CN107650077A - 一种双向弹簧预紧机构 - Google Patents

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Abstract

本发明一种双向弹簧预紧机构，属于机械传动技术领域。其中外筒体(1)为固定支撑结构，内筒体(2)可在外筒体(1)中沿轴向滑动，压缩弹簧(3)被压板(5)压缩、具备一定预紧力，限位块一(4A)安装在压板(5)上、可在外筒体(1)和内筒体(2)的滑槽内滑动，限位块二(4B)安装在内筒体(2)上，压板(5)与活塞(6)贴合无间隙，活塞(6)为运动输出端，可做拉伸或压缩运动。在压缩弹簧(3)在安装时被预置一定压力后，活塞(6)无论压缩或拉伸，都需克服相同大小的预紧力，使单弹簧具备了双向预紧的功能，与传统双向预紧机构相比，具有预紧力精确、结构紧凑、体积小巧、易于加工、成本低廉的特点。

Description

一种双向弹簧预紧机构
技术领域
本发明一种双向弹簧预紧机构，属于机械传动技术领域。
背景技术
弹簧机构是机械传动领域的重要功能部件，利用弹簧的预紧特性，可以实现力的传递和能量的存储。在很多应用场合，运动部件需要做直线往复运动，要求弹簧机构具备正反两个方向的预紧功能。而传统的双向预紧弹簧机构中，需通过至少2个弹簧分别安装在两个方向上才能实现双向预紧，该原理结构有其缺点如下：部件多，原理结构复杂，可靠性较低；成本高；重量体积大，不适用于整体空间紧凑及重量要求严苛的场合；两个方向弹簧的预紧力难以做到精确一致；加工及装配难度大。
发明内容
本发明的目的是：在整体空间紧凑、轻量化要求严格，并且兼顾加工及材料成本控制的应用场合，为了克服传统双向弹簧预紧机构的不足之处，本发明采用了一种原理精妙、结构小巧的单弹簧的双向预紧机构。
本发明的技术方案：
一种双向弹簧预紧机构，所述结构包括外筒体1，内筒体2，压缩弹簧3，限位块一4A，限位块二4B，压板5，活塞6；
外筒体1是一侧带有开口的中空筒体，外筒体1的筒壁内侧设置有轴向滑槽；
内筒体2是一侧带有开口的中空筒体，内筒体2的筒壁内侧设置有轴向滑槽，内筒体2滑槽宽度与外筒体1滑槽宽度一致，内筒体2滑槽长度大于外筒体1滑槽长度；内筒体2安装于外筒体1内，内筒体2滑槽与外筒体1滑槽的位置相对应，且内筒体2的开口方向与外筒体1的开口方向一致；内筒体2的筒壁外侧与外筒体1的筒壁内侧间隙配合，内筒体2能够在外筒体1内沿外筒体1的轴向做往复运动；
内筒体2的内部轴向放置有压缩弹簧3；
压板5设置在内筒体2的内部，压板5的一个端面压在压缩弹簧3上，压板5的侧面与内筒体2的筒壁内侧间隙配合，压板5能够在内筒体2内沿内筒体2的轴向做往复运动；
压板5的圆周面上固定设置有限位块一4A，限位块一4A同时伸入外筒体1、内筒体2的滑槽内，限位块一4A在外筒体1、内筒体2的滑槽内沿内筒体2的轴向做往复运动；
活塞6设置在内筒体2的内部，活塞6的一个端面压在压板5的另一个端面上，活塞6与内筒体2的筒壁内侧间隙配合，活塞6能够在内筒体2内沿内筒体2的轴向做往复运动；
限位块二4B固定设置在内筒体2筒壁内侧且靠近开口的位置；限位块二4B与活塞6的另一个端面相贴合；
将活塞6向内筒体2底部推动时，活塞6推动压板5，使得压缩弹簧3进一步压缩；
将活塞6向内筒体2开口方向拉动时，活塞6通过限位块二4B拉动内筒体2向外筒体1的开口方向运动，限位块一4A限制压板5向远离外筒体1的开口方向运动，使得压缩弹簧3进一步压缩。
所述外筒体1的轴向滑槽为U形滑槽。
所述内筒体2的轴向滑槽为U形滑槽。
所述外筒体1和内筒体2的轴向滑槽为2个。
所述限位块一4A，限位块二4B为销子或螺钉。
本发明具有的优点和有益效果：本发明一种双向弹簧预紧机构，使用单个弹簧实现了完全均衡的双向预紧，原理精妙，减少了部件数量，降低了机构的复杂度，提高了可靠性；其次，用单弹簧代替了双弹簧，使机构整体的体积、重量均大幅度减小，更适合于空间紧凑及重量要求严苛的场合；再次，本双向弹簧预紧机构结构清晰、装配简单、易于加工制造、成本低廉，有利于批量生产和推广使用。
附图说明
图1是本发明一种双向弹簧预紧机构的结构原理示意图。
其中，1-外筒体、2-内筒体、3-压缩弹簧、4A-限位块一、4B-限位块二、5-压板、6-活塞。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细的说明。
一种双向弹簧预紧机构，所述结构包括外筒体1，内筒体2，压缩弹簧3，限位块一4A，限位块二4B，压板5，活塞6；
外筒体1是一侧带有开口的中空筒体，外筒体1的筒壁内侧设置有轴向滑槽；
内筒体2是一侧带有开口的中空筒体，内筒体2的筒壁内侧设置有轴向滑槽，内筒体2滑槽宽度与外筒体1滑槽宽度一致，内筒体2滑槽长度大于外筒体1滑槽长度；内筒体2安装于外筒体1内，内筒体2滑槽与外筒体1滑槽的位置相对应，且内筒体2的开口方向与外筒体1的开口方向一致；内筒体2的筒壁外侧与外筒体1的筒壁内侧间隙配合，内筒体2能够在外筒体1内沿外筒体1的轴向做往复运动；
内筒体2的内部轴向放置有压缩弹簧3，压缩弹簧3的两端磨平，在内筒体2内部被压紧时不会发生倾转；
压板5设置在内筒体2的内部，压板5的一个端面压在压缩弹簧3上，压板5的侧面与内筒体2的筒壁内侧间隙配合，压板5能够在内筒体2内沿内筒体2的轴向做往复运动；
压板5的圆周面上固定设置有2个对称的限位块一4A，2个限位块一4A同时伸入外筒体1、内筒体2的滑槽内，2个限位块一4A能够在外筒体1、内筒体2的滑槽内沿内筒体2的轴向做往复运动；
活塞6设置在内筒体2的内部，活塞6的一个端面压在压板5的另一个端面上，活塞6与内筒体2的筒壁内侧间隙配合，活塞6能够在内筒体2内沿内筒体2的轴向做往复运动；
2个限位块二4B固定设置在内筒体2筒壁内侧且靠近开口的对称位置；2个限位块二4B与活塞6的另一个端面相贴合；
将活塞6向内筒体2底部推动时，活塞6推动压板5，使得压缩弹簧3进一步压缩；
将活塞6向筒体2开口方向拉动时，活塞6通过限位块二4B拉动内筒体2向外筒体1的开口方向运动，限位块一4A限制压板5向外筒体1的开口方向运动，使得压缩弹簧3进一步压缩。
所述外筒体1的轴向滑槽为U形滑槽。
所述内筒体2的轴向滑槽为U形滑槽。
所述外筒体1和内筒体2的轴向滑槽为2个。
所述限位块一4A，限位块二4B为销子或螺钉。
实施例一
一种双向弹簧预紧机构，结构包括外筒体1，内筒体2，压缩弹簧3，限位块一4A，限位块二4B，压板5，活塞6；
外筒体1是一侧带有开口的中空筒体，外径20mm，轴向长度17.5mm，内孔径17mm，孔深16mm；外筒体1的筒壁内侧距底部4mm处设置有对称的2个轴向U形滑槽，滑槽宽度2mm，长度6mm；
内筒体2是一侧带有开口的中空筒体，外径16.5mm，轴向长度14.5mm，内孔径14mm，孔深13.5mm；内筒体2的筒壁内侧距底部3mm处设置有对称的2个轴向U形滑槽，滑槽宽度2mm，长度7mm；
内筒体2安装于外筒体1内，内筒体2滑槽与外筒体1滑槽的位置相对应，且内筒体2的开口方向与外筒体1的开口方向一致；内筒体2能够在外筒体1内沿外筒体1的轴向做往复运动；
内筒体2的内部轴向放置有压缩弹簧3；压缩弹簧3外径12.8mm，自由高度6.3mm，刚度1.95N/mm；
压板5设置在内筒体2的内部，压板5外径13.5mm，高度3mm，压板5的一个端面压在压缩弹簧3上；
压板5的圆周面上固定设置有2个对称的限位块一4A，限位块一4A直径2mm，突出高度2mm，2个限位块一4A分别同时伸入外筒体1、内筒体2的滑槽内，限位块一4A在外筒体1、内筒体2的滑槽内沿内筒体2的轴向做往复运动；
活塞6设置在内筒体2的内部，活塞6外径13.5mm，高度2.5mm，带有直径4mm、长7mm的导杆，活塞6的一个端面压在压板5的另一个端面上，活塞6能够在内筒体2内沿内筒体2的轴向做往复运动；
2个限位块二4B固定设置在内筒体2筒壁内侧且靠近开口的对称位置，限位块二4B直径2mm，突出高度2mm；限位块二4B与活塞6的另一个端面相贴合；
将活塞6向内筒体2底部推动时，活塞6推动压板5，使得压缩弹簧3进一步压缩；
将活塞6向内筒体2开口方向拉动时，活塞6通过限位块二4B拉动内筒体2向外筒体1的开口方向运动，限位块一4A限制压板5向远离外筒体1的开口方向运动，使得压缩弹簧3进一步压缩。
实施例二
一种双向弹簧预紧机构，结构包括外筒体1，内筒体2，压缩弹簧3，限位块一4A，限位块二4B，压板5，活塞6；
外筒体1是一侧带有开口的中空筒体，外径35mm，轴向长度26mm，内孔径31mm，孔深24mm；外筒体1的筒壁内侧距底部6.5mm处设置有均匀分布的3个轴向U形滑槽，滑槽宽度3mm，长度9mm；
内筒体2是一侧带有开口的中空筒体，外径30.5mm，轴向长度23mm，内孔径26.5mm，孔深21mm；内筒体2的筒壁内侧距底部4mm处设置有均匀分布的3个轴向U形滑槽，滑槽宽度2mm，长度11mm；
内筒体2安装于外筒体1内，内筒体2滑槽与外筒体1滑槽的位置相对应，且内筒体2的开口方向与外筒体1的开口方向一致；内筒体2能够在外筒体1内沿外筒体1的轴向做往复运动；
内筒体2的内部轴向放置有压缩弹簧3；压缩弹簧3外径22mm，自由高度9.4mm，刚度10.33N/mm；
压板5设置在内筒体2的内部，压板5外径26mm，高度3.5mm，压板5的一个端面压在压缩弹簧3上；
压板5的圆周面上固定设置有3个均匀分布的限位块一4A，限位块一4A直径3mm，突出高度4mm，2个限位块一4A分别同时伸入外筒体1、内筒体2的滑槽内，限位块一4A在外筒体1、内筒体2的滑槽内沿内筒体2的轴向做往复运动；
活塞6设置在内筒体2的内部，活塞6外径26mm，高度3.5mm，带有直径7mm、长8mm的导杆，活塞6的一个端面压在压板5的另一个端面上，活塞6能够在内筒体2内沿内筒体2的轴向做往复运动；
3个限位块二4B均匀设置在内筒体2筒壁内侧且靠近开口的位置，限位块二4B直径3mm，突出高度3mm；限位块二4B与活塞6的另一个端面相贴合；
将活塞6向内筒体2底部推动时，活塞6推动压板5，使得压缩弹簧3进一步压缩；
将活塞6向内筒体2开口方向拉动时，活塞6通过限位块二4B拉动内筒体2向外筒体1的开口方向运动，限位块一4A限制压板5向远离外筒体1的开口方向运动，使得压缩弹簧3进一步压缩。

Claims (5)

1.一种双向弹簧预紧机构，其特征在于，所述结构包括外筒体(1)，内筒体(2)，压缩弹簧(3)，限位块一(4A)，限位块二(4B)，压板(5)，活塞(6)；
外筒体(1)是一侧带有开口的中空筒体，外筒体(1)的筒壁内侧设置有轴向滑槽；
内筒体(2)是一侧带有开口的中空筒体，内筒体(2)的筒壁内侧设置有轴向滑槽，内筒体(2)滑槽宽度与外筒体(1)滑槽宽度一致，内筒体(2)滑槽长度大于外筒体(1)滑槽长度；内筒体(2)安装于外筒体(1)内，内筒体(2)滑槽与外筒体(1)滑槽的位置相对应，且内筒体(2)的开口方向与外筒体(1)的开口方向一致；内筒体(2)的筒壁外侧与外筒体(1)的筒壁内侧间隙配合，内筒体(2)能够在外筒体(1)内沿外筒体(1)的轴向做往复运动；
内筒体(2)的内部轴向放置有压缩弹簧(3)；
压板(5)设置在内筒体(2)的内部，压板(5)的一个端面压在压缩弹簧(3)上，压板(5)的侧面与内筒体(2)的筒壁内侧间隙配合，压板(5)能够在内筒体(2)内沿内筒体(2)的轴向做往复运动；
压板(5)的圆周面上固定设置有限位块一(4A)，限位块一(4A)同时伸入外筒体(1)、内筒体(2)的滑槽内，限位块一(4A)在外筒体(1)、内筒体(2)的滑槽内沿内筒体(2)的轴向做往复运动；
活塞(6)设置在内筒体(2)的内部，活塞(6)的一个端面压在压板(5)的另一个端面上，活塞(6)与内筒体(2)的筒壁内侧间隙配合，活塞(6)能够在内筒体(2)内沿内筒体(2)的轴向做往复运动；
限位块二(4B)固定设置在内筒体(2)筒壁内侧且靠近开口的位置；限位块二(4B)与活塞(6)的另一个端面相贴合；
将活塞(6)向内筒体(2)底部推动时，活塞(6)推动压板(5)，进而使得压缩弹簧(3)进一步压缩；
将活塞(6)向内筒体(2)开口方向拉动时，活塞(6)通过限位块二(4B)拉动内筒体(2)向外筒体(1)的开口方向运动，限位块一(4A)限制压板(5)向外筒体(1)的开口方向运动，进而使得压缩弹簧(3)进一步压缩。
2.根据权利要求1所述的一种双向弹簧预紧机构，其特征在于，所述外筒体(1)的轴向滑槽为U形滑槽。
3.根据权利要求1或2所述的一种双向弹簧预紧机构，其特征在于，所述内筒体(2)的轴向滑槽为U形滑槽。
4.根据权利要求1或2所述的一种双向弹簧预紧机构，其特征在于，所述外筒体(1)和内筒体(2)的轴向滑槽为2个。
5.根据权利要求1或2所述的一种双向弹簧预紧机构，其特征在于：所述限位块一(4A)，限位块二(4B)为销子或螺钉。
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