹角α为135°。
3.根据权利要求I所述用于曲线导轨的滚轮机构，其特征在于所述轮体(2)套在滚轮轴(I)的轴肩与锁紧螺母(7 )之间，锁紧螺母(7 )套在滚轮轴(I)端部；轮体(2 )上表面与滚轮轴(I)轴肩之间的滚轮轴(I)上套有第一推力滚针轴承(8)，轮体(2)下表面与锁紧螺母(7)之间的滚轮轴(I)上套有第二推力滚针轴承(9);轮体(2)与滚轮轴(I)之间设置有无内圈滚针轴承(10)。
4.根据权利要求I所述用于曲线导轨的滚轮机构，其特征在于所述轮体(2)套在滚轮轴(I)的轴肩与锁紧螺母(7 )之间，锁紧螺母(7 )套在滚轮轴(I)端部；轮体(2 )上表面与滚轮轴(I)轴肩之间的滚轮轴(I)上依次套有第一推力滚针轴承(8)和第一推力轴承垫圈(11)，轮体(2)下表面与锁紧螺母(7)之间的滚轮轴(I)上依次套有第二推力滚针轴承(9)和第二推力轴承垫圈(12);轮体(2)与滚轮轴(I)之间设置有无内圈滚针轴承(10)。
专利摘要本实用新型提供一种用于曲线导轨的滚轮机构，包括滚轮轴及套在滚轮轴上的轮体，轮体为回转体，轮体上设置有一圈凹槽，该凹槽的中轴线与轮体的中轴线同轴；凹槽由A面、C面及连接A面和C面的B面组成，A面为水平环形，A面与轮体中轴线垂直，B面与轮体中轴线平行，C面为倾斜环形，C面与B面之间的夹角为α，90°＜α＜180°。本实用新型的有益效果是，在运动的过程中，随着滚轮机构工况的不断改变，工作面A面有较好的止推作用，以防止机器与曲线导轨之间脱离或倾斜；工作面C面能使得轮体与曲线导轨的结合部位成楔形，能使轮体与导轨始终贴紧，这样就能实现机器在大范围的、连续的任意曲线形状的导轨上运动时的可靠支撑与正确导向。
文档编号F16C13/00GK202673998SQ201220270369
公开日2013年1月16日 申请日期2012年6月8日 优先权日2012年6月8日
发明者何亚银, 李志峰, 彭玉海, 侯红玲, 张昌明 申请人:陕西理工学院