[实用新型]差动测微结构

说明书

                           技术领域

本实用新型涉及长度测量器具中的一种测微结构，尤其涉及外径千分尺和测微头等结构中使用的一种测微结构。

                           背景技术

测微结构是长度测微量具的核心。现有的外径千分尺和测微头等测微量具中，进给机构有两种形式，一种是旋转式进给机构，另一种是直进式进给机构。旋转式进给机构是利用螺旋副传动原理，把旋转变成直线位移进行长度测，并通过微分筒和固定套上的刻度线进行读数细分，此即外径千分尺和测微头的读数原理。传统的测微旋转式进给机构为单螺旋副，由于自身结构所限，以往的微米外径千分尺是在普通外径千分尺的固定套管外缘周向再加刻游标线进行读数细分，由于游标线不像游标卡尺那样分布在平面上，而是刻在圆周上，因此不仅读数很不方便，而且容易产生读数误差，比如在φ14.7mm的外圆上加刻5条或10条游标线，其圆周转角约60多度，在这样的弧度视角范围观察刻度线很难排除视差的影响。如果继续减小螺距，从工艺和制造上是不可取的。本实用新型从改进螺旋副结构角度出发，构思出一种能够保证读数精度，而且读数方便的结构，以克服传统游标式读数的不足。

                          发明内容

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种差动测微结构，其旋转进给机构由螺旋机构构成，所述螺旋机构由主、从两副螺旋副串联叠加成差动螺旋机构，主、从两副螺旋副的螺纹旋向相同，且主螺旋副的螺距大于从螺旋副的螺距。

上述技术方案的有关内容解释如下：

1、所述“主螺旋副”是指与微分筒连接的螺旋副；“从螺旋副”是指由主螺旋副带动的从动螺旋副，具体指与测头连接的螺旋副。

上述技术方案中，所述主、从两副螺旋副串联叠加包含以下两种方案：

1、主螺旋副由内螺纹和外螺纹组成，从螺旋副由内螺纹和外螺纹组成，但相互的连接关系是：主螺旋副的内螺纹构件固定，外螺纹构件作为旋转体并与从螺旋副的内螺纹构件固定连接，以此构成差动螺旋机构，参见附图1所示。

这种方案具体结构可以是主螺旋副中的主螺杆一端设有孔，孔中设有从螺旋副的内螺纹，该内螺纹与从螺旋副中的从螺杆配合，从螺杆的一端为测杆。该结构为最佳方案，效果最好。

2、主螺旋副由内螺纹和外螺纹组成，从螺旋副由内螺纹和外螺纹组成，但相互的连接关系是：主螺旋副的内螺纹构件固定，外螺纹构件作为旋转体并与从螺旋副的外螺纹构件固定连接，以此构成差动螺旋机构，参见附图6所示。

这种方案具体结构可以是主螺旋副中的主螺杆与从螺旋副中的从螺杆轴向固定，从螺杆与从螺旋副中的内螺纹配合，该内螺纹构件的一端为测杆。

本实用新型工作原理是：采用两副螺旋副构成差动螺旋机构，利用差动螺旋机构直线差动位移的特点，缩小测杆轴向位移量L与主螺杆转动角φ的比例，然后在微分筒上细分，这样可以直接在刻度套管上读取毫米和丝米数，在微分筒上读取忽米和微米数，改变了传统利用游标来读取微米的原理。

差动螺旋机构主螺杆转动角与轴向位移关系的数学表达式为：

L＝φ/2π(S-S₁)

式中：L—测杆轴向位移

      φ—主螺杆转动角

      S—主螺杆螺距

      S₁—测杆螺距

由上式可知，当主、从螺旋副螺纹旋向相同，而S与S₁相差很小时，位移L可以很小。比如与微分筒相固定的主螺杆的螺距为0.5mm，而测杆上的小螺杆的螺距为0.4mm，测杆被限制转动只能直线移动，当主螺杆旋转一周时其轴向位移为0.5mm，与主螺杆螺孔相配合的测杆相对向后位移了0.4mm，此时测杆的实际直线位移为0.5-0.4＝0.1mm。与主螺杆相固定的微分筒圆周上刻50个分度，微分筒上旋转一个刻度时其测杆的轴向位移为(0.5-0.4)/50＝0.002mm。此即差动微米读数值。

由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：

1、无游标刻线，其读数部分与普通外径千分尺一样，但与普通外径千分尺不同之处是可读出微米数(普通外径千分尺一般每格是0.01mm，而差动测微结构同样大小的一格是0.002mm)，因而较传统微米外径千分尺而言读数方便，不易产生读数误差。