CN104595446B - 一种机电作动器用新型防卡死装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于航天伺服技术领域，具体涉及一种机电作动器用新型防卡死装置；本发明的目的是提供一种用于滚动螺旋传动类机电作动器的机电作动器用新型防卡死装置；包括铜球（1）、支撑环（2）、开槽沉头螺钉（3）及丝杠（4），其中支撑环（2）左侧内孔为径向定位面，与丝杠（4）的外圆面为过渡配合并通过4个槽沉头螺钉（3）连接紧固，铜球（1）内嵌在支撑环（2）的右侧内侧滚道中；有效减小产生的预紧力，防止螺旋传动副卡死，有效提高机电作动器的可靠性，具有吸收冲击载荷的能力，并具有较好的超载使用性能，利于小型化的实现，并且滚珠材料选为铍青铜，符合使用工况，其弹性模量相对较低、屈服强度相对较高。

Description

一种机电作动器用新型防卡死装置
技术领域
本发明属于航天伺服技术领域，具体涉及一种机电作动器用新型防卡死装置。
背景技术
滚动螺旋传动式机电作动器在控制开环时，会出现丝杠和螺母端面贴合，并出现卡死现象，针对该问题，分析主要原因有两个方面：○1型号现有的传动副端面结构均为平面，当贴合时，在传动副啮合处的间隙均涂有润滑脂，从而使传动副形成一个密封腔，丝杠和螺母松开时需要克服该阻力；○2丝杠和螺母端面贴合时会产生端面摩擦力，丝杠和螺母松开时需要克服该静摩擦力，该静摩擦力的大小取决于预紧力和端面结构，一般出现开环时，预紧力均较大，唯有通过改变端面结构和摩擦力的形式来实现。本发明旨在解决以上问题，而提出了一种新的防卡死装置。
发明内容
本发明的目的是，针对现有技术不足，提供一种用于滚动螺旋传动类机电作动器的机电作动器用新型防卡死装置。
本发明的技术方案是：
一种机电作动器用新型防卡死装置，包括铜球、支撑环、开槽沉头螺钉及丝杠，其中支撑环左侧内孔为径向定位面，与丝杠的外圆面为过渡配合并通过4个槽沉头螺钉连接紧固，铜球内嵌在支撑环的右侧内侧滚道中。
所述的滚道圆弧角为60°，丝杠断面圆弧角为150°。
所述支撑环的曲率半径是铜球的1.05倍，丝杠端面滚道的曲率半径是铜球的1.05倍。
所述铜球与支撑环的接触点为铜球球心沿支撑环径向与支撑环滚道的交点，铜球与丝杠端面滚道的接触点为铜球球心沿丝杠轴向与丝杠端面滚道的交点。
本发明的有益效果是：
1.当机电作动器工作到极限位置时，将螺母端面与丝杠端面接触产生的滑动摩擦转化为滚动摩擦，有效减小产生的预紧力，防止螺旋传动副卡死，有效提高机电作动器的可靠性；
2.该防卡死装置与滚动螺旋副高度集成，其轴向、径向空间紧凑，充分利用螺母及丝杠的端面作为圆弧接触面，不额外增加轴向尺寸，适合航天产品对空间尺寸要求严格的特点；
3.该防卡死装置选用球接触副，其结构特点决定了具有吸收冲击载荷的能力，并具有较好的超载使用性能，利于小型化的实现，并且滚珠材料选为铍青铜，符合使用工况，其弹性模量相对较低、屈服强度相对较高；
4.支撑环材料选为聚四氟乙烯，其具备一定的自润滑性能，且符合使用工况承载较小的特点。
附图说明
图1是一种机电作动器用新型防卡死装置示意图；
图2是滚到圆弧角示意图；
图3是支撑环及丝杠断面滚到曲率半径示意图；
其中，1.铜球、2.支撑环、3.开槽沉头螺钉、4.丝杠。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明提出的一种机电作动器用新型防卡死装置进行进一步的介绍：
一种机电作动器用新型防卡死装置，包括铜球1、支撑环2、开槽沉头螺钉3及丝杠4，其中支撑环2左侧内孔为径向定位面，与丝杠4的外圆面为过渡配合并通过4个开槽沉头螺钉3连接紧固，铜球1内嵌在支撑环2的右侧内侧滚道中。
所述的滚道圆弧角为60°，丝杠4断面圆弧角为150°。
所述支撑环2的曲率半径是铜球1的1.05倍，丝杠4端面滚道的曲率半径是铜球1的1.05倍。
所述铜球1与支撑环2的接触点为铜球球心沿支撑环2径向与支撑环滚道的交点，铜球1与丝杠4端面滚道的接触点为铜球球心沿丝杠4轴向与丝杠4端面滚道的交点。
当机电作动器工作到极限位置时，将螺母端面与丝杠端面接触产生的滑动摩擦转化为滚动摩擦，有效减小产生的预紧力，防止螺旋传动副卡死，有效提高机电作动器的可靠性。
当伺服机构控制开环、滚珠丝杠端面与螺母端面相撞击时，两端面有周向相对运动，铜球1较好地化滑动摩擦为滚动摩擦，并且避免了滚珠丝杠副封闭腔室的形成，在丝杠4和支撑环2形成的圆弧滚道内滚动。
当机电作动器工作到极限位置时，将螺母端面与丝杠端面接触产生的滑动摩擦转化为滚动摩擦，有效减小产生的预紧力，防止螺旋传动副卡死，有效提高机电作动器的可靠性；该防卡死装置与滚动螺旋副高度集成，其轴向、径向空间紧凑，充分利用螺母及丝杠的端面作为圆弧接触面，不额外增加轴向尺寸，适合航天产品对空间尺寸要求严格的特点；该防卡死装置选用球接触副，其结构特点决定了具有吸收冲击载荷的能力，并具有较好的超载使用性能，利于小型化的实现，并且滚珠材料选为铍青铜，符合使用工况，其弹性模量相对较低、屈服强度相对较高；限位环材料选为聚四氟乙烯，其具备一定的自润滑性能，且符合使用工况承载较小的特点。

Claims (1)

1.一种机电作动器用新型防卡死装置，其特征在于：包括铜球(1)、支撑环(2)、开槽沉头螺钉(3)及丝杠(4)，其中支撑环(2)左侧内孔为径向定位面，与丝杠(4)的外圆面为过渡配合并通过4个槽沉头螺钉(3)连接紧固，铜球(1)内嵌在支撑环(2)的右侧内侧滚道中；
所述的滚道圆弧角为60°，丝杠(4)断面圆弧角为150°；
所述支撑环(2)的曲率半径是铜球(1)的1.05倍，丝杠(4)端面滚道的曲率半径是铜球(1)的1.05倍；
所述铜球(1)与支撑环(2)的接触点为铜球球心沿支撑环(2)径向与支撑环滚道的交点，铜球(1)与丝杠(4)端面滚道的接触点为铜球球心沿丝杠(4)轴向与丝杠(4)端面滚道的交点。
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