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1、(10)申请公布号 CN 104061299 A (43)申请公布日 2014.09.24 C N 1 0 4 0 6 1 2 9 9 A (21)申请号 201410289748.8 (22)申请日 2014.06.25 F16H 25/20(2006.01) (71)申请人西安交通大学 地址 710049 陕西省西安市咸宁路28号 (72)发明人赵升吨 陈超 范淑琴 崔敏超 李雪 蔡后勇 (74)专利代理机构西安智大知识产权代理事务 所 61215 代理人贺建斌 (54) 发明名称 一种可实现增力的推力与拉力间互相转换的 机构 (57) 摘要 一种可实现增力的推力与拉力间互相转换的 机构，。
2、包括内转筒，在推杆和内转筒的内螺旋滚道 之间用保持架保持多个滚珠，当推杆向前推入时， 将推杆的直线运动转化为内转筒和外转筒的旋转 运动，在外转筒的外螺旋滚道和拉杆之间也用保 持架保持多个滚珠，外转筒再将旋转运动转化为 拉杆的收回运动，本发明能够转换力的作用方向， 将推力转换为拉力，具有结构简单，增力效果好， 维护方便等优点。 (51)Int.Cl. 权利要求书2页 说明书3页 附图2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2页 说明书3页 附图2页 (10)申请公布号 CN 104061299 A CN 104061299 A 1/2页 2 1.一种可实现增力。
3、的推力与拉力间互相转换的机构，包括内转筒(7)，其特征在于：内 转筒(7)后端安装在滚动轴承(15)上，内转筒(7)只能转动，不能轴向移动，内转筒(7)内 壁上设有内螺旋滚道(13)，保持架将两个以上的第一滚珠(14)保持在推杆(1)和内转筒 (7)内壁上的内螺旋滚道(13)之间，使推杆(1)在向前推时，第一滚珠(14)只能沿内转筒 (7)上的内螺旋滚道(13)滚动， 外转筒(6)安装固定在内转筒(7)上，外转筒(6)只能与内转筒(7)同步转动，不能轴 向移动，外转筒(6)外壁上设有外螺旋滚道(16)，保持架将两个以上的第二滚珠(12)保持 在拉杆(9)和外转筒(6)外壁上的外螺旋滚道(16)。
4、之间，使外转筒(6)在旋转时，第二滚 珠(12)只能沿外转筒(6)外壁上的外螺旋滚道(16)滚动，外螺旋滚道(16)和内螺旋滚道 (13)的螺旋方向相反， 滚动轴承(15)安装在外筒(5)的后端内部，第一法兰(11)安装在外筒(5)的前端，第 一导向套(10)安装在第一法兰(11)内，拉杆(9)与第一导向套(10)配合，挡板(8)安装 在拉杆(9)的后端，后盖(4)安装在外筒(5)的后端，第二法兰(2)安装在后盖(4)上，第 二导向套(3)安装在第二法兰(2)内，推杆(1)与第二导向套(3)配合。 2.根据权利要求1所述的一种可实现增力的推力与拉力间互相转换的机构，其特征在 于：在外转筒(6)。
5、外壁上做有两个以上的外螺旋滚道(16)，并由保持架将第二滚珠(12)保 持在拉杆(9)的内壁和外转筒(6)上的外螺旋滚道(16)之间，在内转筒(7)内壁上做有两 个以上的内螺旋滚道(13)，并由保持架将第一滚珠(14)保持在推杆(1)和内转筒(7)内壁 上的内螺旋滚道(13)之间。 3.根据权利要求1所述的一种可实现增力的推力与拉力间互相转换的机构，其特征在 于：所述的内螺旋滚道(13)和外螺旋滚道(16)采用斜率变化或者导程变化的螺旋线，此时 的螺旋线变为一条多样化的曲线，这样其增力倍数在运动过程中将不是一个恒定值，能够 满足特殊设备对变化的拉力的需求。 4.根据权利要求1所述的一种可实现增。
6、力的推力与拉力间互相转换的机构，其特征在 于，转换方法为：当推杆(1)向前推入时，两个以上的第一滚珠(14)将同时向前滚动，但由 于其只能沿内转筒(7)上的内螺旋滚道(13)滚动，且第一滚珠(14)不能沿推杆(1)的轴 线转动，因此第一滚珠(14)将使内螺旋滚道(13)转动，从而使内转筒(7)旋转，当内转筒 (7)旋转时，外转筒(6)将同步旋转，由于两个以上的第二滚珠(12)被保持在拉杆(9)的 内壁和外转筒(6)上的外螺旋滚道(16)之间，且第二滚珠(12)只能沿外转筒(6)上的外 螺旋滚道(16)滚动，外螺旋滚道(16)和内螺旋滚道(13)的螺旋方向相反，转动的外转筒 (6)将带动第二滚珠。
7、(12)沿外螺旋滚道(16)向后滚动，从而带动拉杆(9)收回，将推力转 换为拉力；同理，当推杆(1)上作用有拉力，即将推杆(1)拉出时，拉杆(9)将向前推出，从 而将拉力转换为推力； 实现增力的推力与拉力间互相转换方式的增力倍数取决于内螺旋滚道(13)的导程和 外螺旋滚道(16)的导程之比，一个动点沿螺旋滚道旋转一周，其沿轴向上升的高度称为导 程，即： 权 利 要 求 书CN 104061299 A 2/2页 3 内转筒(7)和外转筒(6)随需求进行拆卸和组装，对具有不同螺旋滚道导程的内转筒 (7)和外转筒(6)进行搭配，通过配置内转筒(7)上的内螺旋滚道(13)的导程和外转筒(6) 上的外螺。
8、旋滚道(16)的导程之比，能够实现不同的增力倍数。 权 利 要 求 书CN 104061299 A 1/3页 4 一种可实现增力的推力与拉力间互相转换的机构 技术领域 0001 本发明属于力的转换机构技术领域，具体涉及一种可实现增力的推力与拉力间互 相转换的机构。 背景技术 0002 在某些特殊工业场合，机械设备需要这样一种机构，能够实现一端向前推，而另一 端向后拉，即将推力作用于输入端，而在输出端产生拉力，将推力转换为拉力。齿轮齿条机 构能够实现这个功能，但不能实现增力，且加工安装麻烦。因此，在这些特殊工业场合，需要 设计一种高效的可实现增力的推力与拉力间互相转换的方式。 发明内容 0003。
9、 为了克服上述缺点，本发明的目的在于提供一种可实现增力的推力与拉力间互相 转换的机构，能够转换力的作用方向，将推力转换为拉力或拉力转换为推力，具有结构简 单，增力效果好，维护方便等优点。 0004 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为： 0005 一种可实现增力的推力与拉力间互相转换的机构，包括内转筒7，内转筒7后端安 装在滚动轴承15上，内转筒7只能转动，不能轴向移动，内转筒7内壁上设有内螺旋滚道 13，保持架将两个以上的第一滚珠14保持在推杆1和内转筒7内壁上的内螺旋滚道13之 间，使推杆1在向前推时，第一滚珠14只能沿内转筒7上的内螺旋滚道13滚动， 0006 外转筒6安装固定在内转。
10、筒7上，外转筒6只能与内转筒7同步转动，不能轴向移 动，外转筒6外壁上设有外螺旋滚道16，保持架将两个以上的第二滚珠12保持在拉杆9和 外转筒6外壁上的外螺旋滚道16之间，使外转筒6在旋转时，第二滚珠12只能沿外转筒6 外壁上的外螺旋滚道16滚动，外螺旋滚道16和内螺旋滚道13的螺旋方向相反， 0007 滚动轴承15安装在外筒5的后端内部，第一法兰11安装在外筒5的前端，第一导 向套10安装在第一法兰11内，拉杆9与第一导向套10配合，挡板8安装在拉杆9的后端， 后盖4安装在外筒5的后端，第二法兰2安装在后盖4上，第二导向套3安装在第二法兰2 内，推杆1与第二导向套3配合。 0008 为了提高。
11、承载能力，在外转筒6外壁上做有两个以上的外螺旋滚道16，并由保持 架将第二滚珠12保持在拉杆9的内壁和外转筒6上的外螺旋滚道16之间，在内转筒7内 壁上做有两个以上的内螺旋滚道13，并由保持架将第一滚珠14保持在推杆1和内转筒7内 壁上的内螺旋滚道13之间。 0009 所述的内螺旋滚道13和外螺旋滚道16采用斜率变化或者导程变化的螺旋线，此 时的螺旋线变为一条多样化的曲线，这样其增力倍数在运动过程中将不是一个恒定值，能 够满足特殊设备对变化的拉力的需求。 0010 所述的一种可实现增力的推力与拉力间互相转换的机构的转换方法为：当推杆1 向前推入时，两个以上的第一滚珠14将同时向前滚动，但由于其。
12、只能沿内转筒7上的内螺 说 明 书CN 104061299 A 2/3页 5 旋滚道13滚动，且第一滚珠14不能沿推杆1的轴线转动，因此第一滚珠14将使内螺旋滚 道13转动，从而使内转筒7旋转，当内转筒7旋转时，外转筒6将同步旋转，由于两个以上 的第二滚珠12被保持在拉杆9的内壁和外转筒6上的外螺旋滚道16之间，且第二滚珠12 只能沿外转筒6上的外螺旋滚道16滚动，外螺旋滚道16和内螺旋滚道13的螺旋方向相反， 转动的外转筒6将带动第二滚珠12沿外螺旋滚道16向后滚动，从而带动拉杆9收回，将推 力转换为拉力；同理，当推杆1上作用有拉力，即将推杆1拉出时，拉杆9将向前推出，从而 将拉力转换为推力。
13、； 0011 实现增力的推力与拉力间互相转换方法的增力倍数取决于内螺旋滚道13的导程 和外螺旋滚道16的导程之比，一个动点沿螺旋滚道旋转一周，其沿轴向上升的高度称为导 程，即： 0012 0013 内转筒7和外转筒6随需求进行拆卸和组装，对具有不同螺旋滚道导程的内转筒 7和外转筒6进行搭配，通过配置内转筒7上的内螺旋滚道13的导程和外转筒6上的外螺 旋滚道16的导程之比，能够实现不同的增力倍数。 0014 本发明具有以下优点： 0015 一、本发明能够转换力的作用方向，将推力转换为拉力(或拉力转换为推力)，满 足特殊机械设备的需求。 0016 二、本发明结构简单，增力效果好，维护方便。 附图说。
14、明 0017 图1是本发明内外转筒的结构剖视图。 0018 图2是本发明的结构剖视图。 0019 图3是本发明改进型的内外转筒的结构剖视图。 0020 图4是本发明改进型的结构剖视图。 0021 图5是本发明可实现变增力倍数的螺旋滚道示意图,其中(a)为变增力倍数的内 外转筒的剖视图；其中(b)为变增力倍数的内外转筒的局部剖视图。 0022 图6是本发明不同螺旋滚道导程的内转筒和外转筒配置示例图，其中(a)中内转 筒上的内螺旋滚道的导程为(b)中外转筒上的外螺旋滚道的导程的两倍，(a)中内转筒上 的内螺旋滚道的导程为(c)中外转筒上的外螺旋滚道的导程的1.5倍。 具体实施方式 0023 下面结。
15、合附图对本发明做详细描述。 0024 如图1和图2所示，一种可实现增力的推力与拉力间互相转换的机构，包括内转筒 7，内转筒7后端安装在滚动轴承15上，内转筒7只能转动，不能轴向移动，内转筒7内壁上 设有内螺旋滚道13，保持架将两个以上的第一滚珠14保持在推杆1和内转筒7内壁上的内 螺旋滚道13之间，使推杆1在向前推时，第一滚珠14只能沿内转筒7上的内螺旋滚道13 滚动， 说 明 书CN 104061299 A 3/3页 6 0025 外转筒6安装固定在内转筒7上，外转筒6只能与内转筒7同步转动，不能轴向移 动，外转筒6外壁上设有外螺旋滚道16，保持架将两个以上的第二滚珠12保持在拉杆9和 外转。
16、筒6外壁上的外螺旋滚道16之间，使外转筒6在旋转时，第二滚珠12只能沿外转筒6 外壁上的外螺旋滚道16滚动，外螺旋滚道16和内螺旋滚道13的螺旋方向相反， 0026 滚动轴承15安装在外筒5的后端内部，第一法兰11安装在外筒5的前端，第一导 向套10安装在第一法兰11内，拉杆9与第一导向套10配合，挡板8安装在拉杆9的后端， 后盖4安装在外筒5的后端，第二法兰2安装在后盖4上，第二导向套3安装在第二法兰2 内，推杆1与第二导向套3配合。 0027 如图3和图4所示，为了提高承载能力，在外转筒6外壁上做有两个以上的外螺旋 滚道16，并由保持架将第二滚珠12保持在拉杆9的内壁和外转筒6上的外螺旋滚。
17、道16之 间，在内转筒7内壁上做有两个以上的内螺旋滚道13，并由保持架将第一滚珠14保持在推 杆1和内转筒7内壁上的内螺旋滚道13之间。 0028 如图5所示，所述的内螺旋滚道13和外螺旋滚道16采用斜率变化或者导程变化 的螺旋线，此时的螺旋线变为一条多样化的曲线，这样其增力倍数在运动过程中将不是一 个恒定值，能够满足特殊设备对变化的拉力的需求。 0029 所述的一种可实现增力的推力与拉力间互相转换的机构的转换方法为：当推杆1 向前推入时，两个以上的第一滚珠14将同时向前滚动，但由于其只能沿内转筒7上的内螺 旋滚道13滚动，且第一滚珠14不能沿推杆1的轴线转动，因此第一滚珠14将使内螺旋滚 道。
18、13转动，从而使内转筒7旋转，当内转筒7旋转时，外转筒6将同步旋转，由于两个以上 的第二滚珠12被保持在拉杆9的内壁和外转筒6上的外螺旋滚道16之间，且第二滚珠12 只能沿外转筒6上的外螺旋滚道16滚动，外螺旋滚道16和内螺旋滚道13的螺旋方向相反， 转动的外转筒6将带动第二滚珠12沿外螺旋滚道16向后滚动，从而带动拉杆9收回，将推 力转换为拉力；同理，当推杆1上作用有拉力，即将推杆1拉出时，拉杆9将向前推出，从而 将拉力转换为推力； 0030 实现增力的推力与拉力间互相转换方式的增力倍数取决于内螺旋滚道13的导程 和外螺旋滚道16的导程之比，一个动点沿螺旋滚道旋转一周，其沿轴向上升的高度称为。
19、导 程，即： 0031 0032 以图6为例，6(a)中内转筒上的内螺旋滚道的导程为6(b)中外转筒上的外螺旋滚 道的导程的两倍，则其增力倍数为2:1；6(a)中内转筒上的内螺旋滚道的导程为6(c)中外 转筒上的外螺旋滚道的导程的1.5倍，则其增力倍数为3:2. 0033 内转筒7和外转筒6随需求进行拆卸和组装，对具有不同螺旋滚道导程的内转筒 7和外转筒6进行搭配，通过配置内转筒7上的内螺旋滚道13的导程和外转筒6上的外螺 旋滚道16的导程之比，能够实现不同的增力倍数。 说 明 书CN 104061299 A 1/2页 7 图1 图2 图3 图4 说 明 书 附 图CN 104061299 A 2/2页 8 图5 图6 说 明 书 附 图CN 104061299 A 。