CN101708771A - 一种具有面齿轮传动的舵机摆动机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种传动性能好，结构简单的具有面齿轮传动的舵机摆动机构，其包括动力输入机构、驱动机构和偏心杠杆，所述动力输入机构与所述驱动机构相连，所述偏心杠杆与所述驱动机构相连，所述偏心杠杆的输入端固定连接一直齿渐开线圆柱齿轮，所述直齿渐开线圆柱齿轮与一面齿轮相互啮合。
Description
技术领域
本发明涉及一种舵机摆动机构，尤其涉及一种具有面齿轮传动的舵机摆动机构。
背景技术
舵机是火箭、导弹、舰艇以及船舶平舵摆动机构的关键组成部分。为适应运载能力要求不断提高的需求，因此迫切需要在设计空间受限且要求小动力输入大转矩输出的执行部件。
理论结果表明，采用偏心杠杆驱动舵机摆动，可实现小动力输入大转矩输出的功能，在设计空间受限且要求大转矩输出的场合优势显著。现有的利用偏心杠杆实现舵机摆动的传动机构是锥齿轮副传动机构。偏心杠杆为一折杆，一端是偏心杠杆的输入端，其动力由减速器转臂驱动锥齿轮获取，输入端绕公转轴线(减速器的输入轴)转动的同时自转，公转轴线与偏心杠杆的输入端轴线夹角为γ；偏心杠杆的另一端是其输出端，输出端轴线与输入端轴线夹角为γ。当公转角速度和自转角速度具有固定的传动关系且方向相反时，偏心杠杆输出端的运动轨迹基本上为平面内摆动的一段弧线，其摆角为±2γ。偏心杠杆输出端的上、下摆动则可驱动有枢轴的后缘平舵等附属机构的转动。要实现预定的输出轨迹和动力，锥齿轮副的锥顶和偏心杠杆的拐点必须重合，且重合点要位于公转轴线上。从传动原理来说，锥齿轮副的锥顶必须重合，否则将发生偏载和卡死现象，因此在实际装配中需要有调节装置；从支撑来看，啮合锥齿轮副具有轴向载荷，因此支撑结构较复杂。同时，锥齿轮副的锥顶和偏心杠杆的拐点要重合且重合点要位于公转轴线上，因此要实现立体空间的三点重合且位于公转轴线上，其设计、制造和装配相当复杂。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种传动性能好，结构简单的具有面齿轮传动的舵机摆动机构。
本发明包括动力输入机构、驱动机构和偏心杠杆，所述动力输入机构与所述驱动机构相连，所述偏心杠杆与所述驱动机构相连，所述偏心杠杆的输入端固定连接一直齿渐开线圆柱齿轮，所述直齿渐开线圆柱齿轮与一面齿轮相互啮合。
本发明中的面齿轮由直齿渐开线圆柱齿轮刀具经范成加工而成，面齿轮的中心轴线和直齿渐开线圆柱齿轮的中心轴线之间的夹角为γ，0°＜γ＜90°。相对于现有的锥齿轮传动而言，本发明中的面齿轮传动有以下优点：
(1)直齿渐开线圆柱齿轮轴向移动产生的误差对传动性能几乎没有影响。在普通锥齿轮传动中，两锥齿轮的锥顶要重合，轴向误差将会引起严重偏载现象，在一些重要的锥齿轮传动中要专门进行防位错(即防止锥顶分离)设计；
(2)直齿渐开线圆柱齿轮上无轴向力作用。这可以简化支承，并相应地减小系统的结构重量。这对于空间受到限制和要求重量轻的场合极为有利；
(3)直齿渐开线圆柱齿轮同时啮合齿对的公法线相同，且在不同的瞬时也不改变，这对于动力传动极为有利；
(4)点接触面齿轮传动，在理论上仍能保证定传动比传动，而常用的点接触锥齿轮传动从原理上已不能保证定传动比传动，其传动比在一定范围内波动；
(5)面齿轮传动对轴向制造误差不敏感，因此有利于制造和装配，简化制造和安装工艺装备。
由面齿轮传动的原理和啮合特性可知，其传动无锥顶重合问题，且圆柱齿轮沿轴线移动对传动几乎没有影响。本发明中采用面齿轮传动技术，采用偏心杠杆齿轮轴的方法较容易实现拐点位于公转轴线的问题，且支撑简单。
作为本发明的改进，所述驱动机构包括一驱动部件，在所述驱动部件上设置一斜向穿置孔，偏心杠杆穿置在所述斜向穿置孔中；所述一部分偏心杠杆处于斜向穿置孔中，另一部分偏心杠杆处于驱动部件外；在所述驱动部件外套置一套筒，所述面齿轮固定连接在所述套筒的一端面上；处于斜向穿置孔中的一部分所述偏心杠杆与驱动部件之间布置偏心杠杆支撑轴承；所述驱动部件和所述套筒之间布置驱动部件支撑轴承。
作为本发明的再改进，动力输入机构包括动力输入轴、行星齿轮减速传动机构、驱动部件连接轴；所述动力输入轴与行星齿轮减速传动机构相连，所述行星齿轮减速传动机构通过驱动部件连接轴与驱动部件相连。
作为本发明的再改进，动力输入机构包括动力输入轴、摆线针轮减速传动机构、驱动部件连接轴；所述动力输入轴与摆线针轮减速传动机构相连，所述摆线针轮减速传动机构通过驱动部件连接轴与驱动部件相连。
说明书附图
图1是具有面齿轮传动的舵机摆动机构的一种结构示意图；
图2是具有面齿轮传动的舵机摆动机构的另一种结构示意图。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，本实施例中的具有面齿轮传动的舵机摆动机构包括驱动部件1，在所述驱动部件1上设置一斜向穿置孔1-1，在所述斜向穿置孔1-1中穿置一偏心杠杆2。所述一部分偏心杠杆2处于斜向穿置孔1-1中，另一部分偏心杠杆2处于驱动部件1外。所述偏心杠杆2的输入端固定连接一直齿渐开线圆柱齿轮3。所述直齿渐开线圆柱齿轮3与面齿轮4相互啮合。在所述驱动部件1外套置一套筒5，所述面齿轮4固定连接在所述套筒5的一端面上。
在所述偏心杠杆2与驱动部件1之间布置偏心杠杆支撑轴承6；在所述驱动部件1和所述套筒5之间布置驱动部件支撑轴承7。
动力输入机构8包括动力输入轴8-1、行星齿轮减速传动机构8-2和驱动部件连接轴8-3；所述动力输入轴8-1与行星齿轮减速传动机构8-2相连，驱动部件连接轴8-3与行星齿轮减速传动机构8-2和驱动部件1相连。
上述面齿轮4由直齿渐开线圆柱齿轮刀具经范成加工而成，所述面齿轮4的中心轴线和所述直齿渐开线圆柱齿轮3的中心轴线之间的夹角为γ，0°＜γ＜90°。
实施例2
本实施例中的一种具有面齿轮传动的舵机摆动机构，与实施例1中的一种具有面齿轮传动的舵机摆动机构大致相同，其不同之处在于动力输入机构。
本实施例中的动力输入机构9包括动力输入轴9-1、摆线针轮减速传动机构9-2和驱动部件连接轴9-3。所述动力输入轴9-1与摆线针轮减速传动机构9-2相连，驱动部件连接轴9-3与摆线针轮减速传动机构9-2和驱动部件1相连。
Claims (4)
1.一种具有面齿轮传动的舵机摆动机构，包括动力输入机构、驱动机构和偏心杠杆，所述动力输入机构与所述驱动机构相连，所述偏心杠杆与所述驱动机构相连，其特征在于：所述偏心杠杆的输入端固定连接一直齿渐开线圆柱齿轮，所述直齿渐开线圆柱齿轮与一面齿轮相互啮合。
2.根据权利要求1所述的具有面齿轮传动的舵机摆动机构，其特征在于：所述驱动机构包括一驱动部件，在所述驱动部件上设置一斜向穿置孔，偏心杠杆穿置在所述斜向穿置孔中；所述一部分偏心杠杆处于斜向穿置孔中，另一部分偏心杠杆处于驱动部件外；在所述驱动部件外套置一套筒，所述面齿轮固定连接在所述套筒的一端面上；处于斜向穿置孔中的一部分所述偏心杠杆与驱动部件之间布置偏心杠杆支撑轴承；所述驱动部件和所述套筒之间布置驱动部件支撑轴承。
3.根据权利要求2所述的具有面齿轮传动的舵机摆动机构，其特征在于：所述动力输入机构包括动力输入轴、行星齿轮减速传动机构、驱动部件连接轴；所述动力输入轴与行星齿轮减速传动机构相连，所述行星齿轮减速传动机构通过驱动部件连接轴与驱动部件相连。
4.根据权利要求2所述的具有面齿轮传动的舵机摆动机构，其特征在于：所述动力输入机构包括动力输入轴、摆线针轮减速传动机构、驱动部件连接轴；所述动力输入轴与摆线针轮减速传动机构相连，所述摆线针轮减速传动机构通过驱动部件连接轴与驱动部件相连。
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