万能测长仪方形测量轴的二级摩擦传动可开合超微动机构.pdf

1、(10)申请公布号 CN 104343915 A (43)申请公布日 2015.02.11 CN 104343915 A (21)申请号 201410551773.9 (22)申请日 2014.10.17 F16H 13/02(2006.01) (71)申请人 贵阳新天光电科技有限公司 地址 550018 贵州省贵阳市乌当区新光路 9 号 (72)发明人 胡清 彭卫建 周继明 孙正洪 (74)专利代理机构 贵阳东圣专利商标事务有限 公司 52002 代理人 于俊汉 (54) 发明名称 万能测长仪方形测量轴的二级摩擦传动可开 合超微动机构 (57) 摘要 本发明公开了一种万能测长仪方形测量轴的

2、二级摩擦传动可开合超微动机构， 该机构由摩擦 杆 （4） 和摩擦轮 （3） 实现减速摩擦传动 ； 利用摩擦 轮 （3） 的轴线与摩擦杆 （4） 的轴线在同一平面内， 但相互不垂直， 摩擦轮 （3） 的轴线与测量轴 （1） 的 平面不垂直， 使摩擦杆和摩擦轮轴端部球面接触 点偏离轴线 ； 当转动与摩擦杆 （4） 同轴的微动旋 钮 （7） 时， 摩擦杆端部球面接触点的线速度使摩 擦轮转动， 摩擦轮的转动再通过其轮轴端部球面 接触点， 将线速度传递给测量轴 （1） ， 使其产生直 线移动。 机构采用二级摩擦传动， 利用摩擦轮轴线 的小角度倾斜和球面非顶点接触摩擦方式， 获得 很高的降速传动比， 从而

3、实现测量轴的超微动效 果。摩擦接触采用弹性力压紧， 运动可靠， 无空行 程， 机构还具有可开合功能。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 (10)申请公布号 CN 104343915 A CN 104343915 A 1/1 页 2 1. 一种万能测长仪方形测量轴的二级摩擦传动可开合超微动机构， 由摩擦轮 （3） 和摩 擦杆 （4） 组成的二级摩擦传动机构、 由拉簧 （2） 和压簧 （5） 组成的加力机构以及由偏心旋钮 （6） 和转轴 （8） 组成的摩擦传动开

4、合机构三大部分组成， 其特征在于 ： 在摩擦杆 （4） 上安装 一对球轴承 A（9） ， 在摩擦轮 （3） 上安装一对球轴承 B（10） ， 作为摩擦杆 （4） 和摩檫轮 （3） 的轴套， 安装在转轴 （8） 上， 摩檫轮 （3） 的轴线与摩擦杆 （4） 的轴线在同一平面内， 但相互不 垂直， 摩檫轮 （3） 的轴线与测量轴 （1） 的平面不垂直， 使摩擦杆和摩擦轮轴端部球面半径 R1 和 R2 接触点偏离轴线， 摩擦轮直径 D 和轴线倾斜角 ， 在摩擦杆 （4） 上安装压簧 （5） 、 偏心 旋钮 （6） 和微动旋钮 （7） ， 在摩擦轮 （3） 一端的转轴 （8） 上安装拉簧 （2） 。

5、2. 根据权利要求 1 所述的一种万能测长仪方形测量轴的二级摩擦传动可开合超微动 机构， 其特征在于 ： 该机构由摩擦杆 （4） 和摩擦轮 （3） 实现减速摩擦传动 ； 利用摩擦轮 （3） 的轴线与摩擦杆 （4） 的轴线不垂直和摩擦轮 （3） 的轴线与测量轴 （1） 的平面不垂直， 使摩 擦杆和摩擦轮轴端部球面接触点偏离轴线 ； 当转动与摩擦杆 （4） 同轴的微动旋钮 （7） 时， 摩擦杆端部球面接触点的线速度使摩擦轮转动， 摩擦轮的转动再通过其轮轴端部球面接触 点， 将线速度传递给测量轴 （1） ， 使其产生直线移动。 3. 根据权利要求 1 所述的一种万能测长仪方形测量轴的二级摩擦传动可开

6、合超微动 机构， 其特征在于 ： 利用拉簧 （2） 和压簧 （5） 产生摩擦接触的正压力。 4. 根据权利要求 1 所述的一种万能测长仪方形测量轴的二级摩擦传动可开合超微动 机构， 其特征在于 ： 正或反方向转动偏心旋钮 （6） ， 可以使整套机构绕转轴 （8） 转动， 使摩擦 轮 （3） 的球形端与测量轴 （1） 接触或脱离接触。 权 利 要 求 书 CN 104343915 A 2 1/3 页 3 万能测长仪方形测量轴的二级摩擦传动可开合超微动机构 技术领域 0001 本发明涉及精密机械的运动驱动机构， 特别是一种万能测长仪方形测量轴的二级 摩擦传动可开合超微动机构。 背景技术 0002

7、万能测长仪是采用接触测量方式测量零件长度尺寸的精密测量仪器。 在进行某些 特种测量时， 需要使测量轴产生超微量直线运动。对其运动的要求是 ： 测量轴能获得步距为亚微米级的直线运动 ； 当运动方向改变时， 执行动作不得有空行程 ； 驱动力撤销后， 测量轴定位稳定 ； 该机构可以方便地与测量轴脱开和啮合。 0003 传统的万能测长仪采用的是圆柱形测量轴。 发明内容 0004 本发明采用二级摩擦传动。如图 1 所示 ： 摩擦杆 (4) 在压簧 (5) 的压力的作用下， 其球形端与摩擦轮 (3) 外圆紧密接触 ； 由于摩擦轮轴线不与摩擦杆轴线垂直， 二者接触点 偏离摩擦杆轴线， 当摩擦杆转动时， 其接

8、触点的线速度将带动摩擦轮 (3) 转动 ； 构成第一级 摩擦传动， 其传动比可按公式 (1) 计算 ： 式中 : n1摩擦杆转动圈数 ； n2摩擦轮转动圈数 ； R1摩擦杆端部球面半径， 单位为 mm ； 摩擦轮轴线倾斜角 ； D摩擦轮直径， 单位为 mm。 0005 如图 1 所示 ： 摩擦轮 (3) 在拉簧 (2) 的拉力的作用下， 其轮轴端部球面与测量轴 (1) 上的平面紧密接触 ； 由于摩擦轮轴线不与平面垂直， 其接触点偏离摩擦轮轴线， 当摩擦 轮 (3) 转动时， 接触点的线速度将带动测量轴 (1) 产生直线移动 （图示中， 移动方向垂直于 图面） ； 构成第二级摩擦传动， 其传动比

9、可按公式 (2) 计算 ： 式中 : 说 明 书 CN 104343915 A 3 2/3 页 4 V测量轴的直线移动量， 单位为 mm ； R2摩擦轮轴端部球面半径， 单位为 mm ； n2摩擦轮转动圈数 ； 摩擦轮轴线倾斜角。 0006 将公式 (1)、 (2) 合并， 得到二级摩擦传动总传动比， 如公式 (3) 所示 ： 式中 : V 测量轴移动量， 单位为 mm ； n1摩擦杆转动圈数 ； R1摩擦杆端部球面半径， 单位为 mm ； R2摩擦轮轴端部球面半径， 单位为 mm ； 摩擦轮轴线倾斜角 ； D摩擦轮直径， 单位为 mm。 0007 转动微动旋钮 (7)， 可以通过二级摩擦传动

10、使测量轴 （1） 直线移动。根据公式 (3) 可知， 当摩擦杆 (4) 转动圈数为n1时， 测量轴 (1) 的移动量为V。该机构采用摩擦轮轴线小 角度倾斜， 从而获得很高的降速传动比， 达到实现测量轴的超微动效果。由于一、 二级摩擦 传动均采用弹性力压紧， 接触可靠， 没有间隙， 当运动方向改变时， 执行动作不存在空行程 ； 在驱动力撤销后， 测量轴受摩擦力限制而静止， 定位稳定。 0008 如图1所示， 转动偏心旋钮(6)， 可以使整套机构绕转轴(8)转动， 使摩擦轮(3)的 球形端与测量轴 (1) 脱离接触， 这时， 测量轴可以自由运动， 不受摩擦机构限制。 0009 本发明的构成 ： 一

11、种万能测长仪方形测量轴的二级摩擦传动可开合超微动机构， 由摩擦轮和摩擦杆组成的二级摩擦传动机构、 由拉簧和压簧组成的加力机构以及由偏心旋 钮和转轴组成的摩擦传动开合机构三大部分组成， 其特征在于 ： 在摩擦杆上安装一对球轴 承 A， 在摩擦轮上安装一对球轴承 B， 作为摩擦杆和摩檫轮的轴套， 安装在转轴上， 摩檫轮的 轴线与摩擦杆的轴线在同一平面内， 但相互不垂直， 摩檫轮的轴线与测量轴的平面不垂直， 使摩擦杆和摩擦轮轴端部球面半径 R1 和 R2 接触点偏离轴线， 摩擦轮直径 D 和轴线倾斜角 ， 在摩擦杆上安装压簧、 偏心旋钮和微动旋钮， 在摩擦轮一端的转轴上安装拉簧。 0010 该机构由

12、摩擦杆和摩擦轮实现减速摩擦传动 ； 利用摩擦轮的轴线与摩擦杆的轴线 不垂直和摩擦轮的轴线与测量轴的平面不垂直， 使摩擦杆和摩擦轮轴端部球面接触点偏离 轴线 ； 当转动与摩擦杆同轴的微动旋钮时， 摩擦杆端部球面接触点的线速度使摩擦轮转动， 摩擦轮的转动再通过其轮轴端部球面接触点， 将线速度传递给测量轴， 使其产生直线移动。 0011 利用拉簧和压簧产生摩擦接触的正压力。 0012 正或反方向转动偏心旋钮， 可以使整套机构绕转轴转动， 使摩擦轮的球形端与测 量轴接触或脱离接触。 0013 与现有技术比较， 本发明采用二级摩擦轮传动， 利用摩擦轮轴线的小角度倾斜和 球面非顶点接触摩擦方式， 获得很高

13、的降速传动比， 从而实现测量轴的超微动效果， 摩擦接 说 明 书 CN 104343915 A 4 3/3 页 5 触采用弹性力压紧， 运动可靠， 无空行程， 机构还具有可开合功能， 必要时， 测量轴可以与摩 擦传动机构脱开， 并自由运动。 附图说明 0014 图 1 是本发明结构示意图。 0015 图中， 1. 测量轴， 2. 拉簧， 3. 摩擦轮， 4. 摩擦杆， 5. 压簧， 6. 偏心旋钮， 7. 微动旋 钮， 8. 转轴， 9. 球轴承 A， 10. 球轴承 B。 具体实施方式 0016 如图 1 所示， 设计时， 根据所要达到超微动的精细程度， 选择摩擦杆 4 和摩擦轮 3 轴端部

14、的球面半径R1和R2、 摩擦轮直径D和轴线倾斜角 ； 适当地选择拉簧 2 和压簧 5 的 弹性力， 以使摩擦传动既不打滑， 又不紧涩。为了传动灵敏， 应选择无游隙球轴承作为摩擦 杆 4 和摩擦轮 3 的轴套。偏心旋钮 6 的转动量， 应采用机械限位， 其动作范围只要能使摩擦 轮 3 的球形端与测量轴 1 脱离接触即可。摩擦接触的材料表面应具有较高的表面硬度， 以 延长机构的使用寿命。 0017 操作时， 先转动偏心旋钮6使超微动机构与测量轴1啮合， 用手转动微动旋钮7， 即 可使测量轴 1 产生超微量直线运动。 说 明 书 CN 104343915 A 5 1/1 页 6 图 1 说 明 书 附 图 CN 104343915 A 6