一種滾柱絲槓傳動直線作動器的製作方法

2023-05-28 07:33:56

專利名稱：一種滾柱絲槓傳動直線作動器的製作方法
技術領域：
本發明涉及機械結構技術領域，具體涉及一種滾柱絲槓傳動直線作動器。
背景技術：
機電伺服作動器系統已逐步應用於航天、航空、工具機加工等多種軍工及民用行業。電動伺服系統能源獲得容易、成本低、可靠性高、使用維護方便，但由於受電機磁飽和和溫升的限制，電機輸出力矩有限，其力矩-慣量比小，難以滿足伺服機構快速高動態響應要求；同時為滿足輸出力矩要求，傳統結構一般都採用電機、滾珠絲槓加減速裝置的方案，通過減速裝置減速增矩，這樣會弓I起作動器體積過大，功率質量比降低。

發明內容
本發明的目的是為了克服現有技術的缺陷，提供一種結構緊湊、功率質量比和力矩慣量比大、傳動定位精度高的直線伸縮運動伺服作動器。為了實現上述目的，本發明的技術方案為:一種滾柱絲槓傳動直線作動器，包括絲槓1、絲槓齒輪11、滾柱6、螺母3、外螺母7、支耳15 ;其中，絲槓I的左端設置一個鍵槽16，絲槓I的鍵槽16右端部位設置螺紋，螺紋部分結束後作出一個階梯軸，在其上安裝固定有絲槓齒輪11 ;每跟滾柱6的前後兩段設有定位柱，滾柱6前後兩段的定位柱內側設有滾柱齒輪5和滾柱齒輪8，滾柱齒輪5和滾柱齒輪8與滾柱6為一體式結構，在滾柱6的滾柱齒輪5、滾柱齒輪8間設有與絲槓I上螺紋嚙合的螺紋；行星架4中部開有滾柱孔，滾柱孔四周均勻開有定位柱孔；螺母3內壁設有與滾柱6上螺紋嚙合的內螺紋，在螺母3內均勻布置若干滾柱6，螺母3內壁和滾柱6上滾柱齒輪5、滾柱齒輪8對應的部位開有內齒輪，內齒輪和滾柱齒輪5、滾柱齒輪8相嚙合；在滾柱6前後定位柱上套上行星架4和行星架9 ;滾柱
6、行星架4、行星架9固定與螺母3內；螺母3的內螺紋牙距和頭數和絲槓I的螺紋牙距和頭數保持一致，滾柱6的導程等於螺母3內螺紋的導程；外螺母7的左端內徑與螺母3的外徑匹配，螺母3固定於外螺母7內部左側；外螺母7的右端內壁開有與絲槓I上螺紋匹配的內螺紋；已緊固在一起的絲槓1、絲槓齒輪11設置於螺母3、滾柱6和外螺母7內；支耳15左端為圓柱，開有和外螺母7內螺紋嚙合的螺紋，支耳15通過螺紋與外螺母7右端連接固定；外螺母7內螺紋與支耳15螺紋相嚙合部位左側的內螺紋進行插齒，插齒形狀與絲槓齒輪11的外齒輪嚙合，並使其傳動比等於整個滾柱絲槓傳動直線作動器的傳動比，且外螺母7內螺紋插齒部分的軸向長度大於等於滾柱絲槓傳動直線作動器的行程。所述螺母3兩段有向內凸起，在向內凸起和行星架4、行星架9之間分別設置擋圈
2、擋圈10，通過擋圈2、擋圈10和螺母3兩段向內凸起的限位將滾柱6固定在螺母3內。所述絲槓I的階梯軸的右端設螺紋13，在階梯軸右端的螺紋13上設置鎖緊螺母12，通過擰緊鎖緊螺母12將絲槓齒輪11與絲槓I緊固在一起。所述滾柱齒輪5、滾柱齒輪8和螺母3的內齒輪尺寸和參數按照滾柱絲槓螺紋部分的傳動比進行設計；
所述支耳15的左端圓柱上先後設置了鎖緊螺母14、墊片17，外螺母7和支耳15通過螺紋連接起來，並通過墊片17和鎖緊螺母14進行緊固。本發明具有以下優點:⑴採用了滾柱絲槓傳動機構，承載能力大。本發明作動器機構簡單，傳動平穩、傳動間隙小、傳動精度高。傳動機構運轉時摩擦由滑動變為了滾動，噪聲小，效率高。(2)該種滾柱絲槓機構，定傳動比，減速比大，機構轉動慣量降低，力矩-慣量比大，動態響應能力高。(3)傳動比恆定，簡化了速度閉環和位移閉環控制。


圖1為一種滾柱絲槓傳動直線作動器的結構示意圖。圖中，1-絲槓，2、10-擋圈，3-螺母，4,9-行星架，5、8_滾柱齒輪，6_滾柱，7_外螺母，11-絲槓齒輪，12、14-鎖緊螺母，13-螺紋，15-支耳，16-鍵槽，17-墊片。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明進行進一步描述。一種滾柱絲槓傳動直線作動器，其結構如圖1所示，絲槓I的左端設置一個鍵槽16，用於連接固定運動部件，絲槓I的中部和右部設置螺紋，螺紋部分結束後作出一個階梯軸，在其上安裝絲槓齒輪11，絲槓齒輪11的分度圓直徑與絲槓I的公稱直徑一致，在階梯軸的右端設螺紋13，在階梯軸右端的螺紋13上設置鎖緊螺母12，通過擰緊鎖緊螺母12將絲槓齒輪11與絲槓I緊固在一起。每跟滾柱6的前後兩段設有定位柱，滾柱6前後兩段的定位柱內側設有滾柱齒輪5和滾柱齒輪8，滾柱齒輪5和滾柱齒輪8與滾柱6為一體式結構，滾柱齒輪5、滾柱齒輪8間設有與絲槓I上螺紋嚙合的螺紋；行星架4中部開有滾柱孔，用於穿過滾柱6，滾柱孔四周均勻開有定位柱孔，用於套住滾柱6前後兩段的定位柱。螺母3內壁設有與滾柱6上螺紋嚙合的內螺紋，在螺母3內均勻布置若干滾柱6，螺母3內壁和滾柱6上滾柱齒輪5、滾柱齒輪8對應的部位開有內齒輪，內齒輪和滾柱齒輪
5、滾柱齒輪8相嚙合，滾柱齒輪5、滾柱齒輪8和螺母3的內齒輪尺寸和參數按照滾柱絲槓螺紋部分的傳動比進行設計；在滾柱6前後定位柱上套上行星架4和行星架9 ;螺母3兩段有向內凸起，在向內凸起和行星架4、行星架9之間分別設置擋圈2、擋圈10，通過擋圈2、擋圈10和螺母3兩段向內凸起的限位完成滾柱6在螺母3內的定位；為了保證滾柱6運轉正常，螺母3的內螺紋牙距和頭數和絲槓I的螺紋牙距和頭數保持一致；滾柱6的導程等於螺母3內螺紋的導程，以保證滾柱6和螺母3在軸向上沒有相對位移。外螺母7的左端內徑與螺母3的外徑匹配，外螺母7的右端內壁開有與絲槓I上螺紋匹配的內螺紋；通過螺釘將外螺母7和螺母3緊固，使外螺母7、螺母3間無軸向和周向的位移；將已緊固在一起的絲槓1、絲槓齒輪11、鎖緊螺母12通過外螺母7的內螺紋，穿過滾柱6、螺母3，旋入外螺母7內。支耳15用於和固定部件連接固定，其左端為圓柱，開有和外螺母7內螺紋嚙合的螺紋；先後將鎖緊螺母14、墊片17套到支耳15的左端圓柱上，在將其擰如外螺母7的右端。對外螺母7內螺紋與支耳15螺紋相嚙合部位左側的內螺紋進行插齒，插齒的形狀與絲槓齒輪11的外齒輪嚙合，並使其傳動比等於整個滾柱絲槓傳動直線作動器的傳動比，且外螺母7內螺紋插齒部分的軸向長度大於等於滾柱絲槓傳動直線作動器的行程，從而保證在不同的工況條件下都保證作動器的傳動比恆定，並且在滿足強度和剛度要求的前提下，可以做到系統的導程可以任意小，從而實現系統小尺寸(很大的縮短了軸向長度)，大減速比的目的。上面對本發明的實施例對作了詳細說明，上述實施方式僅為本發明的最優實施例，但是本發明並不限於上述實施例，在本領域普通技術人員所具備的知識範圍內，還可以在不脫離本發明宗旨的前提下作出各種變化。
權利要求
1.一種滾柱絲槓傳動直線作動器，其特徵在於包括絲槓(1)、絲槓齒輪(11)、滾柱(6)、行星架(4、9)、螺母(3)、外螺母(7)、支耳(15);其中，絲槓⑴的左端設置一個鍵槽(16)，絲槓(I)的鍵槽(16)右端部位設置螺紋，螺紋部分結束後作出一個階梯軸，在其上安裝固定有絲槓齒輪(11);每跟滾柱￠)的前後兩段設有定位柱，滾柱(6)前後兩段的定位柱內側設有滾柱齒輪(5)和滾柱齒輪(8)，滾柱齒輪(5)和滾柱齒輪(8)與滾柱(6)為一體式結構，在滾柱￠)的滾柱齒輪(5)、滾柱齒輪(8)間設有與絲槓(I)上螺紋嚙合的螺紋；行星架(4)中部開有滾柱孔，滾柱孔四周均勻開有定位柱孔；螺母(3)內壁設有與滾柱(6)上螺紋嚙合的內螺紋，在螺母(3)內均勻布置若干滾柱￠)，螺母(3)內壁和滾柱(6)上滾柱齒輪(5)、滾柱齒輪(8)對應的部位開有內齒輪，內齒輪和滾柱齒輪(5)、滾柱齒輪(8)相嚙合；在滾柱(6)前後定位柱上套上行星架(4)和行星架(9);滾柱￠)、行星架(4)、行星架(9)固定與螺母(3)內；螺母(3)的內螺紋牙距和頭數和絲槓(1)的螺紋牙距和頭數保持一致，滾柱(6)的導程等於螺母(3)內螺紋的導程；外螺母(7)的左端內徑與螺母(3)的外徑匹配，螺母(3)固定於外螺母(7)內部左側；外螺母(7)的右端內壁開有與絲槓(I)上螺紋匹配的內螺紋；已緊固在一起的絲槓(I)、絲槓齒輪(11)設置於螺母(3)、滾柱(6)和外螺母(7)內；支耳(15)左端為圓柱，開有和外螺母(7)內螺紋嚙合的螺紋，支耳(15)通過螺紋與外螺母(7)右端連接 固定；外螺母(7)內螺紋與支耳(15)螺紋相嚙合部位左側的內螺紋進行插齒，插齒形狀與絲槓齒輪(11)的外齒輪嚙合，並使其傳動比等於整個滾柱絲槓傳動直線作動器的傳動比，且外螺母(7)內螺紋插齒部分的軸向長度大於等於滾柱絲槓傳動直線作動器的行程。
2.如權利要求1所述的一種滾柱絲槓傳動直線作動器，其特徵在於所述螺母(3)兩端有向內凸起，在向內凸起和行星架(4)、行星架(9)之間分別設置擋圈(2)、擋圈(10)，通過擋圈(2)、擋圈(10)和螺母(3)兩段向內凸起的限位將滾柱(6)固定在螺母(3)內。
3.如權利要求1所述的一種滾柱絲槓傳動直線作動器，其特徵在於所述絲槓(I)的階梯軸的右端設螺紋(13)，在階梯軸右端的螺紋(13)上設置鎖緊螺母(12)，通過擰緊鎖緊螺母(12)將絲槓齒輪(11)與絲槓(1)緊固在一起。
4.如權利要求1所述的一種滾柱絲槓傳動直線作動器，其特徵在於所述滾柱齒輪(5)、滾柱齒輪(8)和螺母(3)的內齒輪尺寸和參數按照滾柱絲槓螺紋部分的傳動比進行設計。
5.如權利要求1所述的一種滾柱絲槓傳動直線作動器，其特徵在於所述支耳(15)的左端圓柱上先後設置了鎖緊螺母(14)、墊片(17)，外螺母(7)和支耳(15)通過螺紋連接起來，並通過墊片(17)和鎖緊螺母(14)進行緊固。
全文摘要
一種滾柱絲槓傳動直線作動器，其特徵在於包括絲槓(1)、絲槓齒輪(11)、滾柱(6)、行星架(4、9)、螺母(3)、外螺母(7)、支耳(15)；其中，螺母(3)的內螺紋牙距和頭數和絲槓(1)的螺紋牙距和頭數保持一致，滾柱(6)的導程等於螺母(3)內螺紋的導程；外螺母(7)內螺紋與支耳(15)螺紋相嚙合部位左側的內螺紋進行插齒，插齒形狀與絲槓齒輪(11)的外齒輪嚙合，並使其傳動比等於整個滾柱絲槓傳動直線作動器的傳動比。本發明機構簡單、傳動平穩、傳動間隙小、傳動精度高、噪聲小、動態響應能力高、傳動比恆定，簡化了速度閉環和位移閉環控制。
文檔編號F16H25/22GK103089956SQ201110335868
公開日2013年5月8日 申請日期2011年10月31日 優先權日2011年10月31日
發明者王惠娟, 徐強, 趙國平, 黃玉平, 劉亭, 陳俊傑 申請人:北京精密機電控制設備研究所, 中國運載火箭技術研究院