CN105114564A - 同轴有限转角精密2比1传动装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种同轴有限转角精密2比1传动装置，包括输入轴、输出轴、柔性传动部件、过渡轴、支架和预紧机构。其中输入轴与输出轴位于同一轴线上，采用柔性传动部件连接。柔性传动部件在输入轴上通过螺栓和压块固定，在输出轴上通过螺栓和滑块预紧。输入轴转动时带动柔性传动部件，柔性传动部件经过渡轴导向后牵引输出轴转动。整个装置安装完成后输入轴和输出轴可分别与有限转角设备的驱动端和负载端相连，实现有限转角设备需求的同轴精密2比1传动功能。该装置具有传动精度高，结构简单，空间体积小，拆装方便，加工成本低，易于工程化等特点，可解决传统传动方式难以实现同轴精密2比1传动的难题。

Description

同轴有限转角精密2比1传动装置

技术领域

本发明属于传动领域，主要涉及一种传动装置，具体为一种同轴有限转角精密2比1传动装置，可满足有限转角设备对同轴精密2比1传动功能的需求。

背景技术

目前很多有限转角设备中需求精密2比1传动装置。如在反射镜稳定的光电稳瞄系统中，要求瞄准线转角和反射镜转角满足2比1的关系(驱动轴和负载轴，两轴平行)。而某些场合不但要求2比1的转角关系，还需驱动轴和负载轴位于同一轴线上。对于这类传动，传统的传动方式如齿轮传动由于存在空回和间隙，低的传动精度和传动带宽已无法满足需求。因此，对于需求同轴精密2比1传动的有限转角设备来说，传统的齿轮传动已经无法满足设计和使用要求。于是，设计出一种满足有限转角设备用的同轴精密2比1传动装置尤为迫切。

发明内容

要解决的技术问题

为解决现有技术存在的问题，本发明提出了一种同轴有限转角精密2比1传动装置，该传动装置一方面满足有限转角设备的驱动端和负载端对同轴传动的需求，另一方面满足有限转角设备的驱动端和负载端对转角2比1关系的需求。

本发明的技术方案为：

所述一种同轴有限转角精密2比1传动装置，其特征在于：包括输入轴、输出轴、柔性传动部件、过渡轴、支架和预紧机构；

输入轴分为外部动力输入段和轴间动力输出段，外部动力输入段通过轴承安装在支架上，外部动力输入段与外部驱动机构连接，轴间动力输出段为不完整圆柱机构；

输出轴分为轴间动力输入段和外部动力输出段，外部动力输出段通过轴承安装在支架上，外部动力输出段与外部负载机构连接，轴间动力输入段为不完整圆柱机构；

输入轴与输出轴同轴，轴间动力输出段和轴间动力输入段在轴向上相互重叠且存在径向间隙，径向间隙实现传动时，轴间动力输出段与轴间动力输入段不发生干涉；

输入轴轴间动力输出段的圆柱面上开有固定柔性传动部件的凹槽；输出轴轴间动力输入段的圆柱面上开固定安装预紧机构的平台；

在输入轴和输出轴两侧有过渡轴，过渡轴通过轴承安装在支架上；

柔性传动部件中部通过压块固定在输入轴轴间动力输出段的凹槽内，柔性传动部件两端分别绕过对应的过渡轴后固定在预紧机构上；柔性传动部件紧压输入轴轴间动力输出段圆柱面和输出轴轴间动力输入段的圆柱面；

输入轴轴间动力输出段直径与柔性传动部件径向尺寸之和E1同输出轴轴间动力输入段直径与柔性传动部件径向尺寸之和E2之比为：E1:E2＝1:2。

进一步的优选方案，所述一种同轴有限转角精密2比1传动装置，其特征在于：柔性传动部件为钢丝绳或钢带。

有益效果

本发明的整体技术效果体现在以下两个方面。

1、本发明的传动装置将输入轴和输出轴共轴线安装在支架上，交叉部分两轴分别设计为大半圆柱体和小半圆柱体，避免了两轴干涉。柔性传动部件在输入轴上通过半圆形压块压紧，在输出轴上通过预紧机构固定，经过渡轴导向后柔性传动部件分别与输入轴和输出轴相切。传动装置安装完成后，将输入轴和输出轴分别与有限转角设备的驱动端和负载端相连，就可巧妙地实现有限转角设备需求的同轴精密传动功能。本装置实施例1中采用的柔性传动部件为钢丝绳组，钢丝绳组由多根钢丝绳组成，具有高的刚度，通过调节预紧力可实现高的传动精度，解决了传统传动方式传动精度低和空间受限等问题。

2、本发明的同轴有限转角精密2比1传动装置，具有结构简单，空间体积小，加工成本低，安装方便，传动精度高等特点，能够满足有限转角设备对同轴精密2比1传动的需求。

附图说明

图1：本发明的结构示意图；

图2：输入轴示意图；(a)输入轴正等测图，(b)输入轴剖视图；

图3：输出轴示意图；(a)输出轴正等测图，(b)输出轴正视图；

图4：支架示意图；

图5：固定钢丝绳的半圆压块示意图；

图6：预紧机构示意图；

图7：本发明的装配剖视图；

图中：1、钢丝绳组；2、输出轴；3、过渡轴；4、预紧机构；5、输入轴；6、支架；7、导向块；8、滑块；9、半圆压块。

具体实施方式

下面结合具体实施例描述本发明：

本实施例为应用在反射镜稳定的光电稳瞄系统中。

在光电稳瞄系统中要求瞄准线转角和反射镜转角满足2比1的关系，以实现视轴的惯性稳定，由于在某些特定的光电稳瞄系统中，要求驱动轴和负载轴位于同一轴线上，传统的齿轮传动由于存在空回和间隙，传动精度和传动带宽无法满足需求。因此，对于需求同轴精密2比1传动的有限转角设备来说，传统的齿轮传动方式已经无法满足设计和使用要求。

为此本实施例提出了一种同轴有限转角精密2比1传动装置，如图1所示，包括输入轴5、输出轴2、柔性传动部件、过渡轴3、支架6和预紧机构4。本实施例中的柔性传动部件采用钢丝绳组1。

如图4所示，支架用于支撑输入轴、输出轴和过渡轴，本实施例中两过渡轴的直径均为14mm，中间一组孔用于安装输入轴和输出轴，另外两组孔用于安装过渡轴。支架底部开4个通孔，用于固定整个传动装置。

如图1和图2所示，输入轴分为外部动力输入段和轴间动力输出段，外部动力输入段通过轴承安装在支架上，外部动力输入段与外部驱动机构连接，轴间动力输出段被修切为大半圆形柱体形成不完整圆柱机构，是用于传动的主要部分。输入轴轴间动力输出段的圆柱面上开有轴向的半圆形通槽，半圆形通槽底部有螺纹孔，半圆形通槽与半圆压块9配合将钢丝绳组固定于槽中，半圆压块上开有两通孔，外圆面制备有凹槽。在传动过程中钢丝绳组沿轴间动力输出段的外圆同步运动，钢丝绳组与轴间动力输出段不发生相对滑动，保证了该装置的传动精度。

如图1和图3所示，输出轴分为轴间动力输入段和外部动力输出段，外部动力输出段通过轴承安装在支架上，外部动力输出段与外部负载机构连接，轴间动力输入段被修切为小半圆形柱体形成不完整圆柱机构，转动过程中钢丝绳在输出轴轴间动力输入段的入绳端和出绳端始终与轴间动力输入段外圆面相切。输出轴轴间动力输入段的圆柱面上切有平台，平台上开有两螺纹孔，用于固定安装预紧机构4。钢丝绳组两端固定在预紧机构内，预紧机构由两部分组成，一是滑块8，一是导向块7，转动螺钉使两滑块靠近或远离导向块即可调节钢丝绳组中的张力。

输入轴与输出轴同轴，轴间动力输出段和轴间动力输入段在轴向上相互重叠且存在径向间隙，径向间隙实现传动时，轴间动力输出段与轴间动力输入段不发生干涉，输入轴轴间动力输出段直径与钢丝绳直径之和E1同输出轴轴间动力输入段直径与钢丝绳直径之和E2之比为：E1:E2＝1:2，以满足2比1传动要求。

本实施例中的钢丝绳组也可用钢带替换，当采用钢带传动时，输入轴轴间动力输出段直径与钢带厚度之和E1同输出轴轴间动力输入段直径与钢带厚度之和E2之比为：E1:E2＝1:2，以满足2比1传动要求。

如图1和图7所示，钢丝绳组由六根并列的钢丝绳组成，每根钢丝绳的直径为1mm，股数为7×19。钢丝绳中部通过半圆压块固定在输入轴轴间动力输出段的凹槽内，钢丝绳两端分别绕过对应的过渡轴后固定在预紧机构上；钢丝绳紧压输入轴轴间动力输出段圆柱面和输出轴轴间动力输入段的圆柱面。钢丝绳组经过渡轴支撑和导向后与输入轴轴间动力输出段圆柱面和输出轴轴间动力输入段的圆柱面相切，且在转动过程中，钢丝绳始终与输入轴轴间动力输出段圆柱面和输出轴轴间动力输入段的圆柱面相切，保证了恒定的传动比。钢丝绳越短，受力变形越小。因此，在输出轴与过渡轴不碰撞且满足有限转角设备所需转角范围前提下，应尽可能缩短两过渡轴之间的距离(本示例中两过渡轴中心距为52mm)，并且应尽可能增大输入轴轴间动力输出段和输出轴的顶角θ和以便输入轴和输出轴具有高的抗弯刚度，本示例中θ为210°，为118°，可满足输入轴±6°，输出轴±3°的转角需求。

整个传动装置的安装及使用程序是，首先将预紧机构与输出轴固定，然后分别将输入轴和输出轴固定于支架上。调节轴承预紧力确保输入轴、输出轴转动平滑，无松动。其次将两过渡轴固定于支架上，调节轴承预紧力，使过渡轴转动平滑，无松动。在此基础上安装钢丝绳组。将钢丝绳组的中间部分用半圆压块固定于输入轴的半圆形槽中，再将钢丝绳组两端装入到预紧机构的滑块中，调节预紧机构上的螺钉，使钢丝绳具有一定的张力。安装完成整个传动装置后，将输入轴与有限转角设备的驱动端连接，将输出轴与有限转角设备的负载端连接，即可满足有限转角设备对同轴精密2比1传动功能的需求。

Claims (2)

1.一种同轴有限转角精密2比1传动装置，其特征在于：包括输入轴、输出轴、柔性传动部件、过渡轴、支架和预紧机构；

输入轴分为外部动力输入段和轴间动力输出段，外部动力输入段通过轴承安装在支架上，外部动力输入段与外部驱动机构连接，轴间动力输出段为不完整圆柱机构；

输出轴分为轴间动力输入段和外部动力输出段，外部动力输出段通过轴承安装在支架上，外部动力输出段与外部负载机构连接，轴间动力输入段为不完整圆柱机构；

输入轴与输出轴同轴，轴间动力输出段和轴间动力输入段在轴向上相互重叠且存在径向间隙，径向间隙实现传动时，轴间动力输出段与轴间动力输入段不发生干涉；

输入轴轴间动力输出段的圆柱面上开有固定柔性传动部件的凹槽；输出轴轴间动力输入段的圆柱面上开固定安装预紧机构的平台；

在输入轴和输出轴两侧有过渡轴，过渡轴通过轴承安装在支架上；

柔性传动部件中部通过压块固定在输入轴轴间动力输出段的凹槽内，柔性传动部件两端分别绕过对应的过渡轴后固定在预紧机构上；柔性传动部件紧压输入轴轴间动力输出段圆柱面和输出轴轴间动力输入段的圆柱面；

输入轴轴间动力输出段直径与柔性传动部件径向尺寸之和E1同输出轴轴间动力输入段直径与柔性传动部件径向尺寸之和E2之比为：E1:E2＝1:2。

2.根据权利要求1所述一种同轴有限转角精密2比1传动装置，其特征在于：柔性传动部件为钢丝绳或钢带。