一种旋转式定位定向设备制造技术

本发明专利技术涉及一种旋转式定位定向设备，包括减速机、旋转机构、与旋转机构固连的大齿轮、由减速机驱动并与大齿轮啮合传动的小齿轮，减速机安装在旋转机构的一侧；减速机包括步进电机和减速机壳体，减速机壳体内设有啮合传动的涡轮、蜗杆，步进电机输出轴穿入蜗杆内，小齿轮与涡轮轴固连；蜗杆靠近步进电机的一端安装第一轴承，蜗杆的另一端安装第二轴承，第二轴承的一侧安装轴承端盖。本发明专利技术针对旋转式定位定向设备的特点，不同于传统涡轮蜗杆减速机方案，设计出新的“电机—轴承—轴承”三点式固定装配结构，解决了因步进电机轴向采用弹性波形垫圈带来的旋转停止状态下在振动工况下的旋转结构轴向窜动定位精度超差现象。

【技术实现步骤摘要】
一种旋转式定位定向设备
本专利技术涉及一种旋转式定位定向设备。
技术介绍
旋转式定位定向设备具有精度高的特点，需要具备转位机构。转位机构具备驱动机构能驱动旋转结构绕旋转轴连续旋转的功能。定位定向设备因其运行环境要求，通常要进行严格振动、冲击、过载、使用温度范围宽的使用条件考核，定位定向设备需要在-40℃低温环境下使用，同时对旋转停止状态下在振动工况下的旋转结构轴向窜动定位精度有严格要求。因此旋转式定位定向设备的驱动设计领域中，驱动设计为关键技术。定位定向设备中的带驱动机构的转位机构不同于其他设备转位机构，定位定向设备中的转位机构具有体积小、传动平稳、振动工况下定位稳定性高等特点。现有旋转式定位定向设备针对-40℃低温环境，常采用力矩电机驱动方案，在定位定向设备高度尺寸大或者空间尺寸要求不匹配情况。现有步进电机驱动涡轮蜗杆减速机使用方案为驱动轴为两点式支撑方案，即电机轴与涡杆一端固接，蜗杆另一端与轴承连接的“电机—轴承”两点式连接方案，其中步进电机内部含有轴承传动。该连接方式应用于旋转式定位定向设备虽然产品可以正常驱动，却会带来旋转停止状态下在振动工况下的旋转结构轴向窜动定位精度超差现象。
技术实现思路
本专利技术的目的采用，针对现有技术的不足，提供一种旋转式定位定向设备，耐低温、省空间的特点，使具有涡轮蜗杆减速机的转位机构在旋转停止状态下在振动工况下的旋转结构轴向窜动定位精度得以提高。本专利技术的技术方案为，一种旋转式定位定向设备，包括减速机、旋转机构、与旋转机构固连的大齿轮、由减速机驱动并与大齿轮啮合传动的小齿轮，所述减速机安装在旋转机构的一侧；所述减速机包括步进电机和减速机壳体，所述减速机壳体内设有啮合传动的涡轮、蜗杆，所述步进电机输出轴穿入蜗杆内，所述小齿轮与涡轮轴固连；所述蜗杆靠近步进电机的一端安装第一轴承，蜗杆的另一端安装第二轴承，所述第二轴承的一侧安装轴承端盖。优选地，与步进电机连接的减速机壳体一端安装转接板。优选地，所述小齿轮通过螺钉与涡轮轴固连，并通过圆柱销、键与涡轮轴连接。优选地，所述第一轴承与蜗杆之间设有轴承挡圈。本专利技术针对旋转式定位定向设备的特点，不同于传统涡轮蜗杆减速机方案，设计出新的“电机—轴承—轴承”三点式固定装配结构，解决了因步进电机轴向采用弹性波形垫圈带来的旋转停止状态下在振动工况下的旋转结构轴向窜动定位精度超差现象。因蜗杆的轴向窜动会通过传动链传递至旋转结构，带来其轴向窜动间隙，本专利技术对蜗杆两端均采用轴承固定，同时通过配做方式加工轴承挡圈控制蜗杆轴向窜动值。所以，此安装方式对加工及装配提出了较高的要求，为保证传动顺畅，需控制好各零件的加工精度，保证电机输出轴与蜗杆轴的同轴度，避免使用过程中带来的零件磨损。附图说明图1为本专利技术所述旋转式定位定向设备的结构示意图；图2为本专利技术所述减速机的结构主视图；图3为图2的剖视图。具体实施方式如图1、图2所示，一种旋转式定位定向设备，包括减速机15、旋转机构17、与旋转机构17固连的大齿轮16、由减速机15驱动并与大齿轮16啮合传动的小齿轮13，减速机15安装在旋转机构17的一侧。本专利技术因不同的空间设计要求提出使用涡轮蜗杆减速机驱动的方案，通过减速机侧面安装，有效解决空间利用问题。利用涡轮蜗杆传动传动比大的特点，通过二级减速传动提高了传动比，获得了较高的驱动力矩。如图3所示，减速机包括步进电机1和减速机壳体3，减速机壳体3内设有啮合传动的涡轮4、蜗杆7，步进电机输出轴2穿入蜗杆7内，小齿轮13与涡轮轴固连；蜗杆7靠近步进电机1的一端安装第一轴承9，蜗杆7的另一端安装第二轴承6，第二轴承6的一侧安装轴承端盖5；与步进电机1连接的减速机壳体3一端安装转接板10；第一轴承9与蜗杆7之间设有轴承挡圈8。本专利技术针对旋转式定位定向设备的特点，不同于传统涡轮蜗杆减速机方案，设计出新的“电机—轴承—轴承”三点式固定装配结构，解决了因步进电机轴向采用弹性波形垫圈带来的旋转停止状态下在振动工况下的旋转结构轴向窜动定位精度超差现象。因蜗杆的轴向窜动会通过传动链传递至旋转结构，带来其轴向窜动间隙，本专利技术对蜗杆两端均采用轴承固定，同时通过配做方式加工轴承挡圈控制蜗杆轴向窜动值。所以，此安装方式对加工及装配提出了较高的要求，为保证传动顺畅，需控制好各零件的加工精度，保证电机输出轴与蜗杆轴的同轴度，避免使用过程中带来的零件磨损。本专利技术中蜗杆两端均采用轴承固定，同时通过配做方式加工轴承挡圈控制蜗杆轴向窜动值。配做尺寸控制方法为通过轴承端盖、轴承、蜗杆、减速机壳体及轴承挡圈在蜗杆轴向的尺寸链关系，计算出轴承挡圈的厚度尺寸，从而得出合适的装配尺寸，保证蜗杆驱动顺利旋转的同时，尽可能减少蜗杆轴向窜动。小齿轮13通过螺钉14与涡轮轴固连，并通过圆柱销11、键12与涡轮轴连接。本专利技术中蜗轮输出轴与小齿轮通过螺钉固连，因输出轴直径有限，采用圆柱销和键连接双重连接方式，通过固连方式消除涡轮输出轴与小齿轮的相对滑动。在使用中，旋转原理为步进电机驱动减速机内蜗杆带动蜗轮转动，小齿轮与蜗轮轴固连，蜗轮轴带动小齿轮13同步旋转，小齿轮通过圆柱销11和键连接12的双重固定方式通过螺钉14与涡轮轴固连，从而带动大齿轮16及旋转结构17旋转，大齿轮16与旋转结构17固连。该专利技术中蜗杆的“电机—轴承—轴承”三点式固定装配结构，需严格控制蜗杆轴向装配尺寸链及各零部件的加工精度。通过轴承端盖5、第一轴承9、第二轴承6、蜗杆7、减速机壳体3及轴承挡圈5在蜗杆轴向的尺寸链关系，计算出轴承挡圈的厚度尺寸，从而得出合适的装配尺寸，保证蜗杆驱动顺利旋转的同时，尽可能减少蜗杆轴向窜动。通过合理的结构设计方案，有效利用了步进电机驱动涡轮蜗杆减速机传动的优点，根据定位定向设备的使用特点，设计了新的传动方案，保证了产品的精度和使用可靠性。本专利技术已应用于某定位定向设备的批量生产。系统进行安装和试运行后，其结构件达到承载考核要求，系统运行可靠，系统设计成功。本专利技术使用效果良好，在使用过程中达到了为设备提供稳定可靠运行平台的目的，满足了产品设计指标。本专利技术可应用于其它各领域的定位定向设备，还可作为其它需要同类产品设计参考。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种旋转式定位定向设备，包括减速机(15)、旋转机构(17)、与旋转机构(17)固连的大齿轮(16)、由减速机(15)驱动并与大齿轮(16)啮合传动的小齿轮(13)，其特征是，所述减速机(15)安装在旋转机构(17)的一侧；所述减速机包括步进电机(1)和减速机壳体(3)，所述减速机壳体(3)内设有啮合传动的涡轮(4)、蜗杆(7)，所述步进电机输出轴(2)穿入蜗杆(7)内，所述小齿轮(13)与涡轮轴固连；所述蜗杆(7)靠近步进电机(1)的一端安装第一轴承(9)，蜗杆(7)的另一端安装第二轴承(6)，所述第二轴承(6)的一侧安装轴承端盖(5)。

【技术特征摘要】
1.一种旋转式定位定向设备，包括减速机(15)、旋转机构(17)、与旋转机构(17)固连的大齿轮(16)、由减速机(15)驱动并与大齿轮(16)啮合传动的小齿轮(13)，其特征是，所述减速机(15)安装在旋转机构(17)的一侧；所述减速机包括步进电机(1)和减速机壳体(3)，所述减速机壳体(3)内设有啮合传动的涡轮(4)、蜗杆(7)，所述步进电机输出轴(2)穿入蜗杆(7)内，所述小齿轮(13)与涡轮轴固连；所述蜗杆(7)靠近步进电机(1)的一端安装第一轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：李丹萍，刘忠，
申请(专利权)人：湖南航天机电设备与特种材料研究所，
类型：发明
国别省市：湖南,43