一种螺旋锥齿轮电动舵机的制作方法

本发明属于飞行器舵面控制，具体涉及一种螺旋锥齿轮电动舵机。

背景技术：

1、电动舵机功能是推动飞行器空气舵面偏转，以控制飞行器飞行姿态。传统的谐波减速型电动舵机为“直齿锥齿传动+谐波减速器”方案，因其谐波柔轮和直锥齿的扭矩承载能力都有限，在重载条件下传动效率会大幅下降。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种螺旋锥齿轮电动舵机。本发明方案能够解决上述现有技术中存在的问题。

2、本发明的技术解决方案：

3、一种螺旋锥齿轮电动舵机，包括第一传动链、第二传动链和输出轴，所述的第一传动链与第二传动链与输出轴垂直链接，且第一传动链与第二传送链的部件沿输出轴垂直对称面对称布置，所述的第一传动链包括第ⅰ永磁同步电机、第ⅰ行星轮、第ⅰ内齿圈和第ⅰ小螺旋锥齿轮，所述的第ⅰ永磁同步电机输出端设置圆柱齿轮，所述的圆柱齿轮作为太阳轮与所述的第ⅰ行星轮啮合，所述的第ⅰ内齿圈位于第ⅰ行星轮外圈，与所述第ⅰ行星轮的外齿啮合，所述的第ⅰ行星轮与所述的第ⅰ小螺旋锥齿轮同轴固连，所述的输出轴设置与第ⅰ小螺旋锥齿轮啮合的大螺旋锥齿轮；同理，所述的第二传动链包括第ⅱ永磁同步电机、第ⅱ行星轮、第ⅱ内齿圈和第ⅱ小螺旋锥齿轮。

4、工作原理：第一条传动链：第一级是第ⅰ永磁同步电机输出端有圆柱齿轮，与第ⅰ行星轮啮合，形成2kh行星传动。第二级为第ⅰ小螺旋锥齿轮与输出轴上的大螺旋锥齿轮组成的螺旋锥齿轮传动。

5、第二条传动链：第一级是第ⅱ永磁同步电机输出端有圆柱齿轮，与第ⅱ行星轮啮合，形成2kh行星传动。第二级为第ⅱ小螺旋锥齿轮与输出轴(2)上的大螺旋锥齿轮组成的螺旋锥齿轮传动。

6、通过对第ⅰ永磁同步电机、第ⅱ永磁同步电机(的精确控制，实现两条传动链共同对输出轴旋转角度和输出力矩控制。

7、进一步的，所述的输出轴还包括输出端前轴承和输出端后轴承，所述的输出轴为阶梯轴，档肩前安装大螺旋锥齿轮，所述阶梯轴直径大的一端安装输出轴前轴承，所述阶梯轴直径小的一端安装输出轴后轴承。

8、优选的，所述的输出轴上设置输出端前轴承凸台和输出端后轴承凸台，分别用于定位输出端前轴承和输出端后轴承。

9、优选的，所述的输出轴与舵机连接的端面，设置舵面固定螺纹孔和传扭键槽。

10、进一步的，所述的第ⅰ行星轮包括行星架和行星轮，所述的行星架为环形架，其外环沿圆周方向设置若干凹槽，每个凹槽内安装行星轮，所述行星轮安装后，其外侧与所述的第ⅰ内齿圈啮合，其内侧与所述的第ⅰ永磁同步电机输出端的圆柱齿轮啮合。

11、进一步的，所述凹槽上设置平行于行星架中心轴的销轴孔，通过销轴将行星轮固定在行星架上。

12、进一步的，所述的一种螺旋锥齿轮电动舵机还包括壳体，所述的壳体设置三个通孔，其中两个通孔位于同一直线上，所述的第ⅰ永磁同步电机输出端和第ⅱ永磁同步电机输出端通过两个通孔，所述的第ⅰ行星轮、第ⅰ内齿圈和第ⅰ小螺旋锥齿轮、第ⅱ行星轮、第ⅱ内齿圈和第ⅱ小螺旋锥齿轮和大螺旋锥齿轮位于所述壳体中，所述壳体通过壳体盖板密封；所述的第三个通孔的中心线与另外两个通孔的中心线垂直，所述的输出轴从此通孔伸出壳体。

13、本发明与现有技术相比的有益效果：

14、(1)本发明通过两套“行星传动+螺旋锥齿轮传动”传动链，提高承载能力和传功刚度，可以在重载大扭矩工况下实现较高的传动效率；

15、(2)本发明采用两台永磁同步电机和两条传动链共同控制输出转角和输出力矩，控制精度高，传动刚度是普通单条传动链舵机的一倍，有抗大冲击能力，能够实现较高的动态特性；

16、(3)本发明结构紧凑，适用于狭小空空间下的安装，工作可靠性较高。

技术特征：

1.一种螺旋锥齿轮电动舵机，其特征在于，包括第一传动链、第二传动链和输出轴，所述的第一传动链与第二传动链与输出轴垂直链接，且第一传动链与第二传送链的部件沿输出轴垂直对称面对称布置，所述的第一传动链包括第ⅰ永磁同步电机、第ⅰ行星轮、第ⅰ内齿圈和第ⅰ小螺旋锥齿轮，所述的第ⅰ永磁同步电机输出端设置圆柱齿轮，所述的圆柱齿轮作为太阳轮与所述的第ⅰ行星轮啮合，所述的第ⅰ内齿圈位于第ⅰ行星轮外圈，与所述第ⅰ行星轮的外齿啮合，所述的第ⅰ行星轮与所述的第ⅰ小螺旋锥齿轮同轴固连，所述的输出轴设置与第ⅰ小螺旋锥齿轮啮合的大螺旋锥齿轮；同理，所述的第二传动链包括第ⅱ永磁同步电机、第ⅱ行星轮、第ⅱ内齿圈和第ⅱ小螺旋锥齿轮。

2.根据权利要求1所述的一种螺旋锥齿轮电动舵机，其特征在于，所述的输出轴还包括输出端前轴承和输出端后轴承，所述的输出轴为阶梯轴，档肩前安装大螺旋锥齿轮，所述阶梯轴直径大的一端安装输出轴前轴承，所述阶梯轴直径小的一端安装输出轴后轴承。

3.根据权利要求2所述的一种螺旋锥齿轮电动舵机，其特征在于，所述的输出轴上设置输出端前轴承凸台和输出端后轴承凸台，分别用于定位输出端前轴承和输出端后轴承。

4.根据权利要求3所述的一种螺旋锥齿轮电动舵机，其特征在于，所述的输出轴与舵机连接的端面，设置舵面固定螺纹孔和传扭键槽。

5.根据权利要求4所述的一种螺旋锥齿轮电动舵机，其特征在于，所述的第ⅰ行星轮包括行星架和行星轮，所述的行星架为环形架，其外环沿圆周方向设置若干凹槽，每个凹槽内安装行星轮，所述行星轮安装后，其外侧与所述的第ⅰ内齿圈啮合，其内侧与所述的第ⅰ永磁同步电机输出端的圆柱齿轮啮合。

6.根据权利要求5所述的一种螺旋锥齿轮电动舵机，其特征在于，所述的第ⅰ行星轮包括行星架和行星轮，所述的行星架为环形架，其外环沿圆周方向设置若干凹槽，每个凹槽内安装行星轮，所述行星轮安装后，其外侧与所述的第ⅰ内齿圈啮合，其内侧与所述的第ⅰ永磁同步电机输出端的圆柱齿轮啮合。

7.根据权利要求6所述的一种螺旋锥齿轮电动舵机，其特征在于，所述凹槽上设置平行于行星架中心轴的销轴孔，通过销轴将行星轮固定在行星架上。

8.根据权利要求7所述的一种螺旋锥齿轮电动舵机，其特征在于，所述的一种螺旋锥齿轮电动舵机还包括壳体，所述的壳体设置三个通孔，其中两个通孔位于同一直线上，所述的第ⅰ永磁同步电机输出端和第ⅱ永磁同步电机输出端通过两个通孔，所述的第ⅰ行星轮、第ⅰ内齿圈和第ⅰ小螺旋锥齿轮、第ⅱ行星轮、第ⅱ内齿圈和第ⅱ小螺旋锥齿轮和大螺旋锥齿轮位于所述壳体中，所述壳体通过壳体盖板密封；所述的第三个通孔的中心线与另外两个通孔的中心线垂直，所述的输出轴从此通孔伸出壳体。

技术总结本发明提供一种螺旋锥齿轮电动舵机，第一传动链与第二传动链与输出轴垂直链接，且第一传动链与第二传送链的部件沿输出轴垂直对称面对称布置，第一传动链包括第Ⅰ永磁同步电机、第Ⅰ行星轮、第Ⅰ内齿圈和第Ⅰ小螺旋锥齿轮，第Ⅰ永磁同步电机输出端设置圆柱齿轮，圆柱齿轮作为太阳轮与第Ⅰ行星轮啮合，第Ⅰ内齿圈位于第Ⅰ行星轮外圈，与第Ⅰ行星轮的外齿啮合，第Ⅰ行星轮与所述的第Ⅰ小螺旋锥齿轮同轴固连，输出轴设置与第Ⅰ小螺旋锥齿轮啮合的大螺旋锥齿轮；同理，第二传动链包括第Ⅱ永磁同步电机、第Ⅱ行星轮、第Ⅱ内齿圈和第Ⅱ小螺旋锥齿轮。本发明提高承载能力和传功刚度，可以在重载大扭矩工况下实现较高的传动效率。技术研发人员：钱帅,黄建,张兆凯,张琦玮,刘翔宇,杜林奎,周围,李浩男受保护的技术使用者：北京自动化控制设备研究所技术研发日：技术公布日：2024/5/12