一种扭矩与推力转换装置的制作方法

1.本实用新型属于机械传动装置技术领域，具体地，涉及一种扭矩与推力转换装置。


背景技术：

2.扭矩与推力转换装置可改变直接推动方式，具有节省空间、降低劳动强度和制造成本等优势，在机械领域得到了广泛应用，然而现有的扭矩推力转换机构通常采用丝杠传动方式，整体结构复杂，制造成本高，加工和维修不方便，且装配难度大，由此，急需加以改进。


技术实现要素：

3.为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种扭矩与推力转换装置，包括机箱、凸轮轴、空心凸轮、导向组件和复位组件，所述机箱的两端分别可拆卸连接有机盖和端盖，所述凸轮轴、空心凸轮、导向组件和复位组件均设于机箱内，所述凸轮轴中部外壁上一体成型有挡盘，所述挡盘的一侧设有从动凸轮，挡盘的另一侧与复位组件相抵触，所述复位组件滑动套接在凸轮轴上，所述端盖的内侧设有导向套，所述导向套的内径与凸轮轴的外径相匹配，且凸轮轴通过导向组件与导向套轴向滑动连接，所述复位组件远离挡盘的一端与导向套相抵触，所述空心凸轮转动套接在凸轮轴上且设于挡盘的从动凸轮侧，所述空心凸轮对应于从动凸轮的一端设有与从动凸轮相配合的主动凸轮，所述机盖的下端设有通孔，所述空心凸轮远离主动凸轮的一端通过回转轴承与机盖的通孔壁转动连接，且空心凸轮中部的外壁上设有齿盘，所述齿盘与机盖之间设有套接在空心凸轮外壁上的推力轴承，所述机箱内设有可驱动齿盘旋转的驱动机构，所述驱动机构和复位组件驱动主动凸轮和从动凸轮相互远离或靠近，进而驱动凸轮轴沿通孔轴向移动。
4.优选的，所述机盖和端盖分别通过螺栓与机箱可拆卸连接，方便组装和维护。
5.优选的，所述复位组件采用碟簧组，碟簧组具有以小变形承受大负荷的特性，适用于轴向空间要求较小的结构中，它比螺旋弹簧有较大的吸震能力，常用于负荷较大、轴向尺寸受到限制及工作行程较小的结构中。当需要较大变形量时，可采用多组正反配对重叠的弹簧片安置在轴上。
6.优选的，所述导向组件包括设于导向套内侧的导向槽和可拆卸连接在导向槽内的导向平键，所述凸轮轴远离机盖的一端设有与导向平键相匹配的滑动槽，所述导向平键与滑动槽滑动连接，通过导向组件对凸轮轴提供轴向位移导向。
7.优选的，所述导向套的内侧对称设置有两个导向槽，每个所述导向槽内均通过螺栓连接有一个导向平键，所述凸轮轴上对应设有两个分别与两个所述导向平键滑动连接的滑动槽，可平衡两个导向平键的受力，延长装置的使用寿命。
8.空心凸轮与齿盘可分体加工后固定连接，也可一体加工，优选的，所述空心凸轮与齿盘采用一体结构，加工方便且机械强度高，有利于保证装置的可靠、长周期使用。
9.优选的，所述驱动机构包括转动连接在机箱内的减速齿轮组，所述减速齿轮组的
动力输入端啮合连接有齿轮轴，所述齿轮轴的驱动端伸出机箱并传动连接有带通电刹车的驱动电机，所述驱动电机的机壳通过螺栓连接在机箱上。所述带通电刹车的驱动电机在工作时，驱动电机通电，刹车断电，刹车处于断开状态；驱动电机断电时，刹车通电保持制动状态，防止装置在失电时凸轮轴在复位组件的复位力下复位，提高装置的安全性。本装置可通过配套设置行程开关给驱动电机到位信号，保证驱动电机旋转到位后断电，使刹车得电保持制动，实现一级限位；还可通过给驱动电机设定时间极限，当工作达到时间极限后切断驱动电机电源，使刹车得电保持制动，实现二级限位；本装置的凸轮轴在前进过程中由端盖提供机械限位，当凸轮轴碰到端盖，无法继续动作，驱动电机电流过大从而自动开启驱动电机配套的保护装置使驱动电机断电，进而使刹车得电保持制动，实现三级限位。
10.所述齿轮轴的驱动端也可通过液压马达或旋转气缸驱动，为方便装置的布置，本实用新型优选驱动电机。本实用新型通过驱动电机带动减速齿轮组，可安全可靠地实现较大扭矩的推力转换。
11.本实用新型还包括能够使该扭矩与推力转换装置正常使用的其它装置或组件，均为本领域的常规技术手段；另外，本实用新型中未加限定的装置和组件均采用本领域中的常规技术手段，如减速齿轮组、带通电刹车的驱动电机等。
12.本实用新型的工作原理是，空心凸轮通过回转轴承装在机盖上，具有旋转自由度，凸轮轴受到端盖导向套内的导向平键的轴向约束，失去旋转自由度，只有沿空心凸轮进行轴向移动的自由度。通过空心凸轮的齿盘给空心凸轮添加转矩，在转矩作用下，空心凸轮进行旋转，推动与之配合的凸轮轴沿轴向运动，从而将输入的转矩转变成轴向的推力，凸轮轴在前进过程中由端盖提供机械限位，当凸轮轴碰到端盖时，无法继续动作，保证从动凸轮与主动凸轮在凸轮轴发生最大轴向位移时不相互脱离。正常工作时是通过行程开关给定到位信号，使驱动电机停止工作。机械限位是最后一级保护，一般不会用到。
13.本实用新型的有益效果是，与现有技术相比，本装置加工方便，成本更低，装配快速，维修方便；而且整体结构简单，在结构紧凑的场合中应用更加广泛；此外，在工作过程中可实现多级限位保护，安全性高。
附图说明
14.下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
15.图1是实施例中本实用新型的整体外部结构示意图。
16.图2是实施例中本实用新型拆卸掉机箱后的内部结构示意图。
17.图3是实施例中本实用新型的端盖的立体结构示意图。
18.图4是实施例中本实用新型拆卸掉机箱、减速齿轮组、驱动电机和机盖后的立体结构示意图。
19.图5是图4的爆炸结构示意图。
具体实施方式
20.下面结合本实用新型实施例中的附图以及具体实施例对本实用新型进行清楚地描述，在此处的描述仅仅用来解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施
例，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
21.实施例
22.如图1～5所示，本实用新型提供了一种扭矩与推力转换装置，包括机箱1、凸轮轴2、空心凸轮3、导向组件和复位组件，所述机箱1的两端分别通过螺栓连接有机盖4和端盖5，所述凸轮轴2、空心凸轮3、导向组件和复位组件均设于机箱1内，所述凸轮轴2中部外壁上一体成型有挡盘6，所述挡盘6的一侧设有从动凸轮7，挡盘6的另一侧与复位组件相抵触，所述复位组件滑动套接在凸轮轴2上，所述端盖5的内侧设有导向套51，所述导向套51的内径与凸轮轴2的外径相匹配，且凸轮轴2通过导向组件与导向套51轴向滑动连接，所述复位组件远离挡盘6的一端与导向套51相抵触，所述空心凸轮3转动套接在凸轮轴2上且设于挡盘6的从动凸轮7侧，所述空心凸轮3对应于从动凸轮7的一端设有与从动凸轮7相配合的主动凸轮8，所述机盖4的下端设有通孔，所述空心凸轮3远离主动凸轮8的一端通过回转轴承9与机盖4的通孔壁转动连接，且空心凸轮3中部的外壁上设有齿盘10，所述齿盘10与机盖4之间设有套接在空心凸轮3外壁上的推力轴承11，所述机箱1内设有可驱动齿盘10旋转的驱动机构，所述驱动机构和复位组件驱动主动凸轮8和从动凸轮7相互远离或靠近，进而驱动凸轮轴2沿通孔轴向移动。
23.所述复位组件采用碟簧组12，碟簧组12具有以小变形承受大负荷的特性，适用于轴向空间要求较小的结构中，它比螺旋弹簧有较大的吸震能力，常用于负荷较大、轴向尺寸受到限制及工作行程较小的结构中。当需要较大变形量时，可采用多组正反配对重叠的弹簧片安置在轴上。所述导向组件包括设于导向套51内侧且对称分布的两个导向槽13和两个导向平键14，每个导向槽13内均通过螺栓连接有一个导向平键14，所述凸轮轴2远离机盖4的一端设有两个与导向平键14相匹配的滑动槽15，所述导向平键14与滑动槽15滑动连接，通过导向组件对凸轮轴2提供轴向位移导向。所述空心凸轮3与齿盘10采用一体结构，加工方便且机械强度高，有利于保证装置的可靠、长周期使用。
24.所述驱动机构包括转动连接在机箱1内的减速齿轮组16，所述减速齿轮组16的动力输入端啮合连接有齿轮轴17，所述齿轮轴17的驱动端伸出机箱1并传动连接有带通电刹车的驱动电机18，所述驱动电机18的机壳通过螺栓连接在机箱1上。所述带通电刹车的驱动电机18在工作时，驱动电机18通电，刹车断电，刹车处于断开状态；驱动电机18断电时，刹车通电保持制动状态，防止装置在失电时凸轮轴2在碟簧组12的复位力下复位，提高装置的安全性。本装置通过配套设置的行程开关(图中未示出)给驱动电机18到位信号，保证驱动电机18旋转到位后断电，使刹车得电保持制动，实现一级限位；通过给驱动电机18设定时间极限，当工作达到时间极限后切断驱动电机18的电源，使刹车得电保持制动，实现二级限位；本装置的凸轮轴2在前进过程中由端盖5提供机械限位，当凸轮轴2碰到端盖5时，无法继续动作，驱动电机18电流过大从而自动开启驱动电机18配套的保护装置使驱动电机18断电，进而使刹车得电保持制动，实现三级限位。本装置通过驱动电机18带动减速齿轮组16，可安全可靠地实现较大扭矩的推力转换。
25.本实用新型的工作原理是，空心凸轮3通过回转轴承9装在机盖4上，具有旋转自由度，凸轮轴2受到端盖5的导向套51内的导向平键14的轴向约束，失去旋转自由度，只有沿空心凸轮3进行轴向移动的自由度。通过空心凸轮3的齿盘10给空心凸轮3添加转矩，在转矩作用下，空心凸轮3进行旋转，推动与之配合的凸轮轴2沿轴向运动，从而将输入的转矩转变成
轴向的推力，凸轮轴2在前进过程中由端盖5提供机械限位，当凸轮轴2碰到端盖5，无法继续动作，保证从动凸轮7与主动凸轮8在凸轮轴2发生最大轴向位移时不相互脱离。正常工作时是通过行程开关给定到位信号，使驱动电机18停止工作，机械限位是最后一级保护，一般不会用到。
26.以上已经描述了本实用新型的实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的实施例。在不偏离所说明实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。