一種機械傳動結構制造技術

一種機械傳動結構，包含連接滾珠絲杠螺母和舵軸的搖臂、套設在滾珠絲杠螺母的拔桿上且位于搖臂內的消隙環組件，搖臂的通孔內設置有相鄰的第一偏置軌道和第二偏置軌道，第一偏置軌道的水平對稱中心線與第二偏置軌道的水平對稱中心線不在同一水平面上，消隙環組件包含套設在拔桿上的第一消隙環和第二消隙環，第一消隙環位于第一偏置軌道內，第二消隙環位于第二偏置軌道內，第一偏置軌道的水平對稱中心線與第二偏置軌道的水平對稱中心線的垂直距離為H。本發明專利技術實現了絲杠螺母撥桿與搖臂之間的滾動運動，并且在減小摩擦力的基礎上使二者之間的配合間隙可調。

【技術實現步驟摘要】
一種機械傳動結構
本專利技術涉及一種機械傳動結構。
技術介紹
滾珠絲杠副由于其效率高、體積小、負載能力強等特點，被廣泛應用在飛行器伺服機構中。舵機伺服機構常常通過舵軸搖臂與滾珠絲杠螺母配合，將螺母的直線運動轉換為搖臂和舵軸的擺動，進而驅動舵面偏轉。間隙、摩擦作為控制系統中的非線性因素，往往會引起系統響應滯后、振蕩失穩等一系列不良現象。以往設計中為將滾珠絲杠螺母撥桿的直線運動轉換為搖臂的圓周擺動，常在撥桿與搖臂之間安裝關節軸承，或直接使撥桿在搖臂開槽內滑動來實現。但由于軸承自身的徑向游隙無法消除，存在的間隙易使系統振蕩，過盈配合雖然可消除間隙，但是軸承與搖臂之間為相對滑動，且過盈額外增加了搖臂與撥桿之間的滑動摩擦力，使系統功耗加大，響應變慢。
技術實現思路
本專利技術提供一種機械傳動結構，既滿足了間隙控制要求，又降低了傳動摩擦力。為了達到上述目的，本專利技術提供一種機械傳動結構，包含：連接滾珠絲杠螺母和舵軸的搖臂、套設在滾珠絲杠螺母的拔桿上且位于搖臂內的消隙環組件；所述的搖臂的一端通過通孔套設在滾珠絲杠螺母的拔桿上，另一端連接舵軸，該搖臂的通孔內設置有相鄰的第一偏置軌道和第二偏置軌道，第一偏置軌道的水平對稱中心線與第二偏置軌道的水平對稱中心線不在同一水平面上，第一偏置軌道的水平對稱中心線與第二偏置軌道的水平對稱中心線的垂直距離為H；所述的消隙環組件包含套設在拔桿上的第一消隙環和第二消隙環，第一消隙環位于第一偏置軌道內，第二消隙環位于第二偏置軌道內。所述的第一消隙環的公稱厚度h等于第二消隙環的公稱厚度h。所述的第一消隙環的內徑和第二消隙環的內徑都大于拔桿的直徑D。所述的第一消隙環和第二消隙環的外徑都小于第一偏置軌道的寬度和第二偏置軌道的寬度。第一偏置軌道的寬度W1等于第二偏置軌道的寬度W2，且W1＝W2＝D+2h+H，其中，D是拔桿直徑，h是消隙環公稱厚度，H是第一偏置軌道的水平對稱中心線與第二偏置軌道的水平對稱中心線的垂直距離。所述的機械傳動結構還包含：套設在拔桿上且位于第一消隙環和第二消隙環之間的消隙環隔圈。所述的第一偏置軌道向上偏置，第二偏置軌道向下偏置；或者，第一偏置軌道向下偏置，第二偏置軌道向上偏置。第一偏置軌道的上邊與第二偏置軌道的下邊形成的通孔有效寬度W＝拔桿直徑D+2×消隙環公稱厚度h。通過公差控制消隙環的實際厚度，本專利技術使搖臂與絲杠螺母撥桿之間的間隙可控，同時獲得盡量小的摩擦力。附圖說明圖1是本專利技術提供的一種機械傳動結構的結構示意圖。圖2是本專利技術提供的一種機械傳動結構的剖視圖。圖3是搖臂的結構示意圖。圖4是圖3中A-A向剖視圖。圖5是圖3中A-A向剖視圖，顯示了搖臂和拔桿的傳動關系。圖6是滾珠絲杠螺母上行階段消隙環的受力示意圖。圖7是滾珠絲杠螺母下行階段消隙環的受力示意圖。具體實施方式以下根據圖1～圖7，具體說明本專利技術的較佳實施例。如圖1和圖2所示，本專利技術提供一種機械傳動結構，包含：連接滾珠絲杠螺母1(其與滾珠絲杠7螺紋連接)和舵軸8的搖臂3、套設在滾珠絲杠螺母1的拔桿2上并位于搖臂3內的消隙環組件。如圖3所示，所述的搖臂3的一端通過通孔302套設在滾珠絲杠螺母1的拔桿2上，另一端連接舵軸8，該搖臂3的通孔302內設置有相鄰的第一偏置軌道301和第二偏置軌道302，如圖5所示，第一偏置軌道301的寬度W1等于第二偏置軌道302的寬度W2。如圖4所示，第一偏置軌道301的水平對稱中心線31與第二偏置軌道302的水平對稱中心線32不在同一水平面上，第一偏置軌道301的水平對稱中心線31與第二偏置軌道302的水平對稱中心線32的垂直距離為H；如圖1和圖2所示，所述的消隙環組件包含套設在拔桿2上的第一消隙環4和第二消隙環5，第一消隙環4位于第一偏置軌道301內，第二消隙環5位于第二偏置軌道302內，如圖5所示，第一消隙環4的內徑和第二消隙環5的內徑都大于拔桿2的直徑，第一消隙環4和第二消隙環5的外徑都小于第一偏置軌道301的寬度W1和第二偏置軌道302的寬度W2，第一消隙環4的公稱厚度h等于第二消隙環5的公稱厚度h。如圖1和圖2所示，所述的機械傳動結構還包含：套設在拔桿2上且位于第一消隙環4和第二消隙環5之間的消隙環隔圈6，有助于降低兩個消隙環之間的互相磨損。所述的第一偏置軌道301可以向上偏置，則第二偏置軌道302向下偏置；或者，第一偏置軌道301向下偏置，則第二偏置軌道302向上偏置。本實施例中，消隙環材料為高硬度不銹鋼，消隙環隔圈采用較低硬度不銹鋼。如圖3和圖5所示，在本專利技術的一個實施例中，第一偏置軌道301的寬度W1＝10mm，第二偏置軌道302的寬度W2＝10mm，第一偏置軌道301位于遠離滾珠絲杠1的外側，第二偏置軌道302位于靠近滾珠絲杠1的內側，第一偏置軌道301相對于搖臂中心線向上偏置1mm，第二偏置軌道302相對于搖臂中心線向下偏置1mm，則第一偏置軌道301的上邊與第二偏置軌道302的下邊形成的通孔有效寬度(絲杠螺母撥桿與搖臂傳動配合公稱寬度)W＝9mm，第一消隙環4和第二消隙環5的內徑為Φ7.5mm，外徑為Φ9.5mm，公稱厚度h＝1mm，拔桿2的直徑D為Φ7mm，第一消隙環4和第二消隙環5的內表面均與拔桿2的外表面接觸，拔桿2通過第一消隙環4接觸第一偏置軌道301的上邊，通過第二消隙環5接觸第二偏置軌道302的下邊，其中，W1＝W2＝D+2h+H，通孔有效寬度W＝D+2h，通過調整消隙環的公稱厚度，可以調整搖臂3與撥桿2的間隙，使其得到較理想的控制。圖5是滾珠絲杠螺母1在上行階段中消隙環的受力分析，解釋了第一消隙環4是如何在運動中形成滾動，以滾動摩擦代替過盈配合的滑動摩擦。如圖5所示，滾珠絲杠螺母1上行，拔桿2對第一消隙環4產生作用力F及摩擦力f1，作用點為P，第一消隙環4與搖臂3的第一偏置軌道301的上邊緊密接觸，搖臂3對第一消隙環4產生支撐力N及摩擦力f，兩力均作用于Q點。假設搖臂3與水平方向的夾角為θ，忽略第一消隙環4的自重，對第一消隙環4作受力分析：N＝Ff＝f1To＝f(R+h)-f1*R＝fh其中，To為第一消隙環4繞O點的轉矩，R為撥桿2的半徑，h為消隙環實際厚度。在滾珠絲杠螺母1向上移動時，支撐力N和摩擦力f均大于零，因此在力矩TO的作用下第一消隙環4將繞O點轉動。當滾珠絲杠螺母1連續運動時，第一消隙環4將在第一偏置軌道301里形成滾動，從而有效地減少摩擦阻力，提高機構的工作效率。如圖6所示，同樣的原理也適用于滾珠絲杠螺母1下行，此時第二消隙環5將在第二偏置軌道302里滾動。由于第一消隙環4和第二消隙環5僅與各自軌道的單邊接觸，因而絲杠螺母1上下移動時，拔桿2將帶動第一消隙環4和第二消隙環5在各自的偏置軌道內滾動，從而使搖臂3和舵軸8偏轉。本專利技術提供的傳動結構結合了關節軸承連接和過盈配合連接的各自優點，實現了絲杠螺母撥桿與搖臂之間的滾動運動，并且在減小摩擦力的基礎上使二者之間的配合間隙可調。盡管本專利技術的內容已經通過上述優選實施例作了詳細介紹，但應當認識到上述的描述不應被認為是對本專利技術的限制。在本領域技術人員閱讀了上述內容后，對于本專利技術的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本專利技術的保護范圍應由所附的權利要求來限定。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種機械傳動結構，其特征在于，包含：連接滾珠絲杠螺母（1）和舵軸（8）的搖臂（3）、套設在滾珠絲杠螺母（1）的拔桿（2）上且位于搖臂（3）內的消隙環組件；所述的搖臂（3）的一端通過通孔（302）套設在滾珠絲杠螺母（1）的拔桿（2）上，另一端連接舵軸（8），該搖臂（3）的通孔（302）內設置有相鄰的第一偏置軌道（301）和第二偏置軌道（302），第一偏置軌道（301）的水平對稱中心線（31）與第二偏置軌道（302）的水平對稱中心線（32）不在同一水平面上，第一偏置軌道（301）的水平對稱中心線（31）與第二偏置軌道（302）的水平對稱中心線（32）的垂直距離為H；所述的消隙環組件包含套設在拔桿（2）上的第一消隙環（4）和第二消隙環（5），第一消隙環（4）位于第一偏置軌道（301）內，第二消隙環（5）位于第二偏置軌道（302）內。

【技術特征摘要】
1.一種機械傳動結構，其特征在于，包含：連接滾珠絲杠螺母（1）和舵軸（8）的搖臂（3）、套設在滾珠絲杠螺母（1）的拔桿（2）上且位于搖臂（3）內的消隙環組件；所述的搖臂（3）的一端通過通孔（302）套設在滾珠絲杠螺母（1）的拔桿（2）上，另一端連接舵軸（8），該搖臂（3）的通孔（302）內設置有相鄰的第一偏置軌道（301）和第二偏置軌道（302），第一偏置軌道（301）的水平對稱中心線（31）與第二偏置軌道（302）的水平對稱中心線（32）不在同一水平面上，第一偏置軌道（301）的水平對稱中心線（31）與第二偏置軌道（302）的水平對稱中心線（32）的垂直距離為H；所述的消隙環組件包含套設在拔桿（2）上的第一消隙環（4）和第二消隙環（5），第一消隙環（4）位于第一偏置軌道（301）內，第二消隙環（5）位于第二偏置軌道（302）內。2.如權利要求1所述的機械傳動結構，其特征在于，所述的第一消隙環（4）的公稱厚度h等于第二消隙環（5）的公稱厚度h。3.如權利要求1所述的機械傳動結構，其特征在于，所述的第一消隙環（4）的內徑和第二消隙環（5）的內...

【專利技術屬性】
技術研發人員：武曉峰，申振豐，蔣政，韓子晨，唐劍超，
申請(專利權)人：上海航天控制技術研究所，
類型：發明
國別省市：上海,31