CN109873527A - 一种耐恶劣环境电动伺服传动机构 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电动伺服传动机构，具体涉及一种耐恶劣环境电动伺服传动机构。它包括壳体组件，壳体组件为中空腔体，在壳体组件中设置其它部件，在壳体组件中设置电机组件，电机组件的输出轴通过齿轮传动组件与滚珠丝杠传动组件，并且电机组件能够带动滚珠丝杠传动组件转动，滚珠丝杠传动组件的自由端与输出轴组件铰接，通过输出轴组件将滚珠丝杠传动组件的轴向转动转变为输出轴组件的轴向转动，输出轴组件的输出轴上套接位置反馈组件，位置反馈组件用于探测输出轴组件的位置信息，位置反馈组件通过位置反馈支撑组件固定在壳体组件上。本发明的效果是：满足弹上高温恶劣环境、低温恶劣环境、高负载环境要求、大量级振动等恶劣环境。
Description
技术领域
本发明属于电动伺服传动机构，具体涉及一种耐恶劣环境电动伺服传动机构。
背景技术
伺服传动机构是导弹武器系统的一种重要伺服机构，为舵系统的执行机构，带动舵面偏转，以实现对导弹飞行姿态的控制。而导弹的恶劣飞行环境对伺服传动机构提出了更加严酷的要求，要求伺服传动机构在保证可靠性的前提下能够适应导弹的高温、低温、高负载和大量级振动等恶劣环境。因此应针对耐恶劣环境对伺服传动机构进行有效设计，以保证伺服传动机构的可靠性。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提出一种耐恶劣环境电动伺服传动机构。
本发明是这样实现的：一种耐恶劣环境电动伺服传动机构，包括壳体组件、电机组件、齿轮传动组件、滚珠丝杠传动组件、输出轴组件、位置反馈组件和位置反馈支撑组件，其中壳体组件为中空腔体，在壳体组件中设置其它部件，壳体组件的外形与需要安装伺服传动机构的空间相匹配，在壳体组件中设置电机组件，该电机组件用于产生原始动能，电机组件的输出轴通过齿轮传动组件与滚珠丝杠传动组件，并且电机组件能够带动滚珠丝杠传动组件转动，滚珠丝杠传动组件的自由端与输出轴组件铰接，通过输出轴组件将滚珠丝杠传动组件的轴向转动转变为输出轴组件的轴向转动，输出轴组件的输出轴上套接位置反馈组件，位置反馈组件用于探测输出轴组件的位置信息，位置反馈组件通过位置反馈支撑组件固定在壳体组件上。
如上所述的一种耐恶劣环境电动伺服传动机构，其中，所述的壳体组件包括壳体、上盖板、下盖板，其中壳体为主体零件，在壳体上方和下方分别设置上盖板和下盖板，滑动衬套设置在滚珠丝杠传动组件的连杆销轴外。
如上所述的一种耐恶劣环境电动伺服传动机构，其中，所述的电机组件包括电机、电机前部安装螺钉、电机尾部安装螺钉，其中电机通过电机前部安装螺钉和电机尾部安装螺钉固定安装在壳体组件。
如上所述的一种耐恶劣环境电动伺服传动机构，其中，所述的齿轮传动组件包括电机齿轮、惰轮、丝杠齿轮、惰轮轴承、丝杠轴承，其中，电机齿轮与电机组件的输出轴齿接，电机齿轮与惰轮齿接，惰轮通过惰轮轴承固定在壳体组件上，惰轮与丝杠齿轮齿接，丝杠齿轮通过丝杠轴承固定在壳体组件上，丝杠齿轮与滚珠丝杠传动组件连接。
如上所述的一种耐恶劣环境电动伺服传动机构，其中，所述的滚珠丝杠传动组件包括丝杠、丝杠套筒、连杆、连杆销轴，其中丝杠与丝杠齿轮连接，丝杠齿轮套接在丝杠套筒内，丝杠套筒设置在滑动衬套内，滚珠丝杠传动组件还包括连杆，连杆通过连杆销轴与滚珠丝杠传动组件主体轴连接，连杆的自由端与输出轴组件轴连接。
如上所述的一种耐恶劣环境电动伺服传动机构，其中，所述的输出轴组件包括输出轴、滚针轴承、深沟球轴承，其中输出轴通过滚针轴承和深沟球轴承固定在壳体组件上。
如上所述的一种耐恶劣环境电动伺服传动机构，其中，所述的位置反馈组件包括电位器、电位器齿轮、电位器套筒、锁紧螺母、电位器压板、电位器安装螺钉，其中电位器上方设置电位器压板，电位器压板通过电位器安装螺钉与壳体组件固定连接，电位器套筒套接在输出轴组件的输出轴上，并通过锁紧螺母固定，电位器套筒外设置电位器齿轮，电位器套筒上端与电位器连接。
如上所述的一种耐恶劣环境电动伺服传动机构，其中，所述的位置反馈支撑组件包括轴承压盖、轴承盒、小轴承、轴承盒安装螺钉，其中，轴承压盖设置在最下方，轴承压盖上方设置轴承盒，轴承盒通过轴承盒安装螺钉固定连接在壳体组件上，在轴承盒中设置小轴承。
如上所述的一种耐恶劣环境电动伺服传动机构，其中，壳体、上盖板和下盖板材料均采用钛合金TC11材料。
如上所述的一种耐恶劣环境电动伺服传动机构，其中，在电机齿轮、惰轮和丝杠齿轮表面，在惰轮轴承和丝杠轴承内部，在丝杠和丝杠套筒配合面，在丝杠套筒和滑动衬套配合面，均涂敷低温润滑脂。
如上所述的一种耐恶劣环境电动伺服传动机构，其中，在丝杠套筒、连杆和连杆销轴的配合面，在连杆、连杆销轴和输出轴的配合面，在滚针轴承和深沟球轴承的内部，在输出轴与电位器齿轮的配合面，在小轴承的内部，均涂敷高温润滑脂。
本发明的有益效果是：采用耐高温材料作为伺服传动机构主壳体材料，并结合安装方式进行相应结构设计，可以满足弹上高温恶劣环境；通过合理设计传动机构各配合方式并采用不同的润滑方法，可以满低温恶劣环境；通过采用滚针轴承和球轴承的组合方法对输出轴进行支撑，可以满足高负载环境要求；通过对电机和位置反馈装置进行加固安装设计，可以满足大量级振动等恶劣环境。
附图说明
图1为本申请装置的结构示意图；
图2是图1AA向剖视图；
图3是局部剖视图。
图中：1壳体组件、1-1壳体、1-2上盖板、1-3下盖板、1-4滑动衬套、2电机组件、2-1电机、2-2电机前部安装螺钉、2-3电机尾部安装螺钉、3齿轮传动组件、3-1电机齿轮、3-2惰轮、3-3丝杠齿轮、3-4惰轮轴承、3-5丝杠轴承、4滚珠丝杠传动组件、4-1丝杠、4-2丝杠套筒、4-3连杆、4-4连杆销轴、5输出轴组件、5-1输出轴、5-2滚针轴承、5-3深沟球轴承、6位置反馈组件、6-1电位器、6-2电位器齿轮、6-3电位器套筒、6-4锁紧螺母、6-5电位器压板、6-6电位器安装螺钉、7位置反馈支撑组件、7-1轴承压盖、7-2轴承盒、7-3小轴承、7-4轴承盒安装螺钉。
具体实施方式
(一)一种电动伺服传动机构的主要安装结构及传动机构
一种电动伺服传动机构主要由1壳体组件、2电机组件、3齿轮传动组件、4滚珠丝杠传动组件、5输出轴组件、6位置反馈组件和7位置反馈支撑组件等组成。
其中，1壳体组件主要包括1-1壳体、1-2上盖板、1-3下盖板和1-4滑动衬套等；2电机组件主要包括2-1电机、2-2电机前部安装螺钉和2-3电机尾部安装螺钉等；3齿轮传动组件主要包括3-1电机齿轮、3-2惰轮、3-3丝杠齿轮、3-4惰轮轴承和3-5丝杠轴承等；4滚珠丝杠传动组件主要包括4-1丝杠、4-2丝杠套筒、4-3连杆和4-4连杆销轴等；5输出轴组件主要包括5-1输出轴、5-2滚针轴承和5-3深沟球轴承等；6位置反馈组件主要包括6-1电位器、6-2电位器齿轮、6-3电位器套筒、6-4锁紧螺母、6-5电位器压板和6-6电位器安装螺钉等；7位置反馈支撑组件主要包括7-1轴承压盖、7-2轴承盒、7-3小轴承和7-4轴承盒安装螺钉等。
一种电动伺服传动机构主要安装结构为：
(1)2-1电机通过2-2电机前部安装螺钉和2-3电机尾部安装螺钉安装到1-1壳体上，3-1电机齿轮与2-1电机输出轴固连；
(2)3-2惰轮通过两个3-4惰轮轴承支撑在1-1壳体内；
(3)4-1丝杠与3-3丝杠齿轮固连在一起，并通过两个3-5丝杠轴承支撑在1-1壳体内；
(4)4-2套筒通过1-4滑动衬套安装在1-1壳体内，4-2套筒与1-4滑动衬套之间为间隙配合；
(5)4-3连杆通过4-4连杆销轴与4-2套筒连接在一起，4-3连杆通过另一个4-4连杆销轴与5-1输出轴连接在一起；
(6)5-1输出轴通过5-2滚针轴承和5-3深沟球轴承支撑在1-1壳体内，5-2滚针轴承通过1-2上盖板压紧，5-3深沟球轴承通过1-3下盖板压紧；
(7)6-2电位器齿轮采用过盈配合的方式与6-3电位器套筒压接在一起，6-3电位器套筒通过6-4锁紧螺母与6-1电位器输出轴固连在一起；
(8)6-1电位器顶部通过6-5电位器压板和6-6电位器安装螺钉安装在1-1壳体上；
(9)7-3小轴承安装在7-2轴承盒内，然后利用7-1轴承压盖压紧，通过7-3轴承安装螺钉将7-1轴承压盖和7-2轴承盒与1-1壳体固连在一起，从而对6-1电位器输出轴起到支撑作用。
一种电动伺服传动机构主要传动链为：
(1)前级齿轮传动：2-1电机旋转带动3-1电机齿轮转动，3-1电机齿轮6-1电位器与3-2惰轮啮合从而带动3-2惰轮转动，3-2惰轮与3-3丝杠齿轮啮合从而带动3-3丝杠齿轮转动；
(2)中级滚珠丝杠传动：3-3丝杠齿轮转动带动4-1丝杠转动，4-1丝杠转动带动4-2套筒在1-4滑动衬套内做直线运动；
(3)后级连杆带动输出轴转动：4-2套筒在1-4滑动衬套内做直线运动从而通过4-4连杆销轴带动4-3连杆运动，4-3连杆通过另一个4-4连杆销轴带动5-1输出轴转动；
(4)位置反馈传动：5-1输出轴转动时，通过内部扇形齿轮结构与6-2电位器齿轮啮合从而带动6-2电位器齿轮转动，从而带动6-2电位器输出轴转动，完成位置反馈。
(二)一种电动伺服传动机构耐恶劣环境设计
(1)为满足弹上高温恶劣环境，1-1壳体、1-2上盖板和1-3下盖板材料均采用钛合金TC11材料，该材料密度小、强度高、且抗高温性能好，可在高温环境下保持较高的力学强度。从而保证伺服传动机构在高温环境下的力热联合性能要求。
(2)为满足伺服传动机构在低温条件和高温条件下良好的传动性能，将传动机构主要设计为包括3齿轮传动组件、4滚珠丝杠传动组件和5输出轴组件。其中，在3-1电机齿轮、3-2惰轮和3-3丝杠齿轮表面，在3-4惰轮轴承和3-5丝杠轴承内部，在4-1丝杠和4-2套筒配合面，在4-2套筒和1-4滑动衬套配合面，均涂敷低温润滑脂，可保证在-50℃条件下润滑性能保持良好；在4-2丝杠套筒、4-3连杆和4-4连杆销轴的配合面，在4-3连杆、4-4连杆销轴和5-1输出轴的配合面，在5-2滚针轴承和5-3深沟球轴承的内部，在5-1输出轴与6-2电位器齿轮的配合面，在7-3小轴承的内部，均涂敷高温润滑脂，可保证+250℃条件下润滑脂不发生碳化。从而满足伺服传动机构在低温条件和高温条件下良好的传动性能。
(3)为满足伺服传动机构5输出轴组件需承受的高负载环境要求，采用5-2滚针轴承和5-3深沟球轴承组合方法对5-1输出轴进行支撑，可在保证对5-1输出轴进行轴向定位的前提下，保证5-1输出轴可承受较大的径向力。从而满足伺服传动机构高负载环境要求。
(4)为满足伺服传动机构大量级振动恶劣环境，对2-1电机轴向两端分别通过2-2电机前部安装螺钉和2-3电机尾部安装螺钉进行螺纹连接支撑，避免产生悬臂梁结构；对6-1电位器顶部通过6-5电位器压板和6-6电位器安装螺钉安装在1-1壳体上，同时6-1电位器尾部还通过7位置反馈支撑组件6-1电位器输出轴进行支撑，避免产生悬臂梁结构。通过对2-1电机和6-1电位器等两个主要电子部件进行加固安装，可以保证伺服传动机构满足大量级振动等恶劣环境。
通过以上针对耐恶劣环境对伺服传动机构进行的有效设计，可以保证伺服传动机构在恶劣环境下的可靠性。
Claims (11)
1.一种耐恶劣环境电动伺服传动机构，其特征在于：包括壳体组件(1)、电机组件(2)、齿轮传动组件(3)、滚珠丝杠传动组件(4)、输出轴组件(5)、位置反馈组件(6)和位置反馈支撑组件(7)，其中壳体组件(1)为中空腔体，在壳体组件(1)中设置其它部件，壳体组件(1)的外形与需要安装伺服传动机构的空间相匹配，在壳体组件(1)中设置电机组件(2)，该电机组件(2)用于产生原始动能，电机组件(2)的输出轴通过齿轮传动组件(3)与滚珠丝杠传动组件(4)，并且电机组件(2)能够带动滚珠丝杠传动组件(4)转动，滚珠丝杠传动组件(4)的自由端与输出轴组件(5)铰接，通过输出轴组件(5)将滚珠丝杠传动组件(4)的轴向转动转变为输出轴组件(5)的轴向转动，输出轴组件(5)的输出轴上套接位置反馈组件(6)，位置反馈组件(6)用于探测输出轴组件(5)的位置信息，位置反馈组件(6)通过位置反馈支撑组件(7)固定在壳体组件(1)上。
2.如权利要求1所述的一种耐恶劣环境电动伺服传动机构，其特征在于：所述的壳体组件(1)包括壳体(1-1)、上盖板(1-2)、下盖板(1-3)，其中壳体(1-1)为主体零件，在壳体(1-1)上方和下方分别设置上盖板(1-2)和下盖板(1-3)，滑动衬套(1-4)设置在滚珠丝杠传动组件(4)的连杆销轴(4-4)外。
3.如权利要求2所述的一种耐恶劣环境电动伺服传动机构，其特征在于：所述的电机组件(2)包括电机(2-1)、电机前部安装螺钉(2-2)、电机尾部安装螺钉(2-3)，其中电机(2-1)通过电机前部安装螺钉(2-2)和电机尾部安装螺钉(2-3)固定安装在壳体组件(1)。
4.如权利要求3所述的一种耐恶劣环境电动伺服传动机构，其特征在于：所述的齿轮传动组件(3)包括电机齿轮(3-1)、惰轮(3-2)、丝杠齿轮(3-3)、惰轮轴承(3-4)、丝杠轴承(3-5)，其中，电机齿轮(3-1)与电机组件(2)的输出轴齿接，电机齿轮(3-1)与惰轮(3-2)齿接，惰轮(3-2)通过惰轮轴承(3-4)固定在壳体组件(1)上，惰轮(3-2)与丝杠齿轮(3-3)齿接，丝杠齿轮(3-3)通过丝杠轴承(3-5)固定在壳体组件(1)上，丝杠齿轮(3-3)与滚珠丝杠传动组件(4)连接。
5.如权利要求4所述的一种耐恶劣环境电动伺服传动机构，其特征在于：所述的滚珠丝杠传动组件(4)包括丝杠(4-1)、丝杠套筒(4-2)、连杆(4-3)、连杆销轴(4-4)，其中丝杠(4-1)与丝杠齿轮(3-3)连接，丝杠齿轮(3-3)套接在丝杠套筒(4-2)内，丝杠套筒(4-2)设置在滑动衬套(1-4)内，滚珠丝杠传动组件(4)还包括连杆(4-3)，连杆(4-3)通过连杆销轴(4-4)与滚珠丝杠传动组件(4)主体轴连接，连杆(4-3)的自由端与输出轴组件(5)轴连接。
6.如权利要求5所述的一种耐恶劣环境电动伺服传动机构，其特征在于：所述的输出轴组件(5)包括输出轴(5-1)、滚针轴承(5-2)、深沟球轴承(5-3)，其中输出轴(5-1)通过滚针轴承(5-2)和深沟球轴承(5-3)固定在壳体组件(1)上。
7.如权利要求6所述的一种耐恶劣环境电动伺服传动机构，其特征在于：所述的位置反馈组件(6)包括电位器(6-1)、电位器齿轮(6-2)、电位器套筒(6-3)、锁紧螺母(6-4)、电位器压板(6-5)、电位器安装螺钉(6-6)，其中电位器(6-1)上方设置电位器压板(6-5)，电位器压板(6-5)通过电位器安装螺钉(6-6)与壳体组件(1)固定连接，电位器套筒(6-3)套接在输出轴组件(5)的输出轴上，并通过锁紧螺母(6-4)固定，电位器套筒(6-3)外设置电位器齿轮(6-2)，电位器套筒(6-3)上端与电位器(6-1)连接。
8.如权利要求7所述的一种耐恶劣环境电动伺服传动机构，其特征在于：所述的位置反馈支撑组件(7)包括轴承压盖(7-1)、轴承盒(7-2)、小轴承(7-3)、轴承盒安装螺钉(7-4)，其中，轴承压盖(7-1)设置在最下方，轴承压盖(7-1)上方设置轴承盒(7-2)，轴承盒(7-2)通过轴承盒安装螺钉(7-4)固定连接在壳体组件(1)上，在轴承盒(7-2)中设置小轴承(7-3)。
9.如权利要求8所述的一种耐恶劣环境电动伺服传动机构，其特征在于：壳体(1-1)、上盖板(1-2)和下盖板(1-3)材料均采用钛合金TC11材料。
10.如权利要求9所述的一种耐恶劣环境电动伺服传动机构，其特征在于：在电机齿轮(3-1)、惰轮(3-2)和丝杠齿轮表面(3-3)，在惰轮轴承(3-4)和丝杠轴承(3-5)内部，在丝杠(4-1)和丝杠套筒(4-2)配合面，在丝杠套筒(4-2)和滑动衬套(1-4)配合面，均涂敷低温润滑脂。
11.如权利要求10所述的一种耐恶劣环境电动伺服传动机构，其特征在于：在丝杠套筒(4-2)、连杆(4-3)和连杆销轴(4-4)的配合面，在连杆(4-3)、连杆销轴(4-4)和输出轴(5-1)的配合面，在滚针轴承(5-2)和深沟球轴承(5-3)的内部，在输出轴(5-1)与电位器齿轮(6-2)的配合面，在小轴承(7-3)的内部，均涂敷高温润滑脂。
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20190611 |