[發明專利]高效率電動機構傳動機構

有效

• 申請號: 201710735164.2
• 申請日: 2017-08-24
• 公開（公告）號: CN107453536B
• 公開（公告）日: 2019-11-29
• 發明（設計）人: 趙路明;趙生超;黃居鋒;甘新鵬;楊建成;徐航
• 申請（專利權）人: 北京動力機械研究所
• 主分類號: H02K7/06
• 分類號: H02K7/06;H02K7/116
• 代理公司: 11011 中國兵器工業集團公司專利中心
• 代理人: 周恒<國際申請>=<國際公布>=<進入國

本發明屬于伺服機構技術領域，具體涉及一種高效率電動機構傳動機構。為解決現有問題，本發明采用直齒輪、絲杠螺母、齒輪齒條三級傳動的結構形式替代現有的傳動機構，大幅提高傳動效率。傳動機構輸出軸采用扇形齒輪結構。在導軌的兩端設計有限位結構，使絲杠螺母在一定范圍內運動，以保證輸出軸在限定范圍內運動。采用該電動機構在10Nm負載下進行性能測試，母線電流為1.2A，開關時間2s，行程為90°。按照45°/S計算，電動機構輸出功率為7.854W。電機輸出功率為33.6W。電機效率按照65％計算，傳動機構效率為35％。采用蝸輪蝸桿結構的電動機構在10Nm負載下，母線電流為3A，傳動機構實際效率為16％。

技術領域

本發明屬于伺服機構技術領域，具體涉及一種高效率電動機構傳動機構。

背景技術

電動機構廣泛應用于各種飛行其中，其通過驅動聯軸器帶動閥體中的活門轉動，實現飛行器中供油管路或氣路的通斷。由于電機的工作軸線與閥體中活門的工作軸線相互垂直，目前的電動機構普遍采用蝸輪蝸桿與直齒輪和行星齒輪等結構組合的形式進行傳動。但蝸輪蝸桿的傳動效率在50％以下，這種傳動機構的不足之處在于傳動效率低，發熱量大。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明要解決的技術問題是：如何提供一種高效率電動機構傳動機構。

(二)技術方案

為解決上述技術問題，本發明提供一種高效率電動機構傳動機構，其包括電機1、齒輪2、絲杠3、齒條螺母4、導軌5、輸出軸6、銷軸8；

所述絲杠3水平設置，定義該絲杠3的軸線方位為X方向；

所述導軌5與絲杠3平行地水平設置于絲杠3一側；所述導軌5由導向面和導向面兩端向上突起的限位結構所構成；所述導向面與絲杠3軸線平行；定義所述限位結構的突起方向為Y方向，所述限位結構用于將齒條螺母4限制在規定的行程范圍內；

所述絲杠3一端設有通孔，用于銷軸8的安裝；

所述齒輪2通過銷軸8固定在絲杠3一端上，齒輪2、銷軸8、絲杠3三者的軸線重合；

所述電機1輸出軸連接齒輪2，用于在開啟電機1的情況下，由電機1輸出軸帶動齒輪2旋轉，進而帶動絲杠3選擇；

所述齒條螺母4套設于絲杠3上，設置為可沿絲杠3軸線運動，導軌5的導向面與齒條螺母4的運動方向平行，齒條螺母4運動過程中，齒條螺母4的底部在導軌5兩端限位結構之間的導向面范圍內沿X軸前后運動；

所述輸出軸6軸線垂直于XY平面，定義輸出軸6軸線方向為Z方向；所述輸出軸6上沿軸向設有用于與齒條螺母4相互配合的扇形齒輪；

所述輸出軸6通過扇形齒輪與齒條螺母4嚙合，在齒條螺母4沿沿絲杠3軸線運動的同時，輸出軸6繞Z軸轉動，受限位結構對齒條螺母4的運動限制，輸出軸6的轉動范圍可控。

其中，所述傳動機構的傳動過程分為三級傳動，原動機構為電機；

第一級傳動為外嚙合直齒輪傳動，主動件為電機1，從動件為齒輪2；電機1與齒輪2呈軸線水平平行的位置關系，齒輪2通過銷軸8固定在絲杠3靠近電機1的一端，齒輪2帶動絲杠3轉動。

其中，第二級傳動為絲杠螺母傳動，主動件為絲杠3，從動件為齒條螺母4；絲杠3通過絲杠螺母副帶動齒條螺母4平移；導軌5設置為與絲杠3平行，并與齒條螺母4接觸，其接觸面與輸出軸6的軸線垂直；使齒條螺母4沿導軌5滑動。導軌5的兩端設有限位結構，將齒條螺母4的行程限定在輸出角度范圍內；

其中，第三級傳動為齒輪齒條傳動；主動件為齒條螺母4，從動件為齒輪6；齒條螺母4與輸出軸6上的扇形齒輪嚙合，齒條螺母4作平移運動，通過齒輪副帶動輸出軸6轉動。