一种基于异面斜置滚子轴承的双向防逆转装置及应用制造方法及图纸

本发明专利技术属于航空技术领域，涉及一种基于异面斜置滚子轴承的双向防逆转装置，其包括滚珠丝杠、内轴肩、外轴肩、外壳、第一端盖、第二端盖、端盖紧固件、轴承内圈紧固件和异面斜置滚子轴承；所述异面斜置滚子轴承包括第一轴承内圈、第二轴承内圈、第一轴承外圈、第二轴承外圈、第一保持架、第二保持架和滚子；本发明专利技术的双向防逆转装置具有结构紧凑、阻力转矩稳定、润滑方便及易于冷却散热的优点，此外，其振动噪音低、滚滑摩擦减少了元件的材料损耗，因而具有更长的寿命。

Bidirectional reverse reversing device and application based on inclined roller bearing with different surfaces

The invention belongs to the technical field of aviation, relates to a bidirectional anti reversing device based on different surface inclined roller bearing, which comprises a ball screw, shaft, shaft, outer shell, a first end cap, a second end cap, the end cap fastener, bearing inner ring fasteners and different surface inclined roller bearing; the out of plane inclined first bearing inner ring, second bearing inner ring, the first second bearing outer ring, a bearing outer ring, a retainer, the first second retainer and the roller comprises a roller bearing; the invention of the bidirectional anti reversing device has compact structure, stable resistance torque, the advantages of convenient and easy, lubrication cooling and vibration low noise, rolling and sliding friction reducing material loss components, so it has a longer life.

【技术实现步骤摘要】
一种基于异面斜置滚子轴承的双向防逆转装置及应用
本专利技术涉及航空
，特别提供了一种基于异面斜置滚子轴承的双向防逆转装置及其应用。
技术介绍
水平安定面配平作动器是飞行控制系统的重要组成部分，是确保飞机安全飞行的重要装置。其主要由驱动装置、水平安定面连接件、万向节组件、滚珠丝杠螺母组件、防逆转装置等组成。当滚珠丝杠在驱动装置驱动下旋转时，滚珠螺母在滚珠丝杠上沿滚珠丝杠的轴线方向运动，从而带动水平安定面连接件转动一定的角度，最终使与水平安定面连接件相连的水平安定面转动，实现对飞机平尾迎角的控制。防逆转装置在水平安定面配平作动器中的功能是为水平安定面提供支撑，并抵消气动载荷产生的作用在水平安定面转轴上的铰接力矩。飞机在飞行的过程中会受到空气动力学载荷。作用在水平安定面上的气动载荷通过万向节和滚珠螺母传递到滚珠丝杠上，由于滚珠丝杠存在导程(线程)，这个载荷具有一个垂直分量和一个转矩分量。根据气动载荷的作用方向，垂直分量可能是压力或者是拉力，转矩分量也可能是逆时针方向或者是顺时针方向。为了防止作用在水平安定面上的气动载荷转矩分量所引起的滚珠丝杠自由的转动，对滚珠丝杠提供制动是必要的，但是这种类型的制动又不能完全限制滚珠丝杠的转动，因为还要通过驱动滚珠丝杠旋转来实现对水平安定面的调整。一般而言，这种类型的制动装置被称为防逆转装置。当驱动装置驱动滚珠丝杠旋转时，防逆转装置能够在气动载荷转矩分量促进滚珠丝杠驱动的方向上提供较大的阻力矩，而在气动载荷转矩分量阻碍滚珠丝杠驱动的方向上，防逆转装置则几乎不提供阻力矩或只提供很小的阻力矩，这样驱动装置向两个相反的方向上驱动滚珠丝杠所需要输出的驱动力矩就能保证大致相同。现有的防逆转装置大多采用棘轮棘爪结构或超越离合器结构来限制滚珠丝杠受轴向力时在某个方向上的旋转，并采用传统的摩擦片来提供制动力。但是这样的结构往往比较复杂，给安装和维护带来了诸多不便，摩擦片的磨损也势必会造成制动力的衰减，不能很好保证制动力始终一致，而且在使用过程中装置容易发生故障，很难在一个较长的使用寿命中有效避免制动失效。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种结构紧凑、阻力转矩稳定的基于异面斜置滚子轴承的双向防逆转装置，其振动噪音低、滚滑摩擦减少了元件的材料损耗，从而具有更长的寿命，此外，该双向防逆转装置还具有润滑方便，易于冷却散热的的优点。本专利技术所采用的技术方案是：一种基于异面斜置滚子轴承的双向防逆转装置，其包括滚珠丝杠、内轴肩、外轴肩、外壳、第一端盖、第二端盖、端盖紧固件、轴承内圈紧固件和异面斜置滚子轴承；所述内轴肩设置在所述滚珠丝杠的一侧末端；所述外轴肩设置在所述外壳的中间位置；所述异面斜置滚子轴承设置在所述内轴肩和所述外轴肩的两侧；所述第一端盖和所述第二端盖设置在所述外壳的内侧并通过所述端盖紧固件与所述外壳固接。进一步地，所述异面斜置滚子轴承包括第一轴承内圈、第二轴承内圈、第一轴承外圈、第二轴承外圈、第一保持架、第二保持架和滚子；所述第一轴承内圈和第二轴承内圈通过轴承内圈紧固件对称固定设置在所述内轴肩的两侧；所述第一轴承外圈和所述第二轴承外圈分别对应套接在所述第一轴承内圈、第二轴承内圈上；所述第一保持架设置在第一轴承内圈和第一轴承外圈之间；所述第二保持架设置在所述第二轴承内圈和第二轴承外圈之间；所述第一轴承外圈和第二轴承外圈分别设置在所述外轴肩的两侧；所述第一保持架和第二保持架上均设置有所述滚子。进一步地，所述滚子与所述轴承内圈和所述轴承外圈之间具有缝隙，没有同时接触。进一步地，所述装置还包括间隙调整环，所述间隙调整环设置在所述第一轴承外圈与所述外轴肩之间或所述第二轴承外圈与所述外轴肩之间，用于填充所述第一轴承外圈与所述外轴肩之间或所述第二轴承外圈与所述外轴肩之间的轴向间隙。进一步地，所述第一保持架上设置的所述滚子的个数为3个或3个以上；所述第二保持架上设置的所述滚子个数为3个以上。进一步地，所述滚珠丝杠为中空的结构。进一步地，所述第一轴承内圈、第二轴承内圈、第一轴承外圈和第二轴承外圈的滚道面均为特殊曲面，以保证异面斜置的圆柱滚子与所述一轴承内圈、第二轴承内圈、第一轴承外圈和第二轴承外圈的滚道形成空间曲线接触，通过以下参数方程可以求出内外滚道的曲面方程：式中，Φ为参数，范围是0～2π，表示滚道接触点切线的偏心角；I、O分别对应内外圈滚道曲面；R为滚子轴线所在的单叶双曲面颈圆半径；Σ为滚子与滚道轴线夹角；r为滚子的半径；XI(O)、YI(O)、ZI(O)表示内圈或外圈滚道曲面点在笛卡尔坐标系O-XYZ上的坐标。所述异面斜置滚子轴承的主要几何参数包括：(1)滚子轴线所在单叶双曲面颈圆半径R；(2)滚子与滚道轴线夹角Σ；(3)滚子中心到颈圆横截面(Z＝0)的坐标Zc；(4)滚子长度b、半径r和个数N；(5)XI(O)、YI(O)、ZI(O)表示内圈或外圈滚道曲面点在笛卡尔坐标系O-XYZ上的坐标。进一步地，所述异面斜置滚子轴承工作时的阻力矩大小可以根据实际情况通过具体的参数设计来实现，同时依据参数也能求出相对应的滚道曲面。所述基于异面斜置滚子轴承的双向防逆转装置应用于飞机水平安定面配平作动器上。一种水平安定面配平作动器，包括水平安定面、横向水平轴、上万向节、滚珠螺母、二次制动装置、驱动装置和下万向节，还包括所述的基于异面斜置滚子轴承的双向防逆转装置；所述水平安定面绕所述横向水平轴上下摆动；在飞机机身的尾部内侧，上万向节和滚珠螺母连接着垂直的所述滚珠丝杠；所述滚珠丝杠由所述驱动装置驱动，可以向两个方向旋转；作用在所述水平安定面上的气动载荷通过所述上万向节和所述滚珠螺母传递到所述滚珠丝杠上；所述的双向防逆转装置通过所述下万向节安装在飞机机身上。进一步地，所述第一轴承外圈和第二轴承外圈相对于所述外壳静止，所述第一轴承内圈和第二轴承内圈相对于所述滚珠丝杠静止。进一步地，所述轴承内圈紧固件为长螺钉。进一步地，所述端盖紧固件为螺钉。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：(1)结构紧凑。装置采用了异面斜置滚子轴承代替了传统的棘轮棘爪与摩擦片相结合或超越离合器与摩擦片相结合的结构，其在提供阻力转矩的同时，也作为支撑轴承使用；(2)阻力转矩稳定，振动噪音低。装置利用滚滑结合代替单纯的片式摩擦，提高了阻力转矩的平稳性，且阻力转矩几乎不受转速变化的影响，具有很好的恒力矩特性；(3)装置采用的滚滑摩擦方式，能减少元件的材料损耗，使其具有更长的寿命；(4)装置还具有润滑方便，易于冷却散热等优点。附图说明图1为本专利技术基于异面斜置滚子轴承的防逆转装置的剖视结构示意图。图2本专利技术基于异面斜置滚子轴承的防逆转装置的立体图。图3为本专利技术异面斜置滚子轴承的以滚子轴线所在的单叶双曲面颈圆中心为原点建立的直角坐标系图。图4为本专利技术水平安定面作动器各部件分布的整体示意图。图5为驱动装置顺时针驱动滚珠丝杠旋转的工作状态示意图。图6为驱动装置逆时针驱动滚珠丝杠旋转的工作状态示意图。附图标记说明：1-水平安定面；2-横向水平轴；3-滚珠螺母；4-二次制动装置；5-驱动装置；6-双向防逆转装置；7-下万向节；8-飞机机身；601-滚珠丝杠；602-内轴肩；603-外轴肩；604-外壳；605-第一端盖；606-第二端盖；60本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于异面斜置滚子轴承的双向防逆转装置，其特征在于，其包括滚珠丝杠(601)、外轴肩(603)、外壳(604)、第一端盖(605)、第二端盖(606)和可限制所述滚珠丝杠(601)受轴向力时在某个方向上旋转的异面斜置滚子轴承；所述滚珠丝杠(601)的一侧末端设置有内轴肩(602)；所述异面斜置滚子轴承设置在所述内轴肩(602)和所述外轴肩(603)两侧。

【技术特征摘要】
1.一种基于异面斜置滚子轴承的双向防逆转装置，其特征在于，其包括滚珠丝杠(601)、外轴肩(603)、外壳(604)、第一端盖(605)、第二端盖(606)和可限制所述滚珠丝杠(601)受轴向力时在某个方向上旋转的异面斜置滚子轴承；所述滚珠丝杠(601)的一侧末端设置有内轴肩(602)；所述异面斜置滚子轴承设置在所述内轴肩(602)和所述外轴肩(603)两侧。2.如权利要求1所述的一种基于异面斜置滚子轴承的双向防逆转装置，其特征在于，所述异面斜置滚子轴承包括第一轴承内圈(609)、第二轴承内圈(610)、第一轴承外圈(611)、第二轴承外圈(612)、第一保持架(613)、第二保持架(614)和滚子(615)；所述第一轴承内圈(609)和第二轴承内圈(610)通过轴承内圈紧固件(608)对称固定设置在所述内轴肩(602)的两侧；所述第一轴承外圈(611)和所述第二轴承外圈(612)分别对应套接在所述第一轴承内圈(609)、第二轴承内圈(610)上；所述第一保持架(613)设置在第一轴承内圈(609)和第一轴承外圈(611)之间；所述第二保持架(614)设置在所述第二轴承内圈(610)和第二轴承外圈(612)之间；所述第一轴承外圈(611)和第二轴承外圈(612)分别设置在所述外轴肩(603)的两侧；所述第一保持架(613)和第二保持架(614)上均设置有所述滚子(615)。3.如权利要求2所述的一种基于异面斜置滚子轴承的双向防逆转装置，其特征在于，所述滚子(615)与所述轴承内圈和所述轴承外圈之间具有缝隙。4.如权利要求1所述的一种基于异面斜置滚子轴承的双向防逆转装置，其特征在于，所述装置还包括间隙调整环(616)，所述间隙调整环(616)设置在所述第一轴承外圈(611)与所述外轴肩(603)之间或所述第二轴承外圈(612)与所述外轴肩(603)之间，用于填充所述第一轴承外圈(611...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯明，孙庭乐，李勇，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京,11