CN114233829A - 一种差动反向式行星滚柱丝杠副 - Google Patents

Abstract

一种差动反向式行星滚柱丝杠副，包括第一套反向式行星滚柱丝杠副、第二套反向式行星滚柱丝杠副、差速机构，第一套反向式行星滚柱丝杠副、第二套反向式行星滚柱丝杠副均由外部电机提供输入转矩，并通过差速机构实现单一稳定输出，第一套反向式行星滚柱丝杠副、第二套反向式行星滚柱丝杠副构成双输入单输出冗余传动机构，可以在整体体积不变，增加部分质量的条件下，通过冗余式设计，融合两套反向式行星滚柱丝杠，使其中一套发生故障失效后，另一套能够继续维持传动，保障机电作动器的工作能力。

Description

一种差动反向式行星滚柱丝杠副

技术领域

本发明涉及一种差动反向式行星滚柱丝杠副，属于行星滚柱丝杠设计领域。

背景技术

机电作动器主要由控制驱动器、电机、传动机构等部件组成。与传统液压作动器相比，具有结构简单紧凑、效率高、装配简单、维护成本低等优点，可以有效的减轻飞行器的重量，从而对提升飞行性能起到很大的帮助。随着现代飞行器的发展，对机电作动器的可靠性提出了更高的要求。冗余式设计是一种从硬件或者软件角度为***增设“冗余”资源后，通过对这些重复配置的资源进行合理的规划和管理，以达到提高对象可靠性的设计方法。目前，在机电作动器上已出现了以电机、控制器及其控制程序为主的冗余式设计，但对传动机构的冗余式设计研究不多。传动机构卡死会导致***整体的失效，降低机电作动器的可靠性，而如果在机电作动器内设计多根丝杠形成冗余，又会增加整体质量和体积。如何能够在不显著增加质量与体积的情况下实现传动机构的多余度设计，是目前机电作动器机械传动机构面临的难题之一。

发明内容

本发明解决的技术问题是：针对目前现有技术中，难以在不显著增加质量与体积的情况下实现传动机构的多余度设计的问题，提出了一种差动反向式行星滚柱丝杠副。

本发明解决上述技术问题是通过如下技术方案予以实现的：

一种差动反向式行星滚柱丝杠副，包括第一套反向式行星滚柱丝杠副、第二套反向式行星滚柱丝杠副、差速机构，所述第一套反向式行星滚柱丝杠副、第二套反向式行星滚柱丝杠副均由外部电机提供输入转矩，并通过差速机构实现单一稳定输出，第一套反向式行星滚柱丝杠副、第二套反向式行星滚柱丝杠副构成双输入单输出冗余传动机构。

所述第一套反向式行星滚柱丝杠副包括第一主丝杠、中挡盘、挡盘、螺母、滚柱，所述滚柱均布设置于第一主丝杠周围，所述第一主丝杠通过滚柱表面设置的螺纹与滚柱接触，滚柱通过螺纹与螺母接触，所述中挡盘、挡盘用于固定各滚柱的轴向位置，外部电机输入轴与第一主丝杠的毂槽通过平键连接，并驱动第一主丝杠转动，通过输入转矩控制螺母进行轴向移动。

所述第二套反向式行星滚柱丝杠副包括第二主丝杠、中挡盘、挡盘、螺母、滚柱，所述滚柱均布设置于第二主丝杠周围，第二主丝杠与滚柱通过表面设置的螺纹接触，滚柱通过螺纹与螺母接触，所述中挡盘、挡盘用于固定各滚柱的轴向位置，外部电机输入轴与第二主丝杠的外齿啮合，驱动第二主丝杠转动，通过输入转矩控制螺母进行轴向移动。

所述第一套反向式行星滚柱丝杠副中，第一主丝杠、中挡盘、挡盘、螺母、滚柱均为同轴安装。

所述第二套反向式行星滚柱丝杠副中，第二主丝杠、中挡盘、挡盘、螺母、滚柱均为同轴安装。

所述差速机构包括第一主丝杠、第二主丝杠、滚柱、小齿轮，其中：

所述小齿轮分别与第一套反向式行星滚柱丝杠副、第二套反向式行星滚柱丝杠副的各滚柱啮合，各滚柱分别与第一主丝杠、第二主丝杠啮合，其中，第一主丝杠通过滚柱与小齿轮设置于第二主丝杠内构成差速机构。

所述差速机构控制第一主丝杠、第二主丝杠的输入转速并进行互相调合，形成单一稳定输出转速，驱动螺母于当前转速下进行轴向移动。

所述第一套反向式行星滚柱丝杠副、第二套反向式行星滚柱丝杠副内滚柱数量范围为8-16个。

所述差速机构内小齿轮数量范围为8-16个。

本发明与现有技术相比的优点在于：

本发明提供的一种差动反向式行星滚柱丝杠副，在整体体积不变，增加部分质量的条件下，通过冗余式设计，融合两套反向式行星滚柱丝杠，使其中一套发生故障失效后，另一套能够继续维持传动，保障机电作动器的工作能力，同时通过两套传动机构提升可靠性，保持机电作动器结构简单紧凑、效率高、装配简单、维护成本低等优点。

附图说明

图1为发明提供的差动反向式行星滚柱丝杠副装配图；

图2为发明提供的第一套反向式行星滚柱丝杠副装配图；

图3为发明提供的第二套反向式行星滚柱丝杠副装配图；

图4为发明提供的差速机构装配图；

图5为发明提供的第一主丝杠示意图；

图6为发明提供的第二主丝杠示意图；

图7为发明提供的中挡盘示意图；

图8为发明提供的小齿轮示意图；

图9为发明提供的滚柱示意图；

图10为发明提供的挡盘示意图；

图11为发明提供的螺母剖视图；

具体实施方式

一种差动反向式行星滚柱丝杠副，可以在整体体积不变，增加部分质量的条件下，通过冗余式设计，融合两套反向式行星滚柱丝杠，使其中一套发生故障失效后，另一套能够继续维持传动，保障机电作动器的工作能力，具体结构如下：

包括第一套反向式行星滚柱丝杠副、第二套反向式行星滚柱丝杠副、差速机构，所述第一套反向式行星滚柱丝杠副、第二套反向式行星滚柱丝杠副均由外部电机提供输入转矩，并通过差速机构实现单一稳定输出，第一套反向式行星滚柱丝杠副、第二套反向式行星滚柱丝杠副构成双输入单输出冗余传动机构；

第一套反向式行星滚柱丝杠副包括第一主丝杠、中挡盘、挡盘、螺母、滚柱，滚柱均布设置于第一主丝杠周围，第一主丝杠通过滚柱表面设置的螺纹与滚柱接触，滚柱通过螺纹与螺母接触，中挡盘、挡盘用于固定各滚柱的轴向位置，外部电机输入轴与第一主丝杠的毂槽通过平键连接，并驱动第一主丝杠转动，通过输入转矩控制螺母进行轴向移动；

第二套反向式行星滚柱丝杠副包括第二主丝杠、中挡盘、挡盘、螺母、滚柱，滚柱均布设置于第二主丝杠周围，第二主丝杠与滚柱通过表面设置的螺纹接触，滚柱通过螺纹与螺母接触，中挡盘、挡盘用于固定各滚柱的轴向位置，外部电机输入轴与第二主丝杠的外齿啮合，驱动第二主丝杠转动，通过输入转矩控制螺母进行轴向移动。

第一套反向式行星滚柱丝杠副中，第一主丝杠、中挡盘、挡盘、螺母、滚柱均为同轴安装；

第二套反向式行星滚柱丝杠副中，第二主丝杠、中挡盘、挡盘、螺母、滚柱均为同轴安装；

差速机构包括第一主丝杠、第二主丝杠、滚柱、小齿轮，其中：

小齿轮分别与第一套反向式行星滚柱丝杠副、第二套反向式行星滚柱丝杠副的各滚柱啮合，各滚柱分别与第一主丝杠、第二主丝杠啮合，其中，第一主丝杠通过滚柱与小齿轮设置于第二主丝杠内构成差速机构。

差速机构控制第一主丝杠、第二主丝杠的输入转速并进行互相调合，形成单一稳定输出转速，驱动螺母于当前转速下进行轴向移动；

第一套反向式行星滚柱丝杠副、第二套反向式行星滚柱丝杠副内滚柱数量范围为8-16个；差速机构内小齿轮数量范围为8-16个。

下面根据具体实施例进行进一步说明：

在当前实施例中，差动反向式行星滚柱丝杠副。包含两套反向式行星滚柱丝杠和一套差速机构，结合附图详细说明：

如图1所示，为差动反向式行星滚柱丝杠副装配图，包含第一主丝杠(即主丝杠1)、第二主丝杠(即主丝杠2)、滚柱、挡盘、中挡盘、小齿轮和螺母等零件。第一主丝杠、挡盘、中挡盘、滚柱和螺母构成第一套反向式行星滚柱丝杠副；第二主丝杠、挡盘、中挡盘、滚柱和螺母构成第二套反向式行星滚柱丝杠副；第一主丝杠、滚柱、小齿轮和第二主丝杠构成差速机构。

如图2所示，为第一套反向式行星滚柱丝杠副，第一主丝杠、挡盘、中挡盘和螺母同轴，4个滚柱周向均布在主丝杠周围，第一主丝杠与滚柱上的螺纹接触，滚柱与螺母上的螺纹接触，三者构成反向式行星滚柱丝杠，挡盘与中挡盘固定滚柱的轴向位置。输入轴可与第一主丝杠的毂槽通过平键连接，驱动第一主丝杠转动，从而使螺母进行轴向移动。

如图3所示，为第二套反向式行星滚柱丝杠副，第二主丝杠、挡盘、中挡盘和螺母同轴，4个滚柱周向均布在主丝杠周围，第二主丝杠与滚柱上的螺纹接触，滚柱与螺母上的螺纹接触，三者构成反向式行星滚柱丝杠，挡盘与中挡盘固定滚柱的轴向位置。输入轴可与第二主丝杠的外齿啮合，驱动第二主丝杠转动，从而使螺母进行轴向移动。

如图4所示，为差速机构，8个小齿轮分别与第一套反向式行星滚柱丝杠副和第二套反向式行星滚柱丝杠副中的滚柱啮合，滚柱分别与第一主丝杠和第二主丝杠啮合，构成差速机构。差速机构可令第一主丝杠和第二主丝杠两个输入转速相互调合，最终形成一个输出转速，使螺母在此转速下进行轴向移动。

各元器件具体示意图如图5至图11所示。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域技术人员的公知技术。

Claims (9)

1.一种差动反向式行星滚柱丝杠副，其特征在于：

包括第一套反向式行星滚柱丝杠副、第二套反向式行星滚柱丝杠副、差速机构，所述第一套反向式行星滚柱丝杠副、第二套反向式行星滚柱丝杠副均由外部电机提供输入转矩，并通过差速机构实现单一稳定输出，第一套反向式行星滚柱丝杠副、第二套反向式行星滚柱丝杠副构成双输入单输出冗余传动机构。

2.根据权利要求1所述的差动反向式行星滚柱丝杠副，其特征在于：

所述第一套反向式行星滚柱丝杠副包括第一主丝杠、中挡盘、挡盘、螺母、滚柱，所述滚柱均布设置于第一主丝杠周围，所述第一主丝杠通过滚柱表面设置的螺纹与滚柱接触，滚柱通过螺纹与螺母接触，所述中挡盘、挡盘用于固定各滚柱的轴向位置，外部电机输入轴与第一主丝杠的毂槽通过平键连接，并驱动第一主丝杠转动，通过输入转矩控制螺母进行轴向移动。

3.根据权利要求2所述的差动反向式行星滚柱丝杠副，其特征在于：

所述第二套反向式行星滚柱丝杠副包括第二主丝杠、中挡盘、挡盘、螺母、滚柱，所述滚柱均布设置于第二主丝杠周围，第二主丝杠与滚柱通过表面设置的螺纹接触，滚柱通过螺纹与螺母接触，所述中挡盘、挡盘用于固定各滚柱的轴向位置，外部电机输入轴与第二主丝杠的外齿啮合，驱动第二主丝杠转动，通过输入转矩控制螺母进行轴向移动。

4.根据权利要求3所述的差动反向式行星滚柱丝杠副，其特征在于：

所述第一套反向式行星滚柱丝杠副中，第一主丝杠、中挡盘、挡盘、螺母、滚柱均为同轴安装。

5.根据权利要求4所述的差动反向式行星滚柱丝杠副，其特征在于：

所述第二套反向式行星滚柱丝杠副中，第二主丝杠、中挡盘、挡盘、螺母、滚柱均为同轴安装。

6.根据权利要求5所述的差动反向式行星滚柱丝杠副，其特征在于：

所述差速机构包括第一主丝杠、第二主丝杠、滚柱、小齿轮，其中：

所述小齿轮分别与第一套反向式行星滚柱丝杠副、第二套反向式行星滚柱丝杠副的各滚柱啮合，各滚柱分别与第一主丝杠、第二主丝杠啮合，其中，第一主丝杠通过滚柱与小齿轮设置于第二主丝杠内构成差速机构。

7.根据权利要求6所述的差动反向式行星滚柱丝杠副，其特征在于：

所述差速机构控制第一主丝杠、第二主丝杠的输入转速并进行互相调合，形成单一稳定输出转速，驱动螺母于当前转速下进行轴向移动。

8.根据权利要求7所述的差动反向式行星滚柱丝杠副，其特征在于：

所述第一套反向式行星滚柱丝杠副、第二套反向式行星滚柱丝杠副内滚柱数量范围为8-16个。

9.根据权利要求8所述的差动反向式行星滚柱丝杠副，其特征在于：

所述差速机构内小齿轮数量范围为8-16个。

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