[發明專利]高穩定精密微調絲桿組件

在審

• 申請號: 202210836218.5
• 申請日: 2022-07-15
• 公開（公告）號: CN115111334A
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發明（設計）人: 朱健強;張朝;湯更秀;杜李峰;鄭留念;劉志剛
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
• 主分類號: F16H25/20
• 分類號: F16H25/20;F16H25/24
• 代理公司: 上海恒慧知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 張寧展

一種高穩定精密微調絲桿組件，包括絲桿和螺母，所述的絲桿的外表面設有外螺紋，頂部端面設有螺釘槽，底部端面為球形面；所述的螺母的內壁上設有與所述的外螺紋相適配的內螺紋，該內螺紋的兩端部與中間部的尺寸公差不同，從而與所述的外螺紋經螺紋配合形成兩端部的過盈螺紋副和中間部的間隙螺紋副，所述的過盈螺紋副為過盈配合，且過盈量小于50μm，不影響螺紋傳動。本發明通過螺母局部進行適當過盈，使得組件在精密傳動時精密傳動和自鎖緊，在非調節狀態下通過螺紋間的過盈配合實現絲桿與螺母的局部過盈剛性連接，提高調節裝置的位置穩定性，可用于各種對位置穩定性要求較高的精密位姿調整機構中。

技術領域

本發明涉及一種高穩定精密微調絲桿組件，主要用于各種對位置穩定性要求較高的精密位姿調整機構中。

背景技術

常見的微調絲桿組件中絲桿與螺母進行螺紋配合通常存在一定的配合間隙。為了調節順暢，有些廠家還會在這種配合間隙中填充潤滑脂。這種微調絲桿組件一方面受配合間隙的影響，導致調節精度和導向性較差，另一方面容易受到環境微振動和溫度的影響，導致絲桿和螺母間存在緩慢的位置漂移，進而影響調整機構所安裝的光學鏡片或精密儀器的位置穩定性。對于長時間內調節次數較少的機構中，調整機構的靜態位置穩定性尤為重要。為了改善螺紋配合間隙存在導致的絲桿和螺母間的位置微變化，傳統做法是在螺母上添加止螺或撓性片鎖緊絲桿和螺母的相對位置。該種做法由于添加鎖緊而引入的鎖緊力，在鎖緊的過程中，由于絲桿和螺母間存在一定的間隙，絲桿會偏離原來的位置，從而影響調整精度，嚴重情況下，徑向偏移量可達數十微米。對于應用于光學或者激光裝置中的光學鏡片，對光束的指向和定位精度達到微米甚至亞微米級，傳統鎖緊機構中的數十微米的位置漂移將直接影響光軸或成像質量。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種高穩定精密微調絲桿組件，以改善對調整次數要求較少的調整機構非調整狀態下的位置穩定性。

本發明的技術解決方案如下：

一種高穩定精密微調絲桿組件，包括絲桿和螺母，其特點在于，所述的絲桿的外表面設有外螺紋，頂部端面設有螺釘槽，底部端面為球形面；

所述的螺母的內壁上設有與所述的外螺紋相適配的內螺紋，該內螺紋的兩端部與中間部的尺寸公差不同，從而與所述的外螺紋經螺紋配合形成兩端部的過盈螺紋副和中間部的間隙螺紋副，所述的過盈螺紋副為過盈配合，且過盈量小于50μm，不影響螺紋傳動。

所述的絲桿呈長圓柱狀；所述的螺母呈短圓柱臺階筒狀，底部具有臺階，套裝在所述的絲桿外。

優選的，所述過盈量的范圍為0.1-30μm。

優選的，所述的螺釘槽為內六角凹槽，供螺絲刀插入。

本發明的調整過程：

將絲桿的外螺紋與螺母相同螺距的內螺紋進行螺紋配合作為傳動機構，使用時，將螺母外圓柱面與固定板預先加工的相同直徑的圓柱孔進行間隙或過盈配合。當調節絲桿和螺母的相對位置時，通過絲桿和螺母間的螺紋配合，利用與絲桿端面的螺釘槽相配的螺絲刀插入螺釘槽，實現絲桿相對螺母的位置調節，進而實現絲桿球形尖端所抵靠的移動件的位置調節。當調節結束時，通過絲桿和螺母間的過盈配合實現絲桿相對螺母的部分剛性連接，進而實現組件的相對位置穩定性。

與現有技術相比，本發明的技術效果：

1)通過將組件中的部分螺紋配合適當過盈，使得組件精密傳動時實現更為精密的傳導而且能鎖緊，而在非調節狀態下通過部分螺紋間的過盈配合實現絲桿與螺母的部分剛性連接，避免了普通結構中螺紋配合始終存在的配合間隙或添加潤滑脂而引入的位置漂移，進而實現調節裝置的位置穩定性。