CN106838181A - 一种高刚度传动机构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高刚度传动机构，包括本体、丝杠轴承、滚珠丝杠副、摇臂、调整环、调整环隔圈、导向轴承、导向条。滚珠丝杠做圆周运动，运动中由于导向轴承的存在，滚珠螺母只能上下平动，滚珠螺母两端伸出的支臂通过调整环与摇臂拨叉连接，从而将螺母的上下平动转变为摇臂的圆周运动。滚珠螺母的双支臂结构可以均匀分配负载扭矩产生的力，减小摇臂的变形，提高刚度；滚珠螺母支臂外端安装导向轴承与导向条接触，限制滚珠螺母自身转动，消除滚珠丝杠副间隙；同时调整环内外圈采用过盈配合以消除间隙；调整环及摇臂采用不锈钢材料并经热处理以提高其表面硬度和耐磨性。

Description

一种高刚度传动机构
技术领域
本发明涉及机械传动领域，具体涉及电动舵机等伺服系统中一种基于滚珠丝杠副的高刚度传动机构。
背景技术
传动机构是电动舵机的重要组成部分，被广泛应用于导弹、运载火箭、鱼雷等武器系统领域。
电动舵机要求传动机构减速比大、体积重量尽量小。为了弥补齿轮传动减速比小、蜗轮蜗杆传动效率低的缺点，电动舵机多采用滚珠丝杠副的传动形式。
飞行器在飞行中舵机需克服舵面承受的气动载荷，同时恶劣的飞行振动环境易激发传动机构的自震荡，降低飞行安全性。传统的滚珠丝杠副电动舵机采用单摇臂丝杠+导向杆（导向块）的结构，或采用双摇臂丝杠并在丝杠螺母上安置导向块的结构，前一种结构存在丝杠螺母受力不均匀、刚度差易变形的缺陷，后一种结构存在丝杠螺母加工困难、传动间隙大的缺陷，这两种缺陷均加大了系统的非线性，因此须对原滚珠丝杠副传动机构进行优化，以提高传动机构刚度，并有效控制传动机构间隙等非线性环节。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种高刚度传动机构，能够解决导弹飞行时大载荷、复杂环境下提高传动机构刚度，并有效控制传动机构间隙的问题。
为解决上述技术问题，本发明通过以下的技术方案来实现。
一种高刚度传动机构包括：本体、丝杠轴承、滚珠丝杠副（包括滚珠丝杠、滚珠螺母）、摇臂、调整环、调整环隔圈、导向轴承、导向条。
滚珠丝杠通过丝杠轴承在本体上固支；滚珠螺母两端支臂安装调整环，通过调整环与摇臂拨叉滑动运动，将螺母的上下平动转变为摇臂和舵轴的圆周运动；调整环上安装有调整环隔圈；滚珠螺母采用双端支臂，运动中受力均衡，传动精度高；同时滚珠螺母两端支臂最外处安装导向轴承，与本体上的导向条接触以限制滚珠螺母的转动。
本发明方法与现有技术相比，其优点和有益效果是：
本发明设计传动可靠，传动刚度高，在没有大幅增加结构空间的前提下，通过滚珠螺母伸出的两个支臂有效增强丝杠的承载能力，通过两个高硬度耐磨调整环和支臂两端导向轴承减小了传动机构间隙，提高了传动机构刚度。
附图说明
以下将结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是高刚度传动机构示意图。
图2是滚珠丝杠副结构示意图。
图3是摇臂结构示意图。
图4是调整环结构示意图。
图5是导向杆结构示意图。
具体实施方式
如图1 所示为高刚度传动机构，由本体、丝杠轴承、滚珠丝杠副（包括滚珠丝杠、滚珠螺母）、摇臂、调整环、调整环隔圈、导向轴承、导向条组成。
图2～5为滚珠丝杠副、摇臂、调整环和导向条的结构示意图。
如图1所示，滚珠丝杠做圆周运动，运动中由于导向轴承的存在，滚珠螺母只能上下平动，滚珠螺母两端伸出的支臂通过调整环与摇臂拨叉连接，从而将螺母的上下平动转变为摇臂的圆周运动。滚珠丝杠通过两端丝杠轴承固支在本体上，为提升承载能力，丝杠轴承采用双列深沟球轴承；滚珠螺母两端各伸出一个支臂，支臂上圆柱段与调整环内圈过盈配合，调整环采用不锈钢（9Cr18）经热处理制成，以提高其耐磨性能；
调节环外圈圆柱与摇臂拨叉上的开口平面过盈配合，以消除传动间隙，摇臂整体采用沉淀硬化不锈钢（05Cr17Ni4Cu4Nb）并经热处理制成，摇臂拨叉开口部位采用真空淬火工艺提高局部的表面硬质，以保证接触面硬度和耐磨性能；
滚珠螺母支臂末端圆柱段安装高精度深沟球轴承作为导向轴承，导向轴承与导向条接触，防止运动中滚珠螺母相对滚珠丝杠自转，导向条采用沉淀硬化不锈钢（05Cr17Ni4Cu4Nb）经热处理后制成，以保证其硬度和稳定性。
本发明虽然已将实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (5)

1.一种高刚度传动机构，包括本体、丝杠轴承、滚珠丝杠副、摇臂、调整环、调整环隔圈、导向轴承、导向条，其特征在于：所述滚珠丝杠副由滚珠丝杠、滚珠螺母构成；
滚珠丝杠通过丝杠轴承在本体上固支；滚珠螺母两端支臂安装调整环，通过调整环与摇臂拨叉滑动运动，将螺母的上下平动转变为摇臂和舵轴的圆周运动；调整环上安装有调整环隔圈；滚珠螺母采用双端支臂，运动中受力均衡，传动精度高；同时滚珠螺母两端支臂最外处安装导向轴承，与本体上的导向条接触以限制滚珠螺母的转动。
2.根据权利要求1所述的高刚度传动机构，其特征在于：所述调整环采用不锈钢材料制成，并经热处理以提高其表面硬度和耐磨性。
3.根据权利要求1所述的高刚度传动机构，其特征在于：所述摇臂采用沉淀硬化不锈钢料制成，摇臂拨叉平面采用局部热处理工艺以提高其表面硬度和耐磨性。
4.根据权利要求2或3所述的高刚度传动机构，其特征在于：所述调整环内圈与滚珠螺母支臂过盈配合，调整环外圈与摇臂拨叉过盈配合，以消除该处传动间隙。
5. 根据权利要求4所述的高刚度传动机构，其特征在于：所述滚珠螺母支臂外端安装高精度深沟球轴承与导向条接触，限制滚珠螺母与滚珠丝杠的自身转动，消除滚珠丝杠副传动间隙。
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