CN110953254A - 一种轴向预紧可调舵机输出轴机构 - Google Patents

一种轴向预紧可调舵机输出轴机构 Download PDF

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段小帅
张新华
刘海
李勇
刘源
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Abstract

本发明的公开了一种轴向预紧可调舵机输出轴机构，它包括输出轴上端具有法兰盘，下端面上有10个均布的螺纹孔，输出轴通过第一圆锥滚子轴承和第二圆锥滚子轴承安装在舵机本体中，舵机本体为圆柱体外形，上下两端具有两个阶梯形内孔，舵机本体的两个内孔分别固定第一圆锥滚子轴承和第二圆锥滚子轴承的外环，第一圆锥滚子轴承的内环通过输出轴法兰盘下表面固定，第二圆锥滚子轴承的内环上安装第二调节垫片，通过预紧端盖固定，输出轴下端面与预紧端盖之间安装第一调节垫片，预紧螺钉通过预紧端盖和第一调节垫片上的通孔安装在输出轴下端面的螺纹孔中。其优点是，可以有效地对舵机输出轴施加轴向预紧力，保证了舵机输出轴的运动效率。

Description

一种轴向预紧可调舵机输出轴机构
技术领域
本发明属于，具体涉及。本发明涉及一种舵机输出轴机构，属于机电作动器技术领域。
背景技术
舵机作为飞行器制导控制系统的主要组成部分，其作用是根据制导控制电路输出的一定大小和极性的信号，驱动飞行器舵面偏转，以控制和稳定飞行器的飞行。随着飞行器向着高速和高机动发展，飞行过程中舵面上受到的气动力越来越大，该气动力同时会产生巨大的弯矩作用到舵机上。作为舵机传动链的末端，舵机输出轴机构直接与飞行器舵面连接固定，在承载舵面弯矩的同时，还要精确地驱动舵面偏转，因此舵机输出轴机构的设计与实现尤为重要。
舵机输出轴机构通常包括输出轴、支撑轴承、舵机本体及其它零部件。随着舵机小型化、轻质化的发展趋势，以及舵机承载能力日益提高的需求，越来越多地选用一对圆锥滚子轴承对输出轴进行支撑。圆锥滚子轴承的结构主要包括外环、内环、滚子和保持架。圆锥滚子轴承体积较小，能够同时承受较大的轴向载荷和径向载荷的联合作用，但是其外环和内环组件可以分离，安装使用时需要对轴承施加预紧力以调整游隙的大小。考虑到圆锥滚子轴承的结构，合理设计输出轴、本体及其它零部件，以实现预紧力可调节的舵机输出轴机构。
发明内容
本发明的目的是提供一种轴向预紧可调舵机输出轴机构，它能够克服现有的舵机输出轴预紧力不易调节的缺点。
本发明是这样实现的，一种轴向预紧可调舵机输出轴机构，它包括舵机本体、输出轴、第一圆锥滚子轴承、第二圆锥滚子轴承、第一调节垫片、第二调节垫片、预紧端盖和预紧螺钉，其中，输出轴上端具有法兰盘，下端面上有10个均布的螺纹孔，输出轴通过第一圆锥滚子轴承和第二圆锥滚子轴承安装在舵机本体中，舵机本体为圆柱体外形，上下两端具有两个阶梯形内孔，舵机本体的两个内孔分别固定第一圆锥滚子轴承和第二圆锥滚子轴承的外环，第一圆锥滚子轴承的内环通过输出轴法兰盘下表面固定，第二圆锥滚子轴承的内环上安装第二调节垫片，通过预紧端盖固定，输出轴下端面与预紧端盖之间安装第一调节垫片，预紧螺钉通过预紧端盖和第一调节垫片上的通孔安装在输出轴下端面的螺纹孔中。
所述的输出轴上端具有圆形法兰盘，法兰盘上具有键槽和8个螺纹孔，输出轴的主体为圆柱体并具有圆形内腔，下端面上有10个均布的螺纹孔，输出轴的主体为圆柱体并具有圆形内腔。
所述的第二调节垫片为圆环形，厚度0.05mm至0.2mm不等。
所述的第一调节垫片为圆环形，厚度0.05mm至0.2mm不等。
所述的预紧端盖为圆形，有10个均布的通孔。
本发明的优点是，可以有效地对舵机输出轴施加轴向预紧力，并且能够根据需要对预紧力进行双向调节，保证了舵机输出轴的运动效率，同时提高了其承载能力。
附图说明
图1为本发明所提供的一种轴向预紧可调舵机输出轴机构结构示意图；
图2为输出轴结构示意图；
图3为圆锥滚子轴承示意图；
图4为图3的剖视图；
图5为预紧端盖结构示意图；
图6为第一调节垫片示意图；
图7为第二调节垫片示意图。
图中，1输出轴，2第一圆锥滚子轴承，3舵机本体，4第二圆锥滚子轴承，5预紧端盖，6预紧螺钉，7第一调节垫片，8第二调节垫片。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细介绍：
一种轴向预紧可调舵机输出轴机构，包括舵机本体3、输出轴1、第一圆锥滚子轴承2、第二圆锥滚子轴承4、第一调节垫片7、第二调节垫片8、预紧端盖5、预紧螺钉6。
结合附图，对本发明中的零部件安装关系进行详细说明：
输出轴1上端具有圆形法兰盘，法兰盘上具有键槽和8个螺纹孔，输出轴的主体为圆柱体并具有圆形内腔，下端面上有10个均布的螺纹孔。输出轴1通过第一圆锥滚子轴承2和第二圆锥滚子轴承4安装在舵机本体3中。舵机本体3为圆柱体外形，上下两端具有两个阶梯形内孔。舵机本体3的两个内孔分别固定第一圆锥滚子轴承2和第二圆锥滚子轴承4的外环。第一圆锥滚子轴承2的内环通过输出轴1法兰盘下表面固定。第二圆锥滚子轴承4的内环上安装第二调节垫片8，通过预紧端盖5固定。第二调节垫片8为圆环形，厚度0.05mm至0.2mm不等。输出轴1下端面与预紧端盖5之间安装第一调节垫片7。第一调节垫片7为圆环形，厚度0.05mm至0.2mm不等，有10个均布的通孔。预紧端盖5为圆形，有10个均布的通孔。预紧螺钉6通过预紧端盖5和调节垫片一7上的通孔安装在输出轴1下端面的螺纹孔中。
对本发明的工作原理进行详细说明：
输出轴1的内孔实现对舵面的精确定位，法兰盘上的螺纹孔实现对舵面的固定，键槽实现输出轴1与舵面的扭矩传递，从而实现将舵机的运动转化为舵面的偏转。舵机本体3安装在飞行器舱体上，通过轴承实现输出轴1和舵面的支撑。通过拧紧预紧螺钉6，对第一圆锥滚子轴承2和第二圆锥滚子轴承4施加预紧力。若输出轴机构中没有调节垫片，则轴承的预紧力无法调节。当预紧力过小时，第一圆锥滚子轴承2和第二圆锥滚子轴承4中可能会存在轴向游隙，从而影响输出轴1的运动精度及承载能力。当预紧力过大时，会导致输出轴机构运转不畅，传动效率降低，甚至会对机构产生损伤。通过第一调节垫片7和第二调节垫片8，对轴承的预紧力进行调节：当预紧力较小时，通过增加第二调节垫片8，能够提高预紧力；当预紧力较大时，通过减少第二调节垫片8或增加第一调节垫片7，能够降低预紧力。从而实现轴承预紧力双向调节，使其达到理想值，此时输出轴1既能高效运转，又能承受较大的轴向载荷以及径向载荷。对于舵机输出轴机构中采用其它形式需要预紧的轴承，该调节预紧力的方法同样适用。

Claims (5)

1.一种轴向预紧可调舵机输出轴机构，其特征在于：它包括舵机本体(3)、输出轴(1)、第一圆锥滚子轴承(2)、第二圆锥滚子轴承(4)、第一调节垫片(7)、第二调节垫片(8)、预紧端盖(5)和预紧螺钉(6)，其中，输出轴(1)上端具有法兰盘，下端面上有10个均布的螺纹孔，输出轴(1)通过第一圆锥滚子轴承(2)和第二圆锥滚子轴承(4)安装在舵机本体(3)中，舵机本体(3)为圆柱体外形，上下两端具有两个阶梯形内孔，舵机本体(3)的两个内孔分别固定第一圆锥滚子轴承(2)和第二圆锥滚子轴承(4)的外环，第一圆锥滚子轴承(2)的内环通过输出轴(1)法兰盘下表面固定，第二圆锥滚子轴承(4)的内环上安装第二调节垫片(8)，通过预紧端盖(5)固定，输出轴(1)下端面与预紧端盖(5)之间安装第一调节垫片(7)，预紧螺钉(6)通过预紧端盖(5)和第一调节垫片(7)上的通孔安装在输出轴(1)下端面的螺纹孔中。
2.如权利要求1所述的一种轴向预紧可调舵机输出轴机构，其特征在于：所述的输出轴(1)上端具有圆形法兰盘，法兰盘上具有键槽和8个螺纹孔，输出轴(1)的主体为圆柱体并具有圆形内腔，下端面上有10个均布的螺纹孔，输出轴(1)的主体为圆柱体并具有圆形内腔。
3.如权利要求1所述的一种轴向预紧可调舵机输出轴机构，其特征在于：所述的第二调节垫片(8)为圆环形，厚度0.05mm至0.2mm不等。
4.如权利要求1所述的一种轴向预紧可调舵机输出轴机构，其特征在于：所述的第一调节垫片(7)为圆环形，厚度0.05mm至0.2mm不等。
5.如权利要求1所述的一种轴向预紧可调舵机输出轴机构，其特征在于：所述的预紧端盖(5)为圆形，有10个均布的通孔。
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