一种往复运动装置及包括该往复运动装置的砂轮架的制作方法

1.本发明属于往复运动装置技术领域，具体涉及一种往复运动装置及包括该往复运动装置的砂轮架。


背景技术：

2.现有技术的滑板往复装置常使用液压往复油缸来实现往复运动，液压往复油缸需要一套液压泵站提供动力源，还需要一套操作控制装置来控制液压油缸的往复运动、换向和行程两端的缓冲等，结构比较复杂，加工制造要求较高，设备的更换和维修也比较复杂。
3.曲柄滑块机构是指用曲柄和滑块来实现转动和移动相互转换的平面连杆机构，曲柄滑块机构中与机架构成移动副的构件为滑块，通过转动副联接曲柄和滑块的构件为连杆，该机构可用于实现滑块的往复运动。在曲柄滑块机构中，曲柄的长度决定滑块往复运动的行程，如果需要使滑块往复运动的行程可调，则曲柄的长度也需要可调。
4.通常用于滑块往复运动的曲柄滑块机构，包括滑块和曲柄连杆机构，通过曲柄带动连杆运动以驱动滑板进行往复运动，由于曲柄的长度是固定的，因此滑板往复运动的行程是固定的。当需要改变滑块行程时，则需要改变曲柄的长度，这就需要对设备进行更换和调整，该过程很复杂，需要耗费大量的人力和物力。
5.因此，需要设计一种结构精简，滑板行程调整方便的，且适用于机床滑板往复运动的装置。


技术实现要素：

6.有鉴于此，本发明的一个目的在于，基于曲柄滑块机构的原理，提供一种机床滑板的往复运动装置，其能够使控制机床滑板运动的往复运动装置的结构更加精简，并且可以实现往复运动行程的可控。
7.本发明的另一个目的在于提出一种包括上述往复运动装置的机床砂轮架。
8.本发明具体提供了一种往复运动装置，包括滑板、曲柄连杆机构和传动机构，以及用于连接所述滑板和曲柄连杆机构的连接件，其中：
9.所述曲柄连杆机构包括曲柄轴、连杆和转动组件，所述连杆的一端通过所述连接件和滑板活动连接，另一端通过所述转动组件偏心活动连接于所述曲柄轴的一端，所述连杆和曲柄轴相互垂直；
10.所述曲柄轴远离所述连杆的一端和所述传动机构固定连接，所述传动机构用于和动力装置进行连接，以驱动所述曲柄轴转动。
11.进一步地，所述转动组件包括第一转轴、小蜗轮和小蜗杆，所述曲柄轴靠近所述连杆的一端开设有偏心的轴向蜗轮槽，以及和所述蜗轮槽垂直的蜗杆孔，所述蜗轮槽和蜗杆孔的侧壁部分连通；
12.所述蜗轮槽内配合安装有所述小蜗轮，且所述小蜗轮靠近所述连杆的一侧端面上设有第一挡圈，所述第一挡圈固定于所述曲柄轴上；所述蜗杆孔内配合安装有所述小蜗杆，
所述小蜗轮和小蜗杆通过所述蜗轮槽和蜗杆孔的连通部分相互啮合；
13.所述小蜗轮上偏心开设有和所述转轴匹配的轴向通孔，所述第一转轴的一端伸入至所述轴向通孔内，且和所述轴向通孔过盈配合，另一端和所述连杆活动连接。
14.进一步地，所述连杆靠近所述曲柄轴的一端开设有第一通孔，所述第一通孔内固定有和所述第一转轴匹配的球面轴承，所述第一转轴远离所述小蜗轮的一端套接于所述球面轴承内。
15.进一步地，位于所述连杆和曲柄轴之间的所述第一转轴，沿其外圆圆周向外径向延伸有环形凸台，所述凸台的两端分别和所述球面轴承的内圈以及所述小蜗轮相抵；所述球面轴承的内圈远离所述凸台的一端还设有挡板，所述挡板和第一转轴固定连接。
16.进一步地，所述曲柄轴为阶梯轴，包括靠近所述连杆的大径段轴、连接所述传动机构的小径段轴，以及中部的中段轴，所述转动组件设于所述大径段轴上，所述传动机构固定连接于所述小径段轴。
17.进一步地，所述大径段轴的外圆上相对所述小蜗轮和小蜗杆啮合处的一侧开设有连通所述蜗轮槽的锁紧裂缝，所述大径段轴上还开设有垂直穿过所述锁紧裂缝的锁紧孔，使用锁紧件穿过所述锁紧孔，将所述小蜗轮锁紧于所述蜗轮槽内。
18.进一步地，所述大径段轴远离所述蜗轮槽的一侧外侧壁固定有贴合所述大径段轴的圆弧平衡块；所述小蜗轮的圆周表面上刻有刻度，所述大径段轴的外侧端相对所述圆弧平衡块一侧外侧壁上开设有连通所述蜗轮槽的窗口，所述窗口的斜面上刻有零度线。
19.进一步地，所述连接件包括第二转轴、衬套，以及和所述第二转轴匹配的滚针轴承，所述连杆远离所述曲柄轴的一端开设有第二通孔，对应的，所述滑板上开设有固定通孔，所述衬套安装于所述固定通孔内，所述滚针轴承安装于所述第二通孔内，所述第二转轴的一端套接于所述衬套内，且和所述衬套固定连接，另一端伸入至所述滚针轴承内，且和所述滚针轴承的内侧壁过盈配合；所述第二通孔的两端分别固定有第二挡圈，所述第二挡圈和滚针轴承的两端相抵，以阻止所述滚针轴承轴向运动。
20.进一步地，所述传动机构包括套接于所述曲柄轴远离所述连杆一端外侧壁的蜗轮，以及和所述蜗轮啮合传动的蜗杆，所述蜗杆的一端用于和动力装置传动连接。
21.本发明还提供一种砂轮架，包括上述的往复运动装置，还包括底座，设于所述底座上的砂轮架壳体，设于所述壳体内部前侧的滑板回转座，以及设于所述壳体内部后侧顶端的电机座；其中，所述往复运动装置固定在所述滑板回转座上，所述往复运动装置的滑板设于所述滑板回转座的前端，所述电机座的下端固定有电机，所述电机通过皮带轮和皮带组合件和所述传动机构传动连接。
22.本发明具有以下有益效果：
23.(1)本发明中的往复运动装置，基于曲柄滑块机构，设计以曲柄轴、连杆和转动组件构成的曲柄连杆机构来驱动机床滑板的往复运动，相比较现有技术中的液压往复油缸机构，结构更加的简单，且对装置的加工制造要求也降低。
24.(2)本发明的往复运动装置通过在曲柄轴上偏心安装小蜗轮和小蜗杆，使得只需转动小蜗杆即可进行曲柄长度的调整，从而改变机床砂轮架滑板的往复运动行程，该操作过程简单方便，无需对设备进行改造。
25.(3)本发明中的曲柄轴采用阶梯轴，将小蜗轮和小蜗杆安装于大径段轴段，所述传
动机构和小径段轴固定连接，该种结构无需增加额外使用空间，即可安装用于调整滑板往复行程的小蜗杆和小蜗轮，使砂轮架内部的结构更加精简。
附图说明
26.图1为本实施例的往复运动装置的结构图。
27.图2为图1中a
‑
a向的剖视图。
28.图3为曲柄轴的轴向剖视图。
29.图4为图3中大径段轴的仰视图。
30.图5为砂轮架的结构图。
31.图6为图5中b
‑
b向剖视图。
32.其中：1、第一挡圈，2、球面轴承，3、挡板，4、平衡块，5、第二挡圈；6、底座7、壳体，8、滑板回转座，9、电机座，10、皮带，11、第一皮带轮，12、第二皮带轮；
33.100、滑板，110、固定通孔，200、曲柄连杆机构，300、传动机构，310、蜗轮，320、蜗杆；
34.210、曲柄轴，211、大径段轴，2111、窗口，2112、零位线，212、小径段轴，213、中段轴，214、蜗轮槽，215、蜗杆孔，216、轴向通孔，217、锁紧裂缝，218、锁紧孔；219、键槽；
35.220、连杆，221、第一通孔，222、第二通孔；
36.230、转动组件，231、第一转轴，232、小蜗轮，233、小蜗杆，234、凸台；
37.400、连接件，410、第二转轴，420、衬套，430、滚针轴承。
具体实施方式
38.为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
39.如图1所示，本实施例所述的一种往复运动装置，包括滑板100、曲柄连杆机构200、传动机构300，以及用于连接所述滑板100和曲柄连杆机构200的连接件400，其中：
40.所述曲柄连杆机构200包括曲柄轴210和连杆220，以及用于连接所述曲柄轴210和连杆220的转动组件230；
41.所述连杆220的一端通过所述连接件400和滑板100活动连接，另一端通过所述转动组件230偏心活动连接于所述曲柄轴210的一端，所述连杆220和曲柄轴210相互垂直；所述曲柄轴210远离所述连杆220的一端和所述传动机构300固定连接，所述传动机构300用于和动力装置进行连接，以驱动所述曲柄轴210转动，从而带动所述连杆220运动，进一步驱动所述滑板100进行往复运动。
42.进一步地，如图1和图2所示，所述转动组件230包括第一转轴231、小蜗轮232和小蜗杆233，所述曲柄轴210靠近所述连杆220的一端开设有开口朝向所述连杆220的偏心的轴向蜗轮槽214，以及和所述蜗轮槽214垂直的蜗杆孔215，所述蜗轮槽214和蜗杆孔215的侧壁部分连通；
43.所述蜗轮槽214内配合安装有所述小蜗轮232，且所述小蜗轮232靠近所述连杆220的一侧端面上设有第一挡圈1，所述第一挡圈1固定于所述曲柄轴210上，以阻止所述小蜗轮232轴向移动；所述蜗杆孔215内配合安装有所述小蜗杆233，所述小蜗轮232和小蜗杆233通过所述蜗轮槽214和蜗杆孔215的连通部分相互啮合。本实施例中，所述小蜗杆233的下端设有内六角孔(图中未示出)，通过使用内六角扳手手动转动小蜗杆233，可以带动所述小蜗轮232进行转动。
44.所述小蜗轮232上偏心开设有和所述第一转轴231匹配的轴向通孔216，所述第一转轴231的一端伸入至所述轴向通孔216内，且和所述轴向通孔216过盈配合，另一端和所述连杆220活动连接。
45.具体地，本实施例中，所述曲柄轴210为阶梯轴，包括连接所述连杆220的大径段轴211、连接所述传动机构300的小径段轴212，以及中部的中段轴213，所述转动组件230设于所述大径段轴211上，所述传动机构300固定连接于所述小径段轴212。
46.进一步地，所述大径段轴211的外圆上相对所述小蜗轮232和小蜗杆233啮合处的一侧开设有连通所述蜗轮槽214的锁紧裂缝217，所述大径段轴211上还开设有垂直穿过所述锁紧裂缝217的锁紧孔218，使用锁紧件，例如螺钉，穿过所述锁紧孔218，使锁紧裂缝217变小，从而将所述小蜗轮232锁紧于所述蜗轮槽214内。
47.进一步地，所述大径段轴211远离所述蜗轮槽214的一侧外侧壁还固定有贴合所述大径段轴211的圆弧平衡块4，用于减小曲柄轴210在转动时的震动幅度，以保持平衡。
48.需要说明的是，在曲柄滑块机构中，曲柄的长度决定滑块的往复运动的行程。在本实施例的曲柄连杆机构200中，曲柄的长度为所述第一转轴231至所述曲柄轴210的中心距，而因为第一转轴231偏心固定于所述小涡轮232上，因此可以通过转动小蜗轮232来改变第一转轴231至曲柄轴210的中心距，也即改变该曲柄连杆机构的曲柄长度，进而实现改变所述滑板100往复运动的行程。在本实施例中，当需调整曲柄长度时，先松开锁紧孔218内的锁紧件，通过手动转动所述小蜗杆233带动小蜗轮232转动，待小蜗轮232位置确定后，再将锁紧件锁紧，使锁紧裂缝217变小，从而将调整后的小蜗轮232进行固定。
49.进一步地，如图3和图4所示，所述小蜗轮232的圆周表面上刻有刻度，所述大径段轴211外侧端部相对所述平衡块4靠近所述蜗轮槽214的一侧外侧壁上开设有连通所述蜗轮槽214的窗口2111，所述窗口2111的斜面上刻有零度线2112，所述窗口2111用于读取小蜗轮232上的刻度。当转动小蜗杆233调整滑板100的行程时，可通过小窗口2111读取滑板100行程的大小。
50.根据本发明，如图1所示，所述连杆220靠近所述曲柄轴210的一端开设有第一通孔221，所述第一通孔221内固定有和第一转轴231匹配的球面轴承2，所述第一转轴231远离所述小蜗轮232的一端套接于所述球面轴承2内。通过所述球面轴承2和转动组件230，实现所述连杆220和曲柄轴210的活动连接。
51.进一步地，为了阻止第一转轴231的轴向运动，位于所述连杆220和曲柄轴210之间的所述第一转轴231沿其外圆圆周向外径向延伸有环形凸台234，所述凸台234的两端分别和所述球面轴承2的内圈以及小蜗轮232相抵；所述球面轴承2的内圈远离所述凸台234的一端还设有挡板3，所述挡板3和第一转轴231固定连接。
52.根据本发明，所述连接件400包括第二转轴410、衬套420，以及和所述第二转轴410
匹配的滚针轴承430，所述连杆220远离所述曲柄轴210的一端开设有平行于所述第一通孔221的第二通孔222，对应的，所述滑板100上开设有固定通孔110，所述衬套420安装于所述固定通孔110内，所述滚针轴承430安装于所述第二通孔222内，所述第二转轴410的一端套接于所述衬套420内，且和所述衬套420固定连接，另一端伸入至所述滚针轴承430内，且和所述滚针轴承430的内侧壁过盈配合，以实现第二转轴410和连杆220的活动连接。所述第二通孔222的两端还分别固定有第二挡圈5，所述第二挡圈5和滚针轴承430的两端相抵，以固定所述滚针轴承430，阻止其轴向运动。
53.根据本发明，如图1和图3所示，所述传动机构300包括套接于所述曲柄轴210远离所述连杆220一端外侧壁的蜗轮310，以及和所述蜗轮310啮合传动的蜗杆320，所述蜗杆320的一端用于和动力装置传动连接。本实施例中，所述小径段轴212的侧壁上开有用于安装键的键槽219，所述蜗轮310的内侧壁开设有对应的蜗轮键槽(图中未示出)，所述蜗轮310和曲柄轴210键连接。
54.综上所述，本发明的往复运动装置的运动原理是：通过动力装置驱动所述蜗杆320进行转动，所述蜗杆320和蜗轮310啮合传动，驱动和所述蜗轮310键连的曲柄轴210进行转动；所述曲柄轴210的转动，通过转动组件230带动所述连杆220的端部在曲柄轴210的端面上作圆周运动，从而带动和所述连杆220活动连接的滑板100进行往复运动。
55.如图5和图6所示，本发明还提供一种包括有上述往复运动装置的砂轮架，所述砂轮架还包括底座6，设于底座6上的砂轮架壳体7，设于所述壳体7内部前侧的滑板回转座8，以及设于壳体7内部后侧顶部的电机座9；
56.所述往复运动装置设于所述滑板回转座8上，且往复运动装置的滑板100设于所述滑板回转座8的前端；所述电机座9下端安装有动力装置电机(图中未示出)，所述电机通过皮带轮和皮带组合件与所述蜗杆320传动连接。具体地，本实施例中，所述皮带轮和皮带组合件包括第一皮带轮11、第二皮带轮12，以及用于连接所述第一皮带轮11和第二皮带轮12的皮带10，所述第一皮带轮11和电机的转轴固定连接，所述第二皮带轮12和蜗杆320的一侧端部固定连接，通过电机驱动皮带轮和皮带组合件转动来带动所述蜗杆320进行转动，从而驱动所述往复运动装置进行运动。
57.以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。