CN110588955B - 一种滚珠丝杠副旋转作动器装置 - Google Patents

一种滚珠丝杠副旋转作动器装置 Download PDF

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Abstract

一种滚珠丝杠副旋转作动器装置，包括电机、安装座、联轴器、旋转作动器；其中旋转作动器又包括丝杠轴承安装座、丝杠轴承、输出轴轴承座、丝杠螺母组合、作动器外套、输出轴轴承、双直线槽输出轴、双螺旋槽套、输出轴销；当电机带动丝杠转动时，丝杠螺母产生轴向移动；丝杠螺母轴向移动时，丝杠螺母耳轴上的轴承沿双螺旋槽套的螺旋槽产生旋转运动；此旋转运动又通过丝杠螺母耳轴的另一轴承驱动双直线槽输出轴做旋转运动，从而实现双直线槽输出轴的旋转力矩输出；该装置结构设计紧凑、减速比高、效率高、输出力矩大、响应速度快，解决了现有油缸驱动的曲柄连杆旋转作动器和液压马达驱动行星轮旋转作动器存在的各种问题。

Description

一种滚珠丝杠副旋转作动器装置
技术领域
本发明涉及用于驱动飞机升降翼、前缘襟翼、方向舵、水平尾翼以及舰载机折翼的作动器领域，具体涉及一种滚珠丝杠副旋转作动器装置。
背景技术
已知的，现有的用于驱动飞机升降翼、前缘襟翼、方向舵、水平尾翼以及舰载机折翼的作动器主要采用由油缸驱动的曲柄连杆旋转作动器和液压马达驱动行星轮旋转作动器；油缸驱动的曲柄连杆旋转作动器体积较大，在主翼下有凸包，存在影响飞机高速飞行性能和隐身性能的问题；液压马达驱动行星轮旋转作动器存在液压马达转速过高、寿命短、传动效率低、液压管线安装困难及机构复杂的问题；因此需要一种体积小、效率高、结构简单、寿命长、响应速度快的旋转作动器来解决上述问题。
发明内容
为了克服背景技术中的不足，本发明公开了一种滚珠丝杠副旋转作动器装置，该装置包括电机、滚珠丝杠、丝杠螺母、双螺旋槽套、双直线槽输出轴，其中丝杠螺母带有丝杠螺母耳轴；当电机带动丝杠转动时，丝杠螺母产生轴向移动；丝杠螺母轴向移动时，丝杠螺母耳轴上的轴承沿双螺旋槽套的螺旋槽产生旋转运动；此旋转运动又通过丝杠螺母耳轴上的另一个轴承驱动双直线槽输出轴旋转，从而实现双直线槽输出轴的旋转力矩输出；该装置结构设计紧凑、减速比高、效率高、输出力矩大、响应速度快，解决了现有油缸驱动的曲柄连杆旋转作动器和液压马达驱动行星轮旋转作动器存在的各种问题。
为了实现所述发明目的，本发明采用如下技术方案：一种滚珠丝杠副旋转作动器装置，包括电机、安装座、联轴器、旋转作动器；所述电机输出轴端设置有安装座，安装座通过螺栓与电机连接；所述电机输出轴的端部设置有联轴器；所述旋转作动器包括丝杠轴承安装座、丝杠轴承、输出轴轴承座、丝杠螺母组合、作动器外套、输出轴轴承、双直线槽输出轴、双螺旋槽套、丝杠、输出轴销；所述丝杠轴承安装座为带有连接法兰的短管状，在连接法兰远端孔内有台阶环，台阶环两端面处设置有丝杠轴承；所述丝杠靠近电机的一端设置在丝杠轴承内孔中，丝杠通过联轴器与电机输出轴连接，用于传递电机转矩；所述丝杠螺母组合设置在丝杠上，丝杠螺母组合包括丝杠螺母、丝杠螺母耳轴、输出轴导向轴承、螺旋槽导向轴承；所述输出轴轴承座为带台阶孔的圆环套，设置在丝杠轴承安装座的连接法兰远端，通过螺钉与丝杠轴承安装座连接，输出轴轴承座内设置有输出轴轴承；所述双直线槽输出轴为台阶轴，轴的小直径端有与轴线垂直的轴销孔，销轴孔内设置有输出销轴，轴的大直径端为中空套管状，管壁沿轴线方向设置有对称的直线槽，双直线槽输出轴的大直径端设置在输出轴轴承的内孔中，双直线槽输出轴的直线槽内设置有输出轴导向轴承；所述双螺旋槽套为带有台阶孔的管状，管壁上设置有对称的螺旋槽，双螺旋槽套的大孔端设置在输出轴轴承座的外圆处，通过螺钉与输出轴轴承座连接，双螺旋槽套的螺旋槽内设置有螺旋槽导向轴承；所述作动器外套为圆管状，设置在双螺旋槽套外侧，通过螺钉与双螺旋槽套连接；所述旋转作动器通过丝杠轴承安装座的连接法兰，用法螺栓与安装座连接。
优选的，电机与旋转作动器平行设置，电机输出轴与丝杠之间通过一对直齿轮传送扭矩，以减小作动器轴向尺寸。
优选的，电机与旋转作动器垂直设置，电机输出轴与丝杠之间通过一对锥齿轮传送扭矩，以减小作动器轴向尺寸。
优选的，所述双直线槽输出轴的小直径端设置台阶孔，台阶孔内设置丝杠辅助轴承，丝杠远离电机一端设置在丝杠辅助轴承的内孔中，以提高作动器整体刚性。
优选的，双直线槽输出轴的小直径端与双螺旋槽套的内孔之间设置双直线槽输出轴辅助轴承，双直线槽输出轴的小直径端设置在双直线槽输出轴(407)辅助轴承的内孔中，以提高作动器整体刚性。
由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下有益效果：本发明公开的一种滚珠丝杠副旋转作动器装置，包括电机、安装座、联轴器、旋转作动器；其中旋转作动器又包括丝杠轴承安装座、丝杠轴承、输出轴轴承座、丝杠螺母组合、作动器外套、输出轴轴承、双直线槽输出轴、双螺旋槽套、输出轴销；其中丝杠螺母组合带有丝杠螺母耳轴，耳轴上带有输出轴导向轴承和螺旋槽导向轴承；当电机带动丝杠转动时，丝杠螺母产生轴向移动；丝杠螺母轴向移动时，丝杠螺母耳轴上的螺旋槽导向轴承沿双螺旋槽套的螺旋槽产生旋转运动；此旋转运动又通过丝杠螺母耳轴的输出轴导向轴承驱动双直线槽输出轴旋转运动，从而实现双直线槽输出轴的旋转力矩输出；该装置结构设计紧凑、减速比高、效率高、输出力矩大、响应速度快，解决了现有油缸驱动的曲柄连杆旋转作动器和液压马达驱动行星轮旋转作动器存在的各种问题。
附图说明
图1为滚珠丝杠副旋转作动器装置结构示意图；
图2为丝杠螺母组合与双直线槽输出轴、双螺旋槽套配合示意图；
图3为丝杠螺母组合结构示意图；
图4为双螺旋槽套示意图；
图5为双直线槽输出轴示意图；
图6为丝杠轴承安装座示意图；
图7为输出轴轴承座示意图；
图8为丝杠示意图；
图9为作动器外套示意图；
图10为联轴器示意图；
图11为电机与作动器平行设置结构示意图；
图12为电机与作动器垂直设置结构示意图。
图中：1、电机；2、安装座；3、联轴器；4、旋转作动器；401、丝杠轴承安装座；402、丝杠轴承；403、输出轴轴承座；404、丝杠螺母组合；405、作动器外套；406、输出轴轴承；407、双直线槽输出轴；408、双螺旋槽套；409、丝杠；410、输出轴销；4041、丝杠螺母；4042、丝杠螺母耳轴；4043、输出轴导向轴承；4044、螺旋槽导向轴承(4044)。
具体实施方式
通过下面的实施例可以详细的解释本发明，公开本发明的目的旨在保护本发明范围内的一切技术改进。
一种滚珠丝杠副旋转作动器装置，包括电机1、安装座2、联轴器3、旋转作动器4；所述电机1与安装座2通过螺栓连接；所述电机1输出轴的端部设置有联轴器3；所述旋转作动器4包括丝杠轴承安装座401、丝杠轴承402、输出轴轴承座403、丝杠螺母组合404、作动器外套405、输出轴轴承406、双直线槽输出轴40)、双螺旋槽套408、丝杠409、输出轴销410；所述丝杠轴承安装座401在内孔台阶环两端面处设置有丝杠轴承402；所述丝杠409与电机1输出轴连接端设置在丝杠轴承402内孔中，丝杠409通过联轴器3与电机1输出轴连接；所述丝杠螺母组合404设置在丝杠409上，丝杠螺母组合包括丝杠螺母4041、丝杠螺母耳轴4042、输出轴导向轴承4043、螺旋槽导向轴承4044；所述输出轴轴承座403设置在丝杠轴承安装座401的连接法兰远端，通过螺钉与丝杠轴承安装座401连接，输出轴轴承座403内设置有输出轴轴承406；所述双直线槽输出轴407小直径端有与轴线垂直的轴销孔，轴销孔内设置有输出轴销410，双直线槽输出轴407的大直径端设置在输出轴轴承406的内孔中，双直线槽输出轴407的直线槽内设置有输出轴导向轴承4043；所述双螺旋槽套408的大孔端设置在输出轴轴承座403的外圆处，通过螺钉与输出轴轴承座403连接，双螺旋槽套408的螺旋槽内设置有螺旋槽导向轴承4044；所述作动器外套405设置在双螺旋槽套408外侧，通过螺钉与双螺旋槽套408连接；所述旋转作动器4通过丝杠轴承安装座401的连接法兰，用法螺栓与安装座2连接。
当滚珠丝杠副旋转作动器装置工作时，电机1通过联轴器3带动丝杠409旋转，丝杠409旋转带动丝杠螺母组合404沿丝杠409的轴线移动，丝杠螺母组合404移动时，螺旋槽导向轴承4044沿双螺旋槽套408的螺旋槽移动，带动丝杠螺母组合404旋转；丝杠螺母组合404的旋转又通过输出轴导向轴承4043与双直线槽输出轴407的直线槽作用，驱动双直线槽输出轴407做旋转运动，旋转运动通过输出轴销410将扭矩输出。
为减小滚珠丝杠副旋转作动器装置的轴向尺寸，电机1与旋转作动器4平行设置，电机1输出轴与丝杠409之间通过一对直齿轮传送扭矩。
为减小滚珠丝杠副旋转作动器装置的轴向尺寸，电机1与旋转作动器4垂直设置，电机1输出轴与丝杠409之间通过一对锥齿轮传送扭矩。
为改善滚珠丝杠副旋转作动器装置的刚性，所述双直线槽输出轴407的小直径端设置台阶孔，台阶孔内设置丝杠辅助轴承，丝杠409远离电机1的一端设置在丝杠辅助轴承的内孔中，将丝杠409原来的悬臂支撑改为两端支撑。
为改善滚珠丝杠副旋转作动器装置的刚性，双直线槽输出轴407的小直径端与双螺旋槽套408的内孔之间设置双直线槽输出轴407辅助轴承，双直线槽输出轴407的小直径端设置在双直线槽输出轴407辅助轴承的内孔中，将双直线槽输出轴407原来的悬臂支撑改为两端支撑。
本发明未详述部分为现有技术。

Claims (2)

1.一种滚珠丝杠副旋转作动器装置，其特征是：包括电机(1)、安装座(2)、联轴器(3)、旋转作动器(4)；所述电机(1)输出轴端设置有安装座(2)，安装座(2)通过螺栓与电机(1)连接；所述电机(1)输出轴的端部设置有联轴器(3)；所述旋转作动器(4)包括丝杠轴承安装座(401)、丝杠轴承(402)、输出轴轴承座(403)、丝杠螺母组合(404)、作动器外套(405)、输出轴轴承(406)、双直线槽输出轴(407)、双螺旋槽套(408)、丝杠(409)、输出轴销(410)；所述丝杠轴承安装座(401)为带连接法兰的短管状，在连接法兰远端孔内有台阶环，台阶环两端面处设置有丝杠轴承(402)；所述丝杠(409)靠近电机(1)端设置在丝杠轴承(402)内孔中，丝杠(409)通过联轴器(3)与电机(1)输出轴连接；所述丝杠螺母组合(404)设置在丝杠(409)上，丝杠螺母组合包括丝杠螺母(4041)、丝杠螺母耳轴(4042)、输出轴导向轴承(4043)、螺旋槽导向轴承(4044)；所述输出轴轴承座(403)为带台阶孔的圆环套，设置在丝杠轴承安装座(401)的连接法兰远端，通过螺钉与丝杠轴承安装座(401)连接，输出轴轴承座(403)内设置有输出轴轴承(406)；所述双直线槽输出轴(407)为台阶轴，轴的小直径端有与轴线垂直的轴销孔，轴销孔内设置有输出轴销(410)，轴的大直径端为中空套管状，沿轴线方向设置有对称的直线槽，双直线槽输出轴(407)的大直径端设置在输出轴轴承(406)的内孔中，双直线槽输出轴(407)的直线槽内设置有输出轴导向轴承(4043)；所述双螺旋槽套(408)为带有台阶孔的管状，管壁上设置有对称的螺旋槽，双螺旋槽套(408)的大孔端设置在输出轴轴承座(403)的外圆处，通过螺钉与输出轴轴承座(403)连接，双螺旋槽套(408)的螺旋槽内设置有螺旋槽导向轴承(4044)；所述作动器外套(405)为圆管状，设置在双螺旋槽套(408)外侧，通过螺钉与双螺旋槽套(408)连接；所述旋转作动器(4)通过丝杠轴承安装座(401)的连接法兰，用法螺栓与安装座(2)连接；
电机(1)与旋转作动器(4)平行设置，电机(1)输出轴与丝杠(409)之间设置有一对直齿轮，或者，电机(1)与旋转作动器(4)垂直设置，电机(1)输出轴与丝杠(409)之间设置有一对锥齿轮；
所述双直线槽输出轴(407)的小直径端设置台阶孔，台阶孔内设置丝杠辅助轴承，丝杠(409)远离电机端设置在丝杠辅助轴承的内孔中。
2.根据权利要求1所述滚珠丝杠副旋转作动器装置，其特征是：双直线槽输出轴(407)的小直径端与双螺旋槽套(408)的内孔之间设置双直线槽输出轴(407)辅助轴承，双直线槽输出轴(407)的小直径端设置在双直线槽输出轴(407)辅助轴承的内孔中。
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