專利名稱：一種滾柱絲杠傳動直線作動器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及機械結構技術領域，具體涉及一種滾柱絲杠傳動直線作動器。
背景技術：
機電伺服作動器系統已逐步應用于航天、航空、機床加工等多種軍工及民用行業(yè)。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，但由于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(tài)響應要求；同時為滿足輸出力矩要求，傳統結構一般都采用電機、滾珠絲杠加減速裝置的方案，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(fā)明內容
本發(fā)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(fā)明的技術方案為:一種滾柱絲杠傳動直線作動器，包括絲杠1、絲杠齒輪11、滾柱6、螺母3、外螺母7、支耳15 ;其中，絲杠I的左端設置一個鍵槽16，絲杠I的鍵槽16右端部位設置螺紋，螺紋部分結束后作出一個階梯軸，在其上安裝固定有絲杠齒輪11 ;每跟滾柱6的前后兩段設有定位柱，滾柱6前后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間設有與絲杠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前后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杠I的螺紋牙距和頭數保持一致，滾柱6的導程等于螺母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固定于外螺母7內部左側；外螺母7的右端內壁開有與絲杠I上螺紋匹配的內螺紋；已緊固在一起的絲杠1、絲杠齒輪11設置于螺母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，插齒形狀與絲杠齒輪11的外齒輪嚙合，并使其傳動比等于整個滾柱絲杠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于等于滾柱絲杠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。所述絲杠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將絲杠齒輪11與絲杠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杠螺紋部分的傳動比進行設計；
所述支耳15的左端圓柱上先后設置了鎖緊螺母14、墊片17，外螺母7和支耳15通過螺紋連接起來，并通過墊片17和鎖緊螺母14進行緊固。本發(fā)明具有以下優(yōu)點:⑴采用了滾柱絲杠傳動機構，承載能力大。本發(fā)明作動器機構簡單，傳動平穩(wěn)、傳動間隙小、傳動精度高。傳動機構運轉時摩擦由滑動變?yōu)榱藵L動，噪聲小，效率高。(2)該種滾柱絲杠機構，定傳動比，減速比大，機構轉動慣量降低，力矩-慣量比大，動態(tài)響應能力高。(3)傳動比恒定，簡化了速度閉環(huán)和位移閉環(huán)控制。
圖1為一種滾柱絲杠傳動直線作動器的結構示意圖。圖中，1-絲杠，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-絲杠齒輪，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(fā)明進行進一步描述。一種滾柱絲杠傳動直線作動器，其結構如圖1所示，絲杠I的左端設置一個鍵槽16，用于連接固定運動部件，絲杠I的中部和右部設置螺紋，螺紋部分結束后作出一個階梯軸，在其上安裝絲杠齒輪11，絲杠齒輪11的分度圓直徑與絲杠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將絲杠齒輪11與絲杠I緊固在一起。每跟滾柱6的前后兩段設有定位柱，滾柱6前后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間設有與絲杠I上螺紋嚙合的螺紋；行星架4中部開有滾柱孔，用于穿過滾柱6，滾柱孔四周均勻開有定位柱孔，用于套住滾柱6前后兩段的定位柱。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杠螺紋部分的傳動比進行設計；在滾柱6前后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杠I的螺紋牙距和頭數保持一致；滾柱6的導程等于螺母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杠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杠1、絲杠齒輪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用于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；先后將鎖緊螺母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，插齒的形狀與絲杠齒輪11的外齒輪嚙合，并使其傳動比等于整個滾柱絲杠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于等于滾柱絲杠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恒定，并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(fā)明的實施例對作了詳細說明，上述實施方式僅為本發(fā)明的最優(yōu)實施例，但是本發(fā)明并不限于上述實施例，在本領域普通技術人員所具備的知識范圍內，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。
權利要求
1.一種滾柱絲杠傳動直線作動器，其特征在于包括絲杠(1)、絲杠齒輪(11)、滾柱(6)、行星架(4、9)、螺母(3)、外螺母(7)、支耳(15);其中，絲杠⑴的左端設置一個鍵槽(16)，絲杠(I)的鍵槽(16)右端部位設置螺紋，螺紋部分結束后作出一個階梯軸，在其上安裝固定有絲杠齒輪(11);每跟滾柱￠)的前后兩段設有定位柱，滾柱(6)前后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)間設有與絲杠(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)前后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杠(1)的螺紋牙距和頭數保持一致，滾柱(6)的導程等于螺母(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)固定于外螺母(7)內部左側；外螺母(7)的右端內壁開有與絲杠(I)上螺紋匹配的內螺紋；已緊固在一起的絲杠(I)、絲杠齒輪(11)設置于螺母(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，插齒形狀與絲杠齒輪(11)的外齒輪嚙合，并使其傳動比等于整個滾柱絲杠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于等于滾柱絲杠傳動直線作動器的行程。
2.如權利要求1所述的一種滾柱絲杠傳動直線作動器，其特征在于所述螺母(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所述的一種滾柱絲杠傳動直線作動器，其特征在于所述絲杠(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)將絲杠齒輪(11)與絲杠(1)緊固在一起。
4.如權利要求1所述的一種滾柱絲杠傳動直線作動器，其特征在于所述滾柱齒輪(5)、滾柱齒輪(8)和螺母(3)的內齒輪尺寸和參數按照滾柱絲杠螺紋部分的傳動比進行設計。
5.如權利要求1所述的一種滾柱絲杠傳動直線作動器，其特征在于所述支耳(15)的左端圓柱上先后設置了鎖緊螺母(14)、墊片(17)，外螺母(7)和支耳(15)通過螺紋連接起來，并通過墊片(17)和鎖緊螺母(14)進行緊固。
全文摘要
一種滾柱絲杠傳動直線作動器，其特征在于包括絲杠(1)、絲杠齒輪(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杠(1)的螺紋牙距和頭數保持一致，滾柱(6)的導程等于螺母(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，插齒形狀與絲杠齒輪(11)的外齒輪嚙合，并使其傳動比等于整個滾柱絲杠傳動直線作動器的傳動比。本發(fā)明機構簡單、傳動平穩(wěn)、傳動間隙小、傳動精度高、噪聲小、動態(tài)響應能力高、傳動比恒定，簡化了速度閉環(huán)和位移閉環(huán)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(yōu)先權日2011年10月31日
發(fā)明者王惠娟, 徐強, 趙國平, 黃玉平, 劉亭, 陳俊杰 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