基于行星滾柱絲杠副與滾珠絲杠副組合的旋轉(zhuǎn)輸出裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種大力矩的旋轉(zhuǎn)輸出裝置，特別是基于行星滾柱絲杠副與滾珠絲杠副組合的傳動(dòng)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在一些如飛行器等特殊的行業(yè)或領(lǐng)域，需要旋轉(zhuǎn)部件具有很大驅(qū)動(dòng)力矩，但是受到飛行器空間及自身所帶能源的限制，只能采取氣動(dòng)等方式來(lái)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，造成系統(tǒng)復(fù)雜且控制精度難以提高。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型提出一種基于行星滾柱絲杠副與滾珠絲杠副組合的旋轉(zhuǎn)輸出裝置，它結(jié)合了滾柱行星絲杠及大導(dǎo)程滾珠絲杠的特點(diǎn)，可將小的輸入力矩轉(zhuǎn)化為大的輸出力矩。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0005]一種基于行星滾柱絲杠副與滾珠絲杠副組合的旋轉(zhuǎn)輸出裝置，包括電機(jī)、傳動(dòng)單元、旋轉(zhuǎn)部件、支撐座、中間軸、行星滾柱螺母組件和滾珠螺母組件；所述中間軸穿過(guò)支撐座，中間軸的兩端分別加工有行星滾柱絲杠和滾珠絲杠，所述的行星滾柱螺母組件設(shè)置在行星滾柱絲杠上，所述的滾珠螺母組件設(shè)置在滾珠絲杠上，所述的電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)單元帶動(dòng)行星滾柱螺母組件旋轉(zhuǎn)，所述的旋轉(zhuǎn)部件固聯(lián)在滾珠螺母組件上，所述的中間軸和支撐座之間設(shè)置有導(dǎo)向鍵。
[0006]上述基于行星滾柱絲杠副與滾珠絲杠副組合的旋轉(zhuǎn)輸出裝置中，滾珠絲杠的導(dǎo)程大于行星滾柱絲杠的導(dǎo)程。
[0007]上述基于行星滾柱絲杠副與滾珠絲杠副組合的旋轉(zhuǎn)輸出裝置中，傳動(dòng)單元為大齒輪和小齒輪組成的齒輪傳動(dòng)副。
[0008]上述基于行星滾柱絲杠副與滾珠絲杠副組合的旋轉(zhuǎn)輸出裝置中，傳動(dòng)單元為帶輪裝置或鏈輪裝置。
[0009]上述基于行星滾柱絲杠副與滾珠絲杠副組合的旋轉(zhuǎn)輸出裝置中，行星滾柱螺母組件通過(guò)鋼球和軸承座可滾動(dòng)固定在支撐座上。
[0010]上述基于行星滾柱絲杠副與滾珠絲杠副組合的旋轉(zhuǎn)輸出裝置中，滾柱螺母組件通過(guò)鋼球和軸承座可滾動(dòng)固定在支撐座上。
[0011]上述基于行星滾柱絲杠副與滾珠絲杠副組合的旋轉(zhuǎn)輸出裝置中，電機(jī)為伺服電機(jī)。
[0012]本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)緊湊，安裝空間小，可靠性高，輸出驅(qū)動(dòng)力矩增大效果好，常規(guī)的參數(shù)和部件能增大力矩50-80倍以上，特別適用于一些受空間及自身所帶能源的限制的應(yīng)用場(chǎng)合，可使得旋轉(zhuǎn)部件具有很大的驅(qū)動(dòng)力矩。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖
[0014]附圖中各數(shù)字標(biāo)記為:1 一行星滾柱絲杠；2 —行星滾柱螺母組件；3 —鋼球；4 -軸承座；5 —大齒輪；6 —小齒輪；7 —電機(jī)；8 —支承座；9 一導(dǎo)向鍵；10 —大導(dǎo)程滾珠絲杠；11 一支承軸承；12 —滾珠螺母組件；13 —工作旋轉(zhuǎn)部件；20 —中間軸。
【具體實(shí)施方式】
[0015]如圖1所示:本實(shí)用新型的旋轉(zhuǎn)輸出裝置包括電機(jī)7、傳動(dòng)單元、工作旋轉(zhuǎn)部件13、支撐座8、中間軸20、行星滾柱螺母組件2和滾珠螺母組件12 ;所述中間軸20穿過(guò)支撐座8，中間軸20的兩端分別加工有行星滾柱絲杠I和滾珠絲杠10，所述的行星滾柱螺母組件2設(shè)置在行星滾柱絲杠I上，所述的滾珠螺母組件12設(shè)置在滾珠絲杠10上，所述的電機(jī)7通過(guò)傳動(dòng)單元帶動(dòng)行星滾柱螺母組件2旋轉(zhuǎn)，所述的工作旋轉(zhuǎn)部件13固聯(lián)在滾珠螺母組件12上，所述的中間軸20和支撐座8之間設(shè)置有導(dǎo)向鍵9。行星滾柱螺母組2和滾柱螺母組件12均通過(guò)鋼球和軸承座可滾動(dòng)固定在支撐座上。傳動(dòng)單元可以為齒輪、鏈輪或帶輪。
[0016]圖1中伺服電機(jī)7驅(qū)動(dòng)小齒輪6轉(zhuǎn)動(dòng)，小齒輪6帶動(dòng)大齒輪5轉(zhuǎn)動(dòng)，大齒輪5與行星滾柱螺母2連接，大齒輪5帶動(dòng)行星滾柱螺母2旋轉(zhuǎn)，由于導(dǎo)向鍵9的限制，行星滾柱絲杠I只能前后移動(dòng)，因?yàn)樾行菨L柱絲杠后端為滾珠絲杠，滾珠絲杠的前后移動(dòng)的同時(shí)驅(qū)動(dòng)滾珠螺母12旋轉(zhuǎn)，滾珠螺母12與工作部件13連接，這時(shí)工作部件13實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)工作。
[0017]本實(shí)用新型力矩增大原理是利用行星滾柱絲杠副具有導(dǎo)程小，承載大，轉(zhuǎn)動(dòng)效率高的特點(diǎn)。
[0018]行星滾柱絲杠副外載荷所需驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩公式:
[0019]Ml = (P1XF)/(2IIX rilX1000)Nm
[0020]其中:M1—行星滾柱絲杠副外載荷所需驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩；
[0021]F—行星滾柱絲杠副軸向載荷
[0022]Π = 3.14
[0023]η I一行星滾柱絲杠副傳動(dòng)效率
[0024]Pl—行星滾柱絲杠副導(dǎo)程；
[0025]滾珠絲杠副外載荷所需驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩公式:
[0026]M2 = (Ρ2 X F) / (2 Π X η 2 X 1000) Nm
[0027]其中:Μ2—滾珠絲杠副外載荷所需驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩；
[0028]F—滾珠絲杠副軸向載荷
[0029]Π = 3.14
[0030]η 2—滾珠絲杠副傳動(dòng)效率
[0031]Ρ2—滾珠絲杠副導(dǎo)程；
[0032]由上兩式可看出，行星滾柱絲杠副與滾珠絲杠副計(jì)算式相同。
[0033]由上兩式得出:
[0034]Μ1/Μ2 = ( η 2 X PI) / ( η I X Ρ2)
[0035]由于行星滾柱絲杠副與滾珠絲杠副傳動(dòng)效率都90%以上，可以得出
[0036]η 2 ^ η I
[0037]Μ1/Μ2 ^ Ρ1/Ρ2
[0038]M2 ^ M1XP2/P1
[0039]從上式可得出，當(dāng)行星滾柱絲杠副導(dǎo)程Pl小，而滾珠絲杠副導(dǎo)程P2大時(shí)，其輸出轉(zhuǎn)矩M2變大，在通常的參數(shù)尺度下可提高50-80倍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于行星滾柱絲杠副與滾珠絲杠副組合的旋轉(zhuǎn)輸出裝置，其特征在于:包括電機(jī)(7)、傳動(dòng)單元、工作旋轉(zhuǎn)部件(13)、支撐座(8)、中間軸(20)、行星滾柱螺母組件(2)和滾珠螺母組件(12);所述中間軸(20)穿過(guò)支撐座(8)，中間軸(20)的兩端分別加工有行星滾柱絲杠(I)和滾珠絲杠(10)，所述的行星滾柱螺母組件(2)設(shè)置在行星滾柱絲杠(I)上，所述的滾珠螺母組件(12)設(shè)置在滾珠絲杠(10)上，所述的電機(jī)(7)通過(guò)傳動(dòng)單元帶動(dòng)行星滾柱螺母組件(2)旋轉(zhuǎn)，所述的工作旋轉(zhuǎn)部件(13)固聯(lián)在滾珠螺母組件(12)上，所述的中間軸(20)和支撐座(8)之間設(shè)置有導(dǎo)向鍵(9)0
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于行星滾柱絲杠副與滾珠絲杠副組合的旋轉(zhuǎn)輸出裝置，其特征在于:所述的滾珠絲杠(10)的導(dǎo)程大于行星滾柱絲杠(I)的導(dǎo)程。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于行星滾柱絲杠副與滾珠絲杠副組合的旋轉(zhuǎn)輸出裝置，其特征在于:所述的傳動(dòng)單元為大齒輪(5)和小齒輪(6)組成的齒輪傳動(dòng)副。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于行星滾柱絲杠副與滾珠絲杠副組合的旋轉(zhuǎn)輸出裝置，其特征在于:所述的傳動(dòng)單元為帶輪裝置或鏈輪裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于行星滾柱絲杠副與滾珠絲杠副組合的旋轉(zhuǎn)輸出裝置，其特征在于:所述的行星滾柱螺母組件(2)通過(guò)鋼球(3)和軸承座(4)可滾動(dòng)固定在支撐座(8)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于行星滾柱絲杠副與滾珠絲杠副組合的旋轉(zhuǎn)輸出裝置，其特征在于:所述的滾柱螺母組件(12)通過(guò)鋼球(3)和軸承座(4)可滾動(dòng)固定在支撐座(8)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于行星滾柱絲杠副與滾珠絲杠副組合的旋轉(zhuǎn)輸出裝置，其特征在于:所述的電機(jī)(7)為伺服電機(jī)。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種基于行星滾柱絲杠副與滾珠絲杠副組合的旋轉(zhuǎn)輸出裝置，包括電機(jī)、傳動(dòng)單元、工作旋轉(zhuǎn)部件、支撐座、中間軸、行星滾柱螺母組件和滾珠螺母組件；中間軸穿過(guò)支撐座，兩端分別加工有行星滾柱絲杠和滾珠絲杠，行星滾柱螺母組件設(shè)置在行星滾柱絲杠上，滾珠螺母組件設(shè)置在滾珠絲杠上，電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)單元帶動(dòng)行星滾柱螺母組件旋轉(zhuǎn)工作旋轉(zhuǎn)部件固聯(lián)在滾珠螺母組件上。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)緊湊，安裝空間小，可靠性高，輸出驅(qū)動(dòng)力矩增大效果好，常規(guī)的參數(shù)和部件能增大力矩50-80倍以上，特別適用于一些受空間及自身所帶能源的限制的應(yīng)用場(chǎng)合，可使得旋轉(zhuǎn)部件具有很大的驅(qū)動(dòng)力矩。
【IPC分類】H02K7-06, F16H25-22
【公開(kāi)號(hào)】CN204572986
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520172034
【發(fā)明人】樊延都, 陳寂
【申請(qǐng)人】西安華歐精密機(jī)械有限責(zé)任公司
【公開(kāi)日】2015年8月19日
【申請(qǐng)日】2015年3月25日