[發(fā)明專利]一種基于SMA絲及螺旋摩擦副的空間軸系變預(yù)載機(jī)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111120337.2
• 申請日: 2021-09-24
• 公開（公告）號: CN113983144B
• 公開（公告）日: 2023-08-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張小勇;張宇航;蔣俊;張強(qiáng);張激揚;周元子
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué);北京控制工程研究所
• 主分類號: F16H57/00
• 分類號: F16H57/00;F16H57/022
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1.一種基于SMA絲及螺旋摩擦副的空間軸系變預(yù)載機(jī)構(gòu)，其特征在于，包括：角接觸球軸承(1)、SMA絲(2)、螺旋轉(zhuǎn)子環(huán)(3)、螺旋靜子環(huán)(4)、推力滾針軸承(5)、軸承座(6)、軸承內(nèi)環(huán)端蓋(7)、軸承外環(huán)端蓋(8)、襯套(9)、波紋彈簧片(10)；

所述角接觸球軸承(1)為1對，背靠背安裝；其內(nèi)環(huán)部分是轉(zhuǎn)動部件，與軸承內(nèi)環(huán)端蓋(7)伸出的軸肩段配合，兩個角接觸球軸承(1)的內(nèi)環(huán)之間設(shè)有襯套(9)，形成傳力回路；外環(huán)部分是靜止部件，支撐在軸承座(6)上；

所述螺旋轉(zhuǎn)子環(huán)(3)、螺旋靜子環(huán)(4)以及推力滾針軸承(5)放置在兩個角接觸球軸承(1)的外環(huán)之間；

所述SMA絲(2)兩端分別連接在螺旋轉(zhuǎn)子環(huán)(3)和螺旋靜子環(huán)(4)的外表面，用于驅(qū)動螺旋轉(zhuǎn)子環(huán)(3)旋轉(zhuǎn)；

所述波紋彈簧片(10)放置在角接觸球軸承(1)外環(huán)端面和軸承外環(huán)端蓋(8)之間，用于壓緊角接觸球軸承(1)外環(huán)；

機(jī)構(gòu)裝配時，通過擰緊軸承內(nèi)環(huán)端蓋(7)間的連接螺釘，對角接觸球軸承(1)內(nèi)環(huán)施加軸向載荷，載荷經(jīng)由滾動體傳遞到角接觸球軸承(1)外環(huán)上，使得軸承游隙被消除；機(jī)構(gòu)變載時，對SMA絲(2)通電加熱，使其受熱發(fā)生相變而收縮，驅(qū)動螺旋轉(zhuǎn)子環(huán)(3)旋轉(zhuǎn)，使得螺旋轉(zhuǎn)子環(huán)(3)和螺旋靜子環(huán)(4)配合后的整體軸向長度發(fā)生改變。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于SMA絲及螺旋摩擦副的空間軸系變預(yù)載機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述1對角接觸球軸承(1)的外環(huán)與軸承座(6)為小間隙配合。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于SMA絲及螺旋摩擦副的空間軸系變預(yù)載機(jī)構(gòu)，其特征在于，通過控制所述SMA絲(2)的加熱電流以及加熱時間來控制其相變發(fā)生的程度，使得螺旋轉(zhuǎn)子環(huán)(3)轉(zhuǎn)動不同的角度，從而實現(xiàn)不同的多相變預(yù)載效果。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于SMA絲及螺旋摩擦副的空間軸系變預(yù)載機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述螺旋轉(zhuǎn)子環(huán)(3)和螺旋靜子環(huán)(4)均為類環(huán)形結(jié)構(gòu)，一側(cè)軸向端面為螺旋面，另一側(cè)軸向端面為平面，二者的螺旋面相互配合，并利用摩擦自鎖特性保持整體軸向長度不變。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于SMA絲及螺旋摩擦副的空間軸系變預(yù)載機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述螺旋轉(zhuǎn)子環(huán)(3)和螺旋靜子環(huán)(4)上設(shè)有SMA絲(2)安裝槽，SMA絲(2)通電收縮時產(chǎn)生的驅(qū)動力通過安裝槽端面施加給螺旋轉(zhuǎn)子環(huán)(3)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于SMA絲及螺旋摩擦副的空間軸系變預(yù)載機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述螺旋轉(zhuǎn)子環(huán)(3)在SMA絲(2)提供的周向驅(qū)動力的作用下，克服摩擦阻力發(fā)生轉(zhuǎn)動，使得螺旋轉(zhuǎn)子環(huán)(3)和螺旋靜子環(huán)(4)配合后的整體軸向長度發(fā)生改變。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于SMA絲及螺旋摩擦副的空間軸系變預(yù)載機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述軸承座(6)上開有方孔，用于引出SMA絲(2)的供電導(dǎo)線以及機(jī)構(gòu)復(fù)位。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于SMA絲及螺旋摩擦副的空間軸系變預(yù)載機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述軸承內(nèi)環(huán)端蓋(7)連接伺服電機(jī)，進(jìn)而帶動角接觸球軸承(1)內(nèi)環(huán)旋轉(zhuǎn)。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于SMA絲及螺旋摩擦副的空間軸系變預(yù)載機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述螺旋轉(zhuǎn)子環(huán)(3)和螺旋靜子環(huán)(4)上設(shè)有復(fù)位螺紋孔；需要機(jī)構(gòu)復(fù)位時，長螺釘經(jīng)軸承座(6)上的方孔擰入復(fù)位螺紋孔，反向旋動螺旋轉(zhuǎn)子環(huán)(3)，使得角接觸球軸承(1)外環(huán)被頂緊，軸承的預(yù)載荷增大。