本發明屬于零件的裝夾、安裝技術領域，尤其涉及一種可軸向進行柔性或者剛性頂緊的機構。

背景技術：

很多設備都涉及到頂緊機構，最常見的諸如機床尾座的頂尖，由絲杠軸向傳動頂尖，頂緊軸類等零件，屬于一種剛性頂緊裝置，而在實際生產應用中，還經常要用到柔性的頂緊裝置，以便給零件或者整體結構一個緩沖時間，保證結構的穩定性，避免剛性沖擊損壞，在于一定條件下系統或者零件所受的安裝頂緊力需要在柔性和剛性之間切換，以適應不同工作需要，例如在設備運行之初，傳動軸與驅動裝置連接后，啟動的瞬間會產生強大的剛性沖擊載荷，對于一些設備則極易產生損壞，影響其穩定性和使用壽命，而在啟動運行過程中，為了保持穩定，又需要使傳動系統內部的某些零件之間變成剛性傳動，同時提高機械效率。

技術實現要素：

本發明的目的在于解決上述技術問題，提供一種軸向頂緊裝置，該裝置不但可以選擇性地對軸類等零件起到柔性或者剛性的頂緊、支撐，還可以對柔性力的載荷范圍進行設置。

本發明的技術方案如下：

一種軸向頂緊裝置，包括頂尖軸，所述頂尖軸由上至下依次包括同軸相連的頂端為圓錐狀的頂尖段、軸肩段和光軸段，所述軸肩段的直徑大于所述軸尖段和光軸段的直徑，在所述頂尖軸內沿其軸向設有一道貫通頂尖軸上下兩端的通孔，所述通孔由上至下依次包括彼此同軸相連通的圓錐孔、小光孔、螺紋孔、大光孔；所述圓錐孔的大端面直徑不小于所述小光孔的直徑，所述小光孔、螺紋孔、大光孔的直徑依次遞增。

還包括頂緊螺栓，所述頂緊螺栓穿過所述大光孔后向上擰入所述螺紋孔內，在所述大光孔內的頂緊螺栓上套有第一平墊和第二平墊，所述第一平墊的外圓直徑大于所述螺紋孔的直徑，在所述第一平墊和第二平墊之間設有套在頂緊螺栓上的預緊彈簧。

所述小光孔內設有可在小光孔內自由滑動的小圓柱，在所述頂緊螺栓和小圓柱之間的小光孔內還設有可在小光孔內自由滑動的頂緊彈簧。

在所述圓錐孔內設有直徑小于所述小光孔直徑的鋼珠，所述頂緊螺栓向上擰動時通過所述頂緊彈簧推動小圓柱將所述鋼珠的一部分頂出所述圓錐孔的開口端。

在所述頂緊螺栓內還設有貫通其上下端面的螺紋通孔，在該螺紋通孔內設有頂緊螺柱，所述頂緊螺柱豎直向上擰動時可推動所述小圓柱將所述鋼珠的一部分頂出所述圓錐孔的開口端。

進一步地，所述頂緊螺栓為內六角螺栓，在其螺帽的六角形凹槽底部開有所述螺紋通孔，所述頂緊螺柱位于所述六邊形凹槽底部的一端設有凹陷的小六邊形凹槽。

進一步地，所述頂緊螺栓上的螺紋為細牙螺紋。

進一步地，所述第一平墊和第二平墊之間的頂緊螺栓的部分為光軸段。

進一步地，所述頂緊螺柱的上端設有圓柱狀的硬質橡膠墊，所述硬質橡膠墊緊密地嵌于頂緊螺柱的上端面。

進一步地，所述圓錐孔的大端面即所述小光孔的上端口。

進一步地，所述圓錐孔的錐角為90～110度。

進一步地，所述小圓柱的頂端嵌有硬質合金制成的圓柱狀的凸圓柱，所述凸圓柱與所述小圓柱同軸，凸圓柱與所述小光孔間隙配合。

進一步地，所述鋼珠表面鍍硬鉻。

本發明的有益效果：本發明可以安裝在需要頂緊的諸如軸之類的零部件上，使用時，將軸尖段伸入零件的端面，并在相應端面設置相配合的圓錐孔，孔底為容納鋼珠伸出球面的球面孔底，需要柔性頂緊，起過載保護時，將頂緊螺柱從小光孔內退出一段，然后依靠頂緊彈簧來支撐鋼珠，其過載保護程度或者柔性頂緊力的最大臨界值可以通過設置頂緊螺柱可伸入小光孔的長度還設置，需要在很大的柔性力范圍內發揮頂緊作用、緩沖時，頂緊螺柱的伸入小光孔的長度要盡可能地小，反之亦然。而在需要直接剛性頂緊、支撐時，則將頂緊螺柱直接擰至與小圓柱底端面相接觸即可。

由此可見，本發明不但可以選擇性地對軸類等零件起到柔性或者剛性的頂緊、支撐，還可以對柔性力的載荷范圍進行設置，且其操作方式簡單、整體結構可靠。由于本發明結構簡單緊湊，在使用時，只需做適應性的結構設計即可，簡單易行。

附圖說明

圖1為本發明結構示意圖。

圖2為鋼珠設置在軸尖段的圓錐孔內時的結構示意圖。

圖3為未設置鋼珠時的軸尖段結構示意圖。

圖4為頂緊螺栓剖視圖。

具體實施方式

以下由特定的具體實施例說明本發明的實施方式，熟悉此技術的人士可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本發明的其他優點及功效。

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明：

如圖1—4所示，一種軸向頂緊裝置，包括頂尖軸，所述頂尖軸由上至下依次包括同軸相連的頂端為圓錐狀的頂尖段15、軸肩段16和光軸段17，所述軸肩段16的直徑大于所述軸尖段15和光軸段17的直徑，頂尖段15用于伸入軸類或其他零件的端面，將零件頂緊；軸肩段16上端面用于頂尖段15伸入所需頂緊的零件端面時的軸向定位，光軸段17則可用于安裝軸承之類的回轉零件，以便實現軸的豎直靈活轉動。在所述頂尖軸內沿其軸向設有一道貫通頂尖軸上下兩端的通孔，所述通孔由上至下依次包括彼此同軸相連通的圓錐孔1801、小光孔1802、螺紋孔1803、大光孔1804；所述圓錐孔1801的大端面直徑不小于所述小光孔1802的直徑，所述小光孔1802、螺紋孔1803、大光孔1804的直徑依次遞增。

還包括頂緊螺栓19，所述頂緊螺栓19穿過所述大光孔1804后向上擰入所述螺紋孔1803內，在所述大光孔1804內的頂緊螺栓19上套有第一平墊20和第二平墊21，所述第一平墊20的外圓直徑大于所述螺紋孔1803的直徑，在所述第一平墊20和第二平墊21之間設有套在頂緊螺栓19上的預緊彈簧22，以便預緊彈簧22的兩端均勻穩定地頂在第一平墊20和第二平墊21上，提高頂緊螺栓19的聯接牢靠度。

所述小光孔1802內設有可在小光孔1802內自由滑動的小圓柱23，在所述頂緊螺栓19和小圓柱23之間的小光孔1802內還設有可在小光孔1802內自由滑動的頂緊彈簧24，頂緊彈簧24的外徑略小于小光孔1802的孔徑，以便頂緊彈簧24更好地在小光孔1802內壁的導向作用下滑動。

在所述圓錐孔1801內設有直徑小于所述小光孔直徑的鋼珠25，以便鋼珠25可以從大光孔1804內灌入最后抵達圓錐孔1801內，所述頂緊螺栓19向上擰動時通過所述頂緊彈簧24推動小圓柱23將所述鋼珠25的一部分頂出所述圓錐孔1801的開口端。

在所述頂緊螺栓19內還設有貫通其上下端面的螺紋通孔，在該螺紋通孔內設有頂緊螺柱26，頂緊螺柱26可豎直向上擰出頂緊螺柱26的上端面并伸入所述頂緊彈簧24內，所述頂緊螺柱26豎直向上擰動時可推動所述小圓柱23將所述鋼珠25的一部分頂出所述圓錐孔1801的開口端。

進一步地，所述頂緊螺栓19為內六角螺栓，在其螺帽的六角形凹槽底部開有所述螺紋通孔，所述頂緊螺柱26位于所述六邊形凹槽底部的一端設有凹陷的小六邊形凹槽。以便更方便地對頂緊螺栓19進行調節，同時本身具有的六邊形凹槽可以用來繼續開設所述螺紋通孔，并在頂緊螺柱26設置相應的小的六邊形凹槽，以直接使用內六角扳手安裝。

進一步地，所述頂緊螺栓19上的螺紋為細牙螺紋。細牙螺紋的螺距較小，調節更為細微均勻，以便鋼珠25更加適當地頂在相應零件的端面上。

進一步地，所述第一平墊20和第二平墊21之間的頂緊螺栓19的部分為光軸段，以便安裝預緊彈簧22和兩塊平墊，在實際制作時根據調節范圍確定光軸段的長度。

進一步地，所述頂緊螺柱26的上端設有圓柱狀的硬質橡膠墊27，所述硬質橡膠墊27緊密地嵌于頂緊螺柱26的上端面，采用硬質橡膠27能使頂緊螺柱26更密實地與小圓柱23的底面相接，提升傳力的均勻穩定性。

進一步地，所述圓錐孔1801的大端面即所述小光孔1802的上端口，以便在制作時一體成型，采用相應錐角值的鉆頭直接鉆成，保證二者之間的同軸度，同時使鋼珠25更準確快速地進入圓錐孔1801內，順利地被小圓柱23頂出圓錐孔1801的開口處。

進一步地，所述圓錐孔1801的錐角為90～110度，此種錐角下，頂尖段15和鋼珠25伸入到軸類等其他零件端面配合時更為穩定可靠。

進一步地，所述小圓柱23的頂端嵌有硬質合金制成的圓柱狀的凸圓柱28，所述凸圓柱28與所述小圓柱23同軸，凸圓柱28與所述小光孔1802間隙配合，由于小圓柱23經常在小光孔1802內自由滑動，且更重要的是直接與鋼珠25直接接觸承壓，因此屬于易損件，為提高其工藝性和經濟性，特將小圓柱23做成可拆卸的兩段形式，即在小圓柱23的頂端承插連接有凸圓柱28，便于制作時僅對凸圓柱28的尺寸精度和表面粗糙度進行精確控制，降低成本，提升工藝性；且凸圓柱28與所述小光孔1802間隙配合，其間隙配合量一般不超過常用間隙配合公差值，宜取單邊間隙0.05—0.08mm。

進一步地，所述鋼珠25表面鍍硬鉻；這是因為鋼珠25直接與零件接觸，其表面硬度必須要高，而且耐磨，否則鋼珠25極易表面破損或者整體變形導致與零件的軸線不共線而使諸如豎直安裝的軸等零件受到斜向力，導致零件偏擺。

上述實施例僅例示性說明本發明的原理及其功效，而非用于限制本發明。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本發明的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術領域中具有通常知識者在未脫離本發明所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本發明的權利要求所涵蓋。