CN104315057B - 一种旋转轴周向限位机构 - Google Patents
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Abstract
本发明属于机械传动技术领域，涉及对旋转轴周向限位机构的改进。它包括旋转轴限位环定位销(1)、旋转轴(2)、旋转轴限位环(3)、n个结构相同的中间限位环(4)、壳体限位环(5)、壳体限位环定位销(6)、壳体(7)；壳体限位环(5)通过壳体限位环定位销(6)固定在壳体(7)上，壳体限位环(5)、n个中间限位环(4)和旋转轴限位环(3)都套在旋转轴(2)上并保持间隙配合。本发明提出了一种改进的旋转轴周向限位机构设计，具有结构简单、体积小、重量轻、易装配和可靠性高等优点，以满足新型飞行器对电动作动器设计要求。
Description
技术领域
本发明属于机械传动技术领域，涉及对飞行控制系统电动作动器旋转轴周向限位机构的改进。
背景技术
在工程技术领域，随着飞行器综合指标要求的提高，对电动作动器的可靠性和重量的要求越来越高。中国专利申请“滚珠丝杠副的螺母转动限位装置”(专利申请号：201310645821.6)实现了对螺母旋转圈数的限制，防止了螺杆运动到极限位置，避免了滚珠丝杠副卡死或者损坏等故障。其缺点是:容易出现卡滞现象，工作的可靠性差。由于限位滚柱在两个相邻的限位环的连接槽内运动，当受到污染时，限位滚柱容易被污染物阻碍，形成卡滞现象。
发明内容
本发明的目的是：提出一种改进的电动作动器旋转轴周向限位机构，以便消除运动卡滞，提高工作的可靠性。
本发明的技术方案是：一种旋转轴周向限位机构，它包括旋转轴2、旋转轴限位环3、n个结构相同的中间限位环4、壳体限位环5和壳体7，n为0～50的整数；旋转轴限位环3固定在旋转轴2上，n个中间限位环4位于壳体限位环5和旋转轴限位环3之间，壳体限位环5固定在壳体7上，壳体限位环5、n个中间限位环4和旋转轴限位环3都套在旋转轴2上并保持间隙配合；其特征在于：在旋转轴2的圆柱面上有一个径向贯通的旋转轴销孔2a；旋转轴限位环3是一个横截面为矩形的圆环，在旋转轴限位环3的圆柱面上有一个径向贯通的旋转轴限位环销孔3a，旋转轴限位环定位销1位于旋转轴销孔2a和旋转轴限位环销孔3a内并保持过盈配合，将旋转轴限位环3与旋转轴2连接为整体；在旋转轴限位环3的圆周上有一个径向伸展的旋转轴限位环凸台，在旋转轴限位环凸台上有一个沿轴向伸展的旋转轴限位环挡块3b，旋转轴限位环挡块3b的内表面是与旋转轴2同轴的圆弧面，旋转轴限位环挡块3b的轴向长度κ＝1.5δ～1.8δ，δ是中间限位环4和壳体限位环5的厚度；壳体7上有一个旋转轴安装平面，在旋转轴安装平面上有一个旋转轴安装孔7a，旋转轴2的右端插入旋转轴安装孔7a内并保持间隙配合，旋转轴2与壳体7的轴向位置不变，壳体限位环5是一个横截面为矩形的圆环，壳体限位环5的外径与旋转轴限位环3的外径相等，在壳体限位环5的圆周上有一个径向伸展的壳体限位环凸台5a，壳体限位环凸台5a的外径与旋转轴限位环凸台的外径相等，在壳体限位环凸台5a上有一个U型限位槽，壳体限位环凸台5a和中间限位环挡块4a对应的圆心角相同；壳体限位环定位销6是一个圆柱销；在壳体7上有一个壳体限位环定位销安装孔7b，壳体限位环定位销安装孔7b的孔径与U型限位槽的直径相等，壳体限位环定位销安装孔7b和U型限位槽的位置对应，壳体限位环定位销6位于壳体限位环定位销安装孔7b和壳体限位环5上的U型限位槽内并保持过盈配合；中间限位环4是一个横截面为矩形的圆环，中间限位环4的外径与旋转轴限位环3的外径相等，在中间限位环4的圆周上有一个径向伸展的中间限位环凸台，中间限位环凸台的外径与旋转轴限位环凸台的外径相等，在中间限位环凸台上有一个沿轴向伸展的中间限位环挡块4a，中间限位环挡块4a的形状和旋转轴限位环3上旋转轴限位环挡块3b的形状相同；旋转轴限位环挡块3b和中间限位环挡块4a均朝向壳体7。
本发明的优点是：提出了一种改进的电动作动器旋转轴周向限位机构，消除了运动卡滞，提高了工作的可靠性。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面对本发明做进一步详细说明。参见图1，一种旋转轴周向限位机构，它包括旋转轴2、旋转轴限位环3、n个结构相同的中间限位环4、壳体限位环5和壳体7，n为0～50的整数；旋转轴限位环3固定在旋转轴2上，n个中间限位环4位于壳体限位环5和旋转轴限位环3之间，壳体限位环5固定在壳体7上，壳体限位环5、n个中间限位环4和旋转轴限位环3都套在旋转轴2上并保持间隙配合；其特征在于：在旋转轴2的圆柱面上有一个径向贯通的旋转轴销孔2a；旋转轴限位环3是一个横截面为矩形的圆环，在旋转轴限位环3的圆柱面上有一个径向贯通的旋转轴限位环销孔3a，旋转轴限位环定位销1位于旋转轴销孔2a和旋转轴限位环销孔3a内并保持过盈配合，将旋转轴限位环3与旋转轴2连接为整体；在旋转轴限位环3的圆周上有一个径向伸展的旋转轴限位环凸台，在旋转轴限位环凸台上有一个沿轴向伸展的旋转轴限位环挡块3b，旋转轴限位环挡块3b的内表面是与旋转轴2同轴的圆弧面，旋转轴限位环挡块3b的轴向长度κ＝1.5δ～1.8δ，δ是中间限位环4和壳体限位环5的厚度；壳体7上有一个旋转轴安装平面，在旋转轴安装平面上有一个旋转轴安装孔7a，旋转轴2的右端插入旋转轴安装孔7a内并保持间隙配合，旋转轴2与壳体7的轴向位置不变，壳体限位环5是一个横截面为矩形的圆环，壳体限位环5的外径与旋转轴限位环3的外径相等，在壳体限位环5的圆周上有一个径向伸展的壳体限位环凸台5a，壳体限位环凸台5a的外径与旋转轴限位环凸台的外径相等，在壳体限位环凸台5a上有一个U型限位槽，壳体限位环凸台5a和中间限位环挡块4a对应的圆心角相同；壳体限位环定位销6是一个圆柱销；在壳体7上有一个壳体限位环定位销安装孔7b，壳体限位环定位销安装孔7b的孔径与U型限位槽的直径相等，壳体限位环定位销安装孔7b和U型限位槽的位置对应，壳体限位环定位销6位于壳体限位环定位销安装孔7b和壳体限位环5上的U型限位槽内并保持过盈配合；中间限位环4是一个横截面为矩形的圆环，中间限位环4的外径与旋转轴限位环3的外径相等，在中间限位环4的圆周上有一个径向伸展的中间限位环凸台，中间限位环凸台的外径与旋转轴限位环凸台的外径相等，在中间限位环凸台上有一个沿轴向伸展的中间限位环挡块4a，中间限位环挡块4a的形状和旋转轴限位环3上旋转轴限位环挡块3b的形状相同；旋转轴限位环挡块3b和中间限位环挡块4a均朝向壳体7。
本发明的工作原理是：上述旋转轴周向限位机构在工作时，当马达或其它动力源使旋转轴2正向旋转运动时，旋转轴限位环3随旋转轴2旋转，当旋转轴限位环3上的旋转轴限位环挡块3b与邻接的第一个中间限位环4上的中间限位环挡块4a侧面接触时，由旋转轴限位环挡块3b带动第一个中间限位环4旋转，当第一个中间限位环4上的中间限位环挡块4a与邻接的第二个中间限位环4上的中间限位环挡块4a侧面接触时，由第一个中间限位环4上的中间限位环挡块4a带动第二个中间限位环4旋转，依次类推，带动最后一个中间限位环4旋转，直到最后一个中间限位环4上的中间限位环挡块4a与壳体限位环5上的壳体限位环凸台5a侧面接触时，受到壳体7的阻力，使旋转轴2停止旋转运动。同理，旋转轴2反向转动时，工作过程与上述过程相同，实现了旋转轴2的周向限位功能。
旋转轴限位环3上的旋转轴限位环挡块3b对应的圆心角不小于20°，中间限位环4上的中间限位环挡块4a对应的圆心角范围在20°到60°之间选取，壳体限位环5上的壳体限位环凸台5a对应的圆心角等于中间限位环4上的中间限位环挡块4a对应的圆心角。
中间限位环4的数量根据旋转轴周向限位机构允许旋转的角度确定。设旋转轴周向限位机构允许旋转的角度为α1，旋转轴限位环3允许旋转的角度α2，中间限位环4允许旋转的角度为α3。则α3＝240°～320°，α2＝20°～320°，中间限位环4允许旋转的角度为α3确定好后,所有中间限位环4允许旋转的角度和为nα3，α1-nα3的差值作为旋转轴限位环3担负的允许旋转的角度。一般将α3选为整数，α1-nα3的差值很可能为非整数，由旋转轴限位环3担负非整数的允许旋转的角度，便于中间限位环4的加工。根据α1，经过反复测算和调整，即可确定α2和α3的数值。
实施例1
旋转轴周向限位机构的限位角度是α1＝610°，取α3＝320°，中间限位环4的数量n＝1，中间限位环4总的旋转角度为320°，α1-nα3的差值为290°，α2＝290°。
实施例2
旋转轴周向限位机构允许旋转的角度α1＝1400°，取α3＝300°，中间限位环4的数量n＝4，中间限位环4总的允许旋转角度为1200°，α1-nα3的差值为200°，α2＝200°。
实施例3
旋转轴周向限位机构允许旋转的角度α1＝2900°，取α3＝320°，中间限位环4的数量n＝9，中间限位环4总的允许旋转角度为2880°，α1-nα3的差值为20°，α2＝20°。
Claims (1)
1.一种旋转轴周向限位机构，它包括旋转轴(2)、旋转轴限位环(3)、n个结构相同的中间限位环(4)、壳体限位环(5)和壳体(7)，n为0～50的整数；旋转轴限位环(3)固定在旋转轴(2)上，n个中间限位环(4)位于壳体限位环(5)和旋转轴限位环(3)之间，壳体限位环(5)固定在壳体(7)上，壳体限位环(5)、n个中间限位环(4)和旋转轴限位环(3)都套在旋转轴(2)上并保持间隙配合；其特征在于：在旋转轴(2)的圆柱面上有一个径向贯通的旋转轴销孔(2a)；旋转轴限位环(3)是一个横截面为矩形的圆环，在旋转轴限位环(3)的圆柱面上有一个径向贯通的旋转轴限位环销孔(3a)，旋转轴限位环定位销(1)位于旋转轴销孔(2a)和旋转轴限位环销孔(3a)内并保持过盈配合，将旋转轴限位环(3)与旋转轴(2)连接为整体；在旋转轴限位环(3)的圆周上有一个径向伸展的旋转轴限位环凸台，在旋转轴限位环凸台上有一个沿轴向伸展的旋转轴限位环挡块(3b)，旋转轴限位环挡块(3b)的内表面是与旋转轴(2)同轴的圆弧面，旋转轴限位环挡块(3b)的轴向长度κ＝1.5δ～1.8δ，δ是中间限位环(4)和壳体限位环(5)的厚度；壳体(7)上有一个旋转轴安装平面，在旋转轴安装平面上有一个旋转轴安装孔(7a)，旋转轴(2)的右端插入旋转轴安装孔(7a)内并保持间隙配合，旋转轴(2)与壳体(7)的轴向位置不变，壳体限位环(5)是一个横截面为矩形的圆环，壳体限位环(5)的外径与旋转轴限位环(3)的外径相等，在壳体限位环(5)的圆周上有一个径向伸展的壳体限位环凸台(5a)，壳体限位环凸台(5a)的外径与旋转轴限位环凸台的外径相等，在壳体限位环凸台(5a)上有一个U型限位槽，壳体限位环凸台5a和中间限位环挡块4a对应的圆心角相同；壳体限位环定位销(6)是一个圆柱销；在壳体(7)上有一个壳体限位环定位销安装孔(7b)，壳体限位环定位销安装孔(7b)的孔径与U型限位槽的直径相等，壳体限位环定位销安装孔(7b)和U型限位槽的位置对应，壳体限位环定位销(6)位于壳体限位环定位销安装孔(7b)和壳体限位环(5)上的U型限位槽内并保持过盈配合；中间限位环(4)是一个横截面为矩形的圆环，中间限位环(4)的外径与旋转轴限位环(3)的外径相等，在中间限位环(4)的圆周上有一个径向伸展的中间限位环凸台，中间限位环凸台的外径与旋转轴限位环凸台的外径相等，在中间限位环凸台上有一个沿轴向伸展的中间限位环挡块(4a)，中间限位环挡块(4a)的形状和旋转轴限位环(3)上旋转轴限位环挡块(3b)的形状相同；旋转轴限位环挡块(3b)和中间限位环挡块(4a)均朝向壳体(7)。
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