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(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)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(zhì)量比降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術的缺陷，提供一種結構緊湊、功率質(zhì)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(xiàn)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(nèi)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(nèi)壁設有與滾柱6上螺紋嚙合的內(nèi)螺紋，在螺母3內(nèi)均勻布置若干滾柱6，螺母3內(nèi)壁和滾柱6上滾柱齒輪5、滾柱齒輪8對應的部位開有內(nèi)齒輪，內(nèi)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(nèi)；螺母3的內(nèi)螺紋牙距和頭數(shù)和絲杠I的螺紋牙距和頭數(shù)保持一致，滾柱6的導程等于螺母3內(nèi)螺紋的導程；外螺母7的左端內(nèi)徑與螺母3的外徑匹配，螺母3固定于外螺母7內(nèi)部左側；外螺母7的右端內(nèi)壁開有與絲杠I上螺紋匹配的內(nèi)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(nèi)；支耳15左端為圓柱，開有和外螺母7內(nèi)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(nèi)螺紋與支耳15螺紋相嚙合部位左側的內(nèi)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(nèi)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(nèi)凸起，在向內(nèi)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(nèi)凸起的限位將滾柱6固定在螺母3內(nèi)。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(nèi)齒輪尺寸和參數(shù)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(nèi)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(nèi)壁設有與滾柱6上螺紋嚙合的內(nèi)螺紋，在螺母3內(nèi)均勻布置若干滾柱6，螺母3內(nèi)壁和滾柱6上滾柱齒輪5、滾柱齒輪8對應的部位開有內(nèi)齒輪，內(nèi)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(nèi)齒輪尺寸和參數(shù)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(nèi)凸起，在向內(nèi)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(nèi)凸起的限位完成滾柱6在螺母3內(nèi)的定位；為了保證滾柱6運轉正常，螺母3的內(nèi)螺紋牙距和頭數(shù)和絲杠I的螺紋牙距和頭數(shù)保持一致；滾柱6的導程等于螺母3內(nèi)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(nèi)徑與螺母3的外徑匹配，外螺母7的右端內(nèi)壁開有與絲杠I上螺紋匹配的內(nèi)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(nèi)螺紋，穿過滾柱6、螺母3，旋入外螺母7內(nèi)。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(nèi)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(nèi)螺紋與支耳15螺紋相嚙合部位左側的內(nèi)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(nèi)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(tǒng)的導程可以任意小，從而實現(xiàn)系統(tǒng)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(nèi)，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(nèi)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(nèi)壁設有與滾柱(6)上螺紋嚙合的內(nèi)螺紋，在螺母(3)內(nèi)均勻布置若干滾柱￠)，螺母(3)內(nèi)壁和滾柱(6)上滾柱齒輪(5)、滾柱齒輪(8)對應的部位開有內(nèi)齒輪，內(nèi)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(nèi)；螺母(3)的內(nèi)螺紋牙距和頭數(shù)和絲杠(1)的螺紋牙距和頭數(shù)保持一致，滾柱(6)的導程等于螺母(3)內(nèi)螺紋的導程；外螺母(7)的左端內(nèi)徑與螺母(3)的外徑匹配，螺母(3)固定于外螺母(7)內(nèi)部左側；外螺母(7)的右端內(nèi)壁開有與絲杠(I)上螺紋匹配的內(nèi)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(nèi)；支耳(15)左端為圓柱，開有和外螺母(7)內(nèi)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(nèi)螺紋與支耳(15)螺紋相嚙合部位左側的內(nèi)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(nèi)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(nèi)凸起，在向內(nèi)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(nèi)凸起的限位將滾柱(6)固定在螺母(3)內(nèi)。
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(nèi)齒輪尺寸和參數(shù)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(nèi)螺紋牙距和頭數(shù)和絲杠(1)的螺紋牙距和頭數(shù)保持一致，滾柱(6)的導程等于螺母(3)內(nèi)螺紋的導程；外螺母(7)內(nèi)螺紋與支耳(15)螺紋相嚙合部位左側的內(nèi)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