一种精密直线运动装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种精密直线运动装置，其特征在于：包括滚子架、滚子、凸轮和凸轮轴，滚子在滚子架上设有左右两排，左排滚子和右排滚子分别以直线方式等间距设置，左排滚子的间距与右排滚子的间距相同，左右排滚子在前后方向上错开一定距离；凸轮包括左凸轮和右凸轮，左凸轮和右凸轮的凸轮曲线相同，左凸轮和右凸轮在同一凸轮轴上安装并在周向方向上错开180°角，左凸轮与左排滚子对应，右凸轮与右排滚子对应，左右凸轮通过与滚子接触推动滚子架作前后直线运动。本发明应用于机械设备的直线运动场合，具有传动无间隙、传动精度高、负载重、使用寿命长、修理方便等优点。
【专利说明】一种精密直线运动装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种在机械设备直线运动场合中应用的精密直线运动装置。
【背景技术】
[0002]在很多机械设备中要应用到直线运动，目前精度最高的是采用滚珠丝杆螺母结构，螺母固定在活动台板的底部，当滚珠丝杆由电机驱动进行转动时，带动螺母进而带动活动台板沿工作导轨作前后直线运动。虽然滚珠丝杆与螺母间的轴向间隙很小，但还是不可避免存在传动间隙，传动精度也不能达到最高要求，另外，滚珠丝杆螺母结构不能承受较大负载，而且较易磨损，使用寿命不是很长，修理更换也是麻烦。
【发明内容】
[0003]鉴于现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是在于提供一种应用于机械设备直线运动场合，具有传动无间隙、传动精度高、负载重、使用寿命长、修理方便等优点的精密直线运动装置。
[0004]为解决上述技术问题，本发明可采取如下两种技术方案来实施:
第一种技术方案:一种精密直线运动装置，其特征在于:包括滚子架、滚子、凸轮和凸轮轴，滚子在滚子架上设有左右两排，左排滚子和右排滚子分别以直线方式等间距设置，左排滚子的间距与右排滚子的间距相同，左右排滚子在前后方向上错开一定距离；凸轮包括左凸轮和右凸轮，左凸轮和右凸轮的凸轮曲线相同，左凸轮和右凸轮在同一凸轮轴上安装并在周向方向上错开180°角，左凸轮与左排滚子对应，右凸轮与右排滚子对应，左右凸轮通过与滚子接触推动滚子架作前后直线运动，左右凸轮推动滚子架向前运动时滚子与凸轮的接触面为滚子正向面，左右凸轮推动滚子架向后运动时滚子与凸轮的接触面为滚子反向面；当左凸轮与左排滚子的正向面接触时，右凸轮与右排滚子的反向面接触，当左凸轮与左排滚子的反向面接触时，右凸轮与右排滚子的正向面接触，当左凸轮与左排滚子的顶点接触时，右凸轮与右排两相邻滚子的正向面和反向面同时接触，当右凸轮与右排滚子的顶点接触时，左凸轮与左排两相邻滚子的正向面和反向面同时接触。
[0005]第二种技术方案:一种精密直线运动装置，其特征在于:包括滚子架、滚子、凸轮和凸轮轴，滚子在滚子架上以直线方式等间距设置，凸轮包括前凸轮和后凸轮，前凸轮和后凸轮的凸轮曲线相同，前凸轮和后凸轮在周向方向上错开180°角，前凸轮安装在前凸轮轴上，后凸轮安装在后凸轮轴上，前后凸轮轴的转向相同，前后凸轮通过与滚子接触推动滚子架作前后直线运动，前后凸轮推动滚子架向前运动时滚子与凸轮的接触面为滚子正向面，前后凸轮推动滚子架向后运动时滚子与凸轮的接触面为滚子反向面；当前凸轮与滚子的正向面接触时，后凸轮与滚子的反向面接触，当前凸轮与滚子的反向面接触时，后凸轮与滚子的正向面接触，当前凸轮与滚子的顶点接触时，后凸轮与两相邻滚子的正向面和反向面同时接触，当后凸轮与滚子的顶点接触时，前凸轮与两相邻滚子的正向面和反向面同时接触。
[0006]上述两种技术方案的精密直线运动装置，为全新结构，它应用于机械设备的直线运动场合，具有传动无间隙、传动精度高、负载重、使用寿命长、修理方便等优点。其工作原理是:凸轮转动一圈，凸轮通过与滚子接触推动滚子架运动一个滚子间距的直线距离；在凸轮反向(逆时针)转动时，始终有凸轮与滚子正向面接触作为推动轮推动滚子使滚子架向前作直线运动，同时有凸轮与滚子反向面接触作为靠背轮顶靠滚子防止滚子架作向后动作；反之在凸轮正向转动时，始终有凸轮与滚子反向面接触作为推动轮推动滚子使滚子架向后作直线运动，同时有凸轮与滚子正向面接触作为靠背轮顶靠滚子防止滚子架作向前动作。由于上述凸轮与滚子的接触过程为无间隙推动，而且凸轮易于实现高精度的加工，所以精密直线运动装置的传动精度高，另外有益效果是:1.由于采用凸轮推动滚子方式实现直线运动，所以能承受较大负载，2.凸轮与滚子之间为滚动接触，摩擦系数小，所以凸轮和滚子不易磨损，使用寿命长，可长期保持传动精度，如果真有磨损，只要更换滚子即可，修理非常方便。
[0007]【专利附图】
【附图说明】
本发明有如下附图:
图1为本发明第一种技术方案的结构图，
图2为图1的B-B视图，
图3为图1的A-A视图，
图4为图2中的凸轮反向转动后的视图，
图5为图3中的凸轮反向转动后的视图，
图6为本发明第二种技术方案的结构图，
图7为图6中的凸轮反向转动后的视图。
【具体实施方式】
[0008]附图表示了本发明的技术方案及其实施例，下面再结合附图进一步描述其实施例的各有关细节及其工作原理。
[0009]如图1-5所示，本发明第一种技术方案的精密直线运动装置，包括滚子架1、滚子、凸轮和凸轮轴6，滚子在滚子架I上设有左右两排，左排滚子2和右排滚子3分别以直线方式等间距设置，左排滚子2的间距与右排滚子3的间距相同，左右排滚子在前后方向上错开一定距离；凸轮包括左凸轮4和右凸轮5，左凸轮和右凸轮的凸轮曲线相同，左凸轮4和右凸轮5在同一凸轮轴6上安装并在周向方向上错开180°角，凸轮轴6由电机102驱动，左凸轮4与左排滚子2对应，右凸轮5与右排滚子3对应，左右凸轮通过与滚子接触推动滚子架I作前后直线运动，左右凸轮推动滚子架向前运动(图中箭头所指方向)时滚子与凸轮的接触面为滚子正向面(M区域)，左右凸轮推动滚子架向后运动时滚子与凸轮的接触面为滚子反向面(N区域);左右凸轮的设计凸轮曲线为:当左凸轮4与左排滚子2的正向面接触时，右凸轮5与右排滚子3的反向面接触，当左凸轮4与左排滚子2的反向面接触时，右凸轮5与右排滚子3的正向面接触，当左凸轮4与左排滚子2的顶点接触时，右凸轮5与右排两相邻滚子3的正向面和反向面同时接触，当右凸轮5与右排滚子3的顶点接触时，左凸轮4与左排两相邻滚子2的正向面和反向面同时接触。
[0010]第一种技术方案的精密直线运动装置是这样进行工作的:滚子架I固定在活动台板100的底部，活动台板100滑动设在工作导轨101上，当电机102驱动凸轮轴6反向转动，图2、3所示，左凸轮4与左排滚子2的正向面接触作为推动轮推动滚子架I作向前的直线运动(图中箭头所指方向)，此时右凸轮5与右排滚子3的反向面接触作为靠背轮防止滚子架I作向后动作；图4、5所示，当右凸轮5转到与右排滚子3的顶点接触时，左凸轮4与左排滚子2的正向面接触同时与左排另一个相邻滚子的反向面接触，此时左凸轮4既起推动作用又起靠背作用，而右凸轮5既不起推动作用也不起靠背作用；在上述的凸轮推动过程中，始终有凸轮与滚子正向面接触推动滚子架作向前的直线运动，同时有凸轮与滚子反向面接触防止滚子架作向后动作，左右凸轮交替起到推动轮和靠背轮的作用，实现了无间隙推动，来实现精密直线运动装置的高精度直线传动。
[0011]如图6、7所示，本发明第二种技术方案的精密直线运动装置，包括滚子架1、滚子7、凸轮和凸轮轴，滚子7在滚子架I上以直线方式等间距设置，凸轮包括前凸轮8和后凸轮9，前凸轮和后凸轮的凸轮曲线相同，前凸轮和后凸轮在周向方向上错开180°角，前凸轮8安装在前凸轮轴10上，后凸轮9安装在后凸轮轴11上，前后凸轮轴的转向转速相同由电机同步驱动，前后凸轮通过与滚子接触推动滚子架I作前后直线运动，前后凸轮推动滚子架向前运动时滚子与凸轮的接触面为滚子正向面(M区域)，前后凸轮推动滚子架向后运动时滚子与凸轮的接触面为滚子反向面(N区域);前后凸轮的设计凸轮曲线为:当前凸轮8与滚子7的正向面接触时，后凸轮9与滚子7的反向面接触，当前凸轮8与滚子7的反向面接触时，后凸轮9与滚子7的正向面接触，当前凸轮与滚子的顶点接触时，后凸轮与两相邻滚子的正向面和反向面同时接触，当后凸轮与滚子的顶点接触时，前凸轮与两相邻滚子的正向面和反向面同时接触。
[0012]第二种技术方案的精密直线运动装置是这样进行工作的:当电机驱动前后凸轮轴以相同转速反向转动，图6所示，前凸轮8与滚子7的正向面接触作为推动轮推动滚子架I作向前的直线运动(图中箭头所指方向)，此时后凸轮9与滚子7的反向面接触作为靠背轮防止滚子架作向后动作；图7所示，当后凸轮9转到与滚子7的顶点接触时，前凸轮8与滚子7的正向面接触同时与另一个相邻滚子的反向面接触,此时前凸轮8既起推动作用又起靠背作用，而后凸轮9既不起推动作用也不起靠背作用；在上述的凸轮推动过程中，始终有凸轮与滚子正向面接触推动滚子架作向前的直线运动，同时有凸轮与滚子反向面接触防止滚子架作向后动作，前后凸轮交替起到推动轮和靠背轮的作用，实现了无间隙推动，来实现精密直线运动装置的高精度直线传动。
【权利要求】
1.一种精密直线运动装置，其特征在于:包括滚子架、滚子、凸轮和凸轮轴，滚子在滚子架上设有左右两排，左排滚子和右排滚子分别以直线方式等间距设置，左排滚子的间距与右排滚子的间距相同，左右排滚子在前后方向上错开一定距离；凸轮包括左凸轮和右凸轮，左凸轮和右凸轮的凸轮曲线相同，左凸轮和右凸轮在同一凸轮轴上安装并在周向方向上错开180°角，左凸轮与左排滚子对应，右凸轮与右排滚子对应，左右凸轮通过与滚子接触推动滚子架作前后直线运动，左右凸轮推动滚子架向前运动时滚子与凸轮的接触面为滚子正向面，左右凸轮推动滚子架向后运动时滚子与凸轮的接触面为滚子反向面；当左凸轮与左排滚子的正向面接触时，右凸轮与右排滚子的反向面接触，当左凸轮与左排滚子的反向面接触时，右凸轮与右排滚子的正向面接触，当左凸轮与左排滚子的顶点接触时，右凸轮与右排两相邻滚子的正向面和反向面同时接触，当右凸轮与右排滚子的顶点接触时，左凸轮与左排两相邻滚子的正向面和反向面同时接触。
2.一种精密直线运动装置，其特征在于:包括滚子架、滚子、凸轮和凸轮轴，滚子在滚子架上以直线方式等间距设置，凸轮包括前凸轮和后凸轮，前凸轮和后凸轮的凸轮曲线相同，前凸轮和后凸轮在周向方向上错开180°角，前凸轮安装在前凸轮轴上，后凸轮安装在后凸轮轴上，前后凸轮轴的转向相同，前后凸轮通过与滚子接触推动滚子架作前后直线运动，前后凸轮推动滚子架向前运动时滚子与凸轮的接触面为滚子正向面，前后凸轮推动滚子架向后运动时滚子与凸轮的接触面为滚子反向面；当前凸轮与滚子的正向面接触时，后凸轮与滚子的反向面接触，当前凸轮与滚子的反向面接触时，后凸轮与滚子的正向面接触，当前凸轮与滚子的顶点接触时，后凸轮与两相邻滚子的正向面和反向面同时接触，当后凸轮与滚子的顶点接触时，前凸轮与两相邻滚子的正向面和反向面同时接触。
【文档编号】F16H37/12GK103591240SQ201310588730
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年11月21日 优先权日:2013年11月21日
【发明者】张展宏, 张璐 申请人:浙江宏华机械塑胶有限公司