旋轉(zhuǎn)光軸直線(xiàn)驅(qū)動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)和應(yīng)用

何賢紅

摘 要：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)此傳動(dòng)功能的裝置，如螺桿螺母?jìng)鲃?dòng)裝置、齒輪齒條傳動(dòng)裝置、凸輪頂桿裝置、曲柄滑塊裝置等在實(shí)際使用中的不足，創(chuàng)新設(shè)計(jì)了一種直接在光軸上將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)傳遞的裝置，該實(shí)用新型應(yīng)用于各種驅(qū)動(dòng)物體直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置的日常生產(chǎn)和生活設(shè)施中，如窗簾、門(mén)窗、移動(dòng)門(mén)等物件的往返驅(qū)動(dòng)等。

關(guān)鍵詞： 旋轉(zhuǎn)光軸 直線(xiàn)驅(qū)動(dòng) 實(shí)用新型

中圖分類(lèi)號(hào)：TH139 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2018）06（a）-0066-02

1 技術(shù)背景

眾所周知，目前驅(qū)動(dòng)裝置常用的動(dòng)力源是電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)的輸出動(dòng)力方式又以轉(zhuǎn)動(dòng)為主。其中以螺桿螺母?jìng)鲃?dòng)裝置使用最為廣泛，而螺桿螺母?jìng)鲃?dòng)裝置需要有帶螺紋的長(zhǎng)螺桿來(lái)實(shí)現(xiàn)。但螺母與螺桿的螺紋之間運(yùn)動(dòng)時(shí)，存在有滑動(dòng)摩擦阻力，雖然它們之間有潤(rùn)滑油改善，但無(wú)法完全消除滑動(dòng)摩擦損耗，因此傳輸效率并不高，最高效率不超過(guò)50%。同樣，用齒輪齒條傳動(dòng)也因存在采用螺紋傳動(dòng)，傳輸效率也不高。而采用凸輪頂桿裝置和曲柄滑塊裝置卻因其產(chǎn)生的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)行程短，大多只做短距離往復(fù)驅(qū)動(dòng)，使用范圍有限。

2 裝置的設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)所要解決的技術(shù)問(wèn)題是解決現(xiàn)有技術(shù)上存在的上述缺陷，提供一種直接在光軸上將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)傳遞的裝置。該裝置采用剛性接觸傳動(dòng)，既沒(méi)有摩擦輪，也沒(méi)有相對(duì)滑動(dòng)部位；理論上沒(méi)有滑動(dòng)摩擦損耗和機(jī)械摩損，節(jié)能，傳動(dòng)效率高。

技術(shù)方案如下（見(jiàn)圖1至圖5）：一種直接在光軸上將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)傳遞的裝置，由移動(dòng)座1、旋轉(zhuǎn)光滑軸2以及4個(gè)以上彼此間距地排列的驅(qū)動(dòng)軸承3所組成，移動(dòng)座1內(nèi)對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)軸承3數(shù)量分別設(shè)有相應(yīng)的軸承安裝槽4；所述驅(qū)動(dòng)軸承3的外圈上套有橡膠圈5，分別安裝在對(duì)應(yīng)的軸承安裝槽內(nèi)4；驅(qū)動(dòng)軸承3內(nèi)圈的軸安裝面6是圓環(huán)面，驅(qū)動(dòng)軸承3內(nèi)圈的最小直徑要大于旋轉(zhuǎn)光滑軸2的外徑；所述的旋轉(zhuǎn)光滑軸2依次穿過(guò)上述4個(gè)以上的驅(qū)動(dòng)軸承3的內(nèi)圈；從豎向看，所述4個(gè)以上的驅(qū)動(dòng)軸承3間的徑向平面在空間上相鄰，彼此不平行，但每?jī)蓚€(gè)之間徑向平面的夾角相等；從水平垂直旋轉(zhuǎn)光滑軸2方向看，所述4個(gè)以上的驅(qū)動(dòng)軸承的軸心均與旋轉(zhuǎn)光滑軸不同心，但每?jī)蓚€(gè)之間的驅(qū)動(dòng)軸承內(nèi)圈呈一上一下交叉地接觸旋轉(zhuǎn)光滑軸的表面，且之間產(chǎn)生一定的接觸壓力。所述的移動(dòng)座1是一個(gè)上、下兩半分開(kāi)的座體組合。

3 裝置的優(yōu)勢(shì)

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本裝置的明顯優(yōu)勢(shì)是：旋轉(zhuǎn)光滑軸與移動(dòng)座之間無(wú)摩擦傳動(dòng)，不用潤(rùn)滑油，光滑軸上不容易沾附粉塵，環(huán)境中的粉塵對(duì)本裝置影響不大，表面干凈，不會(huì)像螺桿一樣澆注潤(rùn)滑油污染環(huán)境，也不需要采用隔離罩等措施將旋轉(zhuǎn)光滑軸與外界隔離開(kāi)；該裝置由于采用驅(qū)動(dòng)軸承內(nèi)圈的軸安裝面是圓環(huán)面的特殊結(jié)構(gòu)，使驅(qū)動(dòng)軸承內(nèi)圈與旋轉(zhuǎn)光滑軸表面成剛性線(xiàn)接觸狀態(tài)，不產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)摩擦力，因此傳動(dòng)效率高；該裝置光滑軸加工工藝較簡(jiǎn)單，容易制造，各驅(qū)動(dòng)軸承內(nèi)圈與光滑軸表面之間是分別采用上下壓緊在光滑軸上的，各驅(qū)動(dòng)軸承內(nèi)圈的最小直徑只要大于旋轉(zhuǎn)光滑軸的外徑，不存在它們之間的配合問(wèn)題。與相同外徑的螺桿相比，光滑軸的剛性壁螺桿高，光滑軸還可做成中空軸，減輕光滑軸的自重，節(jié)省材料。與螺桿相比，光滑軸可做得很長(zhǎng)，因此本裝置可對(duì)物件比如窗簾、門(mén)窗、移動(dòng)門(mén)等進(jìn)行長(zhǎng)距離來(lái)回傳動(dòng)；本裝置的旋轉(zhuǎn)光滑軸與各驅(qū)動(dòng)軸承內(nèi)圈是依靠接觸壓力傳動(dòng)的，壓緊力通過(guò)外圈上套橡膠圈可調(diào)，所有的運(yùn)動(dòng)是純滾動(dòng)，且旋轉(zhuǎn)光滑軸不受其他徑向力影響，從而提高運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性和直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)重復(fù)定位的精度。

4 裝置的實(shí)際運(yùn)用

本裝置使用時(shí)，旋轉(zhuǎn)光軸作為主動(dòng)件由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，從而由驅(qū)動(dòng)軸承內(nèi)圈與光滑表面的接觸壓力帶動(dòng)移動(dòng)座內(nèi)的各驅(qū)動(dòng)軸承內(nèi)圈自轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)力作用在呈不平行徑向平面的驅(qū)動(dòng)軸承內(nèi)圈上形成向光滑軸一端前進(jìn)的分力，從而驅(qū)動(dòng)移動(dòng)座沿旋轉(zhuǎn)光滑軸向一端運(yùn)動(dòng)；當(dāng)電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)，同樣，旋轉(zhuǎn)力作用在呈不平行徑向平面的驅(qū)動(dòng)軸承內(nèi)圈上形成向光滑軸相反一端前進(jìn)的分力，從而驅(qū)動(dòng)移動(dòng)座沿旋轉(zhuǎn)光滑軸后運(yùn)動(dòng)。如本實(shí)用新型方式的窗簾自動(dòng)開(kāi)合器，將窗簾上端吊掛在移動(dòng)座上，通過(guò)該裝置的移動(dòng)座的往返直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)窗簾的自動(dòng)開(kāi)合。

參考文獻(xiàn)

[1] 楊可楨.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].高等教育出版社，1989.

[2] 楊文.金屬切削機(jī)床概論[M].合肥工業(yè)大學(xué)出版社，2003.

[3] 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì).機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2004.