貼片式自由梁復合彎振工作模式的可解鎖螺母，它屬于利用螺紋副連接的緊固件及傳動件領域。它是為了方便、快速、靈活地實現螺紋副間自鎖與解鎖兩種工作狀態的轉換與控制。它的自由梁狀態的螺母基體的外圓面上，繞圓周方向設置有多個兩兩相對的平面，每個平面上都設置有一片它激式伸縮片，所述它激式伸縮片的伸縮方向與自由梁狀態的螺母基體的軸線平行；所述它激式伸縮片的它激頻率在超聲波頻段內；多片它激式伸縮片的它激驅動方式為行波激振工作模式或駐波激振工作模式。本發明專利技術能在它激式伸縮片輸入它激驅動信號時，使螺母基體的自鎖工作狀態改變為解鎖工作狀態，即螺紋副間的摩擦系數大幅度減小，使螺母基體與螺桿之間的自鎖工作狀態消失。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于利用螺紋副連接的緊固件及傳動件領域。
技術介紹
基于螺紋副形式的緊固件與傳動件在當今各行業中的裝備、系統、裝置及機構中應用十分廣泛。對于螺紋副連接副來講，主要存在兩種工作狀態，分別為螺紋自鎖狀態和非自鎖狀態，其中后者也可稱為解鎖狀態。對于螺紋副的自鎖工作狀態，所采用的螺紋副一般應滿足螺紋自鎖條件，即螺紋升角小于螺紋副間的當量摩擦角，主要應用場合為零部件的緊固、滑動傳動導軌以及進行力傳遞的千斤頂等方面；對于螺紋副的解鎖工作狀態，即滿足螺紋升角大于螺紋副間的當量摩擦角，主要是利用螺母與螺桿間的旋合傳遞系統的運動和動力輸出，具體體現在以下三個方面，一是實現旋轉運動與直線運動間的轉換，二是用于調整系統中各零部件間的相互位置，三是以較小的輸入轉矩獲得較大的輸出推力等。目前，對于螺紋副間自鎖與解鎖兩種工作狀態的轉換與控制，往往需要同時采用具有自鎖功能的自鎖螺母與相應解鎖機構聯合工作才能實現，這類通過附加解鎖結構方式實現螺紋副的自鎖與解鎖狀態轉換功能的機構存在結構復雜、操作繁瑣、制作成本高等問題，限制了螺紋副緊固件與傳動件的應用場合。
技術實現思路
為了方便、快速、靈活地實現螺紋副間自鎖與解鎖兩種工作狀態的轉換與控制，本專利技術提出了一種貼片式自由梁復合彎振工作模式的可解鎖螺母。所述貼片式自由梁復合彎振工作模式的可解鎖螺母，是由自由梁狀態的螺母基體、多片它激式伸縮片組成； 自由梁狀態的螺母基體的內圓面上設置有內螺紋，自由梁狀態的螺母基體的內螺紋中旋轉連接有螺桿，內螺紋的螺紋升角小于內螺紋與螺桿連接螺紋副間的當量摩擦角；自由梁狀態的螺母基體的外圓面上，繞圓周方向設置有多個兩兩相對的平面，每個平面上都設置有一片它激式伸縮片，并使每片它激式伸縮片的一個平面都與平面連接；所述它激式伸縮片的伸縮方向與自由梁狀態的螺母基體的軸線平行；自由梁狀態的螺母基體外表面上設置有多個用于固定的安裝孔，每個安裝孔的具體位置分別在每個它激式伸縮片伸縮方向的兩端附近；所述它激式伸縮片的它激頻率在超聲波頻段內；多片它激式伸縮片的它激驅動方式為行波激振工作模式或駐波激振工作模式；所述行波激振工作模式為每兩個相對平面上的它激式伸縮片的驅動相位差180度，每兩個相對平面上的它激式伸縮片以圓周相鄰依次驅動，圓周相鄰平面上的它激式伸縮片的驅動相位差90度；所述駐波激振工作模式為每個或幾個它激式伸縮片可單獨或成組驅動，每個或每組它激式伸縮片的驅動相位差可為0度。本專利技術能在它激式伸縮片輸入它激驅動信號時，使螺母基體的自鎖工作狀態改變為解鎖工作狀態，即螺紋副間的摩擦系數大幅度減小，使螺母基體與螺桿之間的自鎖工作狀態消失。本專利技術還具有結構簡單、制作成本低、應用范圍廣的優點，可用于機械傳動系統中的通斷、定位及速度控制等方面，擴展了螺紋副緊固件與傳動件的應用領域。附圖說明圖1是本專利技術的貼片式自由梁復合彎振工作模式的可解鎖螺母中旋轉連接有螺桿1-4后的結構示意 圖2是圖1中A-A向剖視結構示意圖。具體實施例方式具體實施方式一:參見圖1、圖2進行說明，本具體實施方式是由自由梁狀態的螺母基體1、多片它激式伸縮片2組成； 自由梁狀態的螺母基體I的內圓面上設置有內螺紋1-2，自由梁狀態的螺母基體I的內螺紋1-2中旋轉連接有螺桿1-4，內螺紋1-2的螺紋升角小于內螺紋1-2與螺桿1-4連接螺紋副間的當量摩擦角；自由梁狀態的螺母基體I的外圓面上，繞圓周方向設置有多個兩兩相對的平面1-1，每個平面1-1上都設置有一片它激式伸縮片2，并使每片它激式伸縮片2的一個平面都與平面1-1連接；所述它激式伸縮片2的伸縮方向與自由梁狀態的螺母基體I的軸線平行；自由梁狀態的螺母基體I外表面上設置有多個用于固定的安裝孔1-3，每個安裝孔1-3的具體位置分別在每個它激式伸縮片2伸縮方向的兩端附近；所述它激式伸縮片2的它激頻率在超聲波頻段內；多片它激式伸縮片2的它激驅動方式為行波激振工作模式或駐波激振工作模式；所述行波激振工作模式為每兩個相對平面1-1上的它激式伸縮片2的驅動相位差180度，每兩個相對平面1-1上的它激式伸縮片2以圓周相鄰依次驅動，圓周相鄰平面1-1上的它激式伸縮片2的驅動相位差90度；所述駐波激振工作模式為每個或幾個它激式伸縮片2可單獨或成組驅動，每個或每組它激式伸縮片2的驅動相位差可為0度。具體實施方式二:參見圖1、圖2進行說明，本實施方式與具體實施方式一的不同點在于所述它激式伸縮片2為壓電伸縮片，其驅動頻率與自由梁狀態的螺母基體I的共振頻率相吻合或相近，以此激發自由梁狀態的螺母基體I處于超聲振動狀態；壓電伸縮片的驅動電信號波形可為正弦波形交流電信號、方波形交流電信號、三角波形交流電信號或鋸齒形交流電信號。其它組成和連接關系與具體實施方式一相同。具體實施方式三:參見圖1、圖2進行說明，本實施方式與具體實施方式一的不同點在于所述它激式伸縮片2為磁致伸縮片、光致伸縮片或熱致伸縮片。其它組成和連接關系與具體實施方式一相同。具體實施方式四:參見圖1、圖2進行說明，本實施方式與具體實施方式一的不同點在于所述自由梁狀態的螺母基體I的內螺紋1-2和螺桿1-4的外螺紋可為梯形螺紋、三角形螺紋、矩形螺紋、鋸齒形螺紋、管螺紋或非標螺紋。其它組成和連接關系與具體實施方式一相同。 工作原理:貼片式自由梁復合彎振工作模式的可解鎖螺母主要是通過它激式伸縮片激勵可解鎖螺母處于高頻率(頻率一般大于1000 Hz)的微幅振動狀態，利用高頻振動所產生的減摩效應降低可解鎖螺母與螺桿間的摩擦系數，破壞螺紋副間的自鎖條件，使得可解鎖螺母處于解鎖工作狀態。由超聲頻率內(頻率一般大于13 kHz)的微幅振動所導致的超聲減摩效應是高頻振動的減摩效應中的一種，主要是指在兩個運動副處于摩擦狀態時，通過超聲振動的施加使得其中一個或兩個接觸表面處于超聲振動狀態而導致接觸面間摩擦系數減小的現象，目前這一現象已經被大量的實驗研究所證實，本專利技術主要利用高頻振動產生的減摩效應這一原理進行工作。同時通過振動耦合的方式在可解鎖螺母與螺桿間的螺紋副表面疊加產生運動行波，該運動行波可進一步為可解鎖螺母與螺桿提供相對運動或運動趨勢，因此可以更好的實現可解鎖螺母的自鎖與解鎖兩種工作狀態的轉換與控制。貼片式自由梁復合彎振工作模式的可解鎖螺母主要利用可解鎖螺母的沿軸線方向的第m階(m為正整數)、沿圓周方向第n階(n為大于I的正整數)的CB (m，n)復合彎曲振動模態進行工作。可解鎖螺母處于CB (m，n)復合彎曲振動模態時，其表現為沿圓周方向存在n對滿足空間正交關系的軸向為m階的彎振變形，此時處于解鎖工作狀態的可解鎖螺母與螺桿間存在n條平行于軸線的接觸母線，提高了可解鎖螺母的承載能力及運動控制的穩定性。本文檔來自技高網...
【技術保護點】
貼片式自由梁復合彎振工作模式的可解鎖螺母，其特征在于它是由自由梁狀態的螺母基體（1）、多片它激式伸縮片（2）組成；自由梁狀態的螺母基體（1）的內圓面上設置有內螺紋（1?2），自由梁狀態的螺母基體（1）的內螺紋（1?2）中旋轉連接有螺桿（1?4），內螺紋（1?2）的螺紋升角小于內螺紋（1?2）與螺桿（1?4）連接螺紋副間的當量摩擦角；自由梁狀態的螺母基體（1）的外圓面上，繞圓周方向設置有多個兩兩相對的平面（1?1），每個平面（1?1）上都設置有一片它激式伸縮片（2），并使每片它激式伸縮片（2）的一個平面都與平面（1?1）連接；所述它激式伸縮片（2）的伸縮方向與自由梁狀態的螺母基體（1）的軸線平行；自由梁狀態的螺母基體（1）外表面上設置有多個用于固定的安裝孔（1?3），每個安裝孔（1?3）的具體位置分別在每個它激式伸縮片（2）伸縮方向的兩端附近；所述它激式伸縮片（2）的它激頻率在超聲波頻段內；多片它激式伸縮片（2）的它激驅動方式為行波激振工作模式或駐波激振工作模式；所述行波激振工作模式為每兩個相對平面（1?1）上的它激式伸縮片（2）的驅動相位差180度，每兩個相對平面（1?1）上的它激式伸縮片（2）以圓周相鄰依次驅動，圓周相鄰平面（1?1）上的它激式伸縮片（2）的驅動相位差90度；所述駐波激振工作模式為每個或幾個它激式伸縮片（2）可單獨或成組驅動，每個或每組它激式伸縮片（2）的驅動相位差可為0度。...
【技術特征摘要】
1.貼片式自由梁復合彎振工作模式的可解鎖螺母，其特征在于它是由自由梁狀態的螺母基體(I)、多片它激式伸縮片(2)組成； 自由梁狀態的螺母基體(I)的內圓面上設置有內螺紋(1-2)，自由梁狀態的螺母基體(1)的內螺紋(1-2)中旋轉連接有螺桿(1-4)，內螺紋(1-2)的螺紋升角小于內螺紋(1-2)與螺桿(1-4)連接螺紋副間的當量摩擦角；自由梁狀態的螺母基體(I)的外圓面上，繞圓周方向設置有多個兩兩相對的平面(1-1)，每個平面(1-1)上都設置有一片它激式伸縮片(2)，并使每片它激式伸縮片(2)的一個平面都與平面(1-1)連接；所述它激式伸縮片(2)的伸縮方向與自由梁狀態的螺母基體(I)的軸線平行；自由梁狀態的螺母基體(I)外表面上設置有多個用于固定的安裝孔(1-3)，每個安裝孔(1-3)的具體位置分別在每個它激式伸縮片(2)伸縮方向的兩端附近；所述它激式伸縮片(2)的它激頻率在超聲波頻段內；多片它激式伸縮片(2)的它激驅動方式為行波激振工作模式或駐波激振工作模式；所述行波激振工作模式為每兩個相對平面(1-1)上的它激式伸縮片(2)...
【專利技術屬性】
技術研發人員：程廷海，包鋼，唐晚靜，
申請(專利權)人：哈爾濱工業大學，
類型：發明
國別省市：
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