一种能够二级伸缩的滚珠丝杠执行器[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 108105355 A(43)申请公布日 2018.06.01

(21)申请号 201711385045.5(22)申请日 2017.12.20

(71)申请人 长安大学

地址 710064 陕西省西安市南二环中段33

号(72)发明人 高婷婷　张海潮　曹夏玲　伊斌　

赵帅帅　吴胜　乔佳斌　杜振东　(74)专利代理机构 西安通大专利代理有限责任

公司 61200

代理人 闵岳峰(51)Int.Cl.

F16H 25/24(2006.01)

权利要求书1页 说明书3页 附图3页

CN 108105355 A(54)发明名称

一种能够二级伸缩的滚珠丝杠执行器(57)摘要

本发明公开了一种能够二级伸缩的滚珠丝杠执行器，包括箱体以及设置在箱体内的第一丝杠，第一丝杠上通过滚珠套装有第一丝杠螺母，

该第一且第一丝杠螺母与箱体的内壁活动连接，

丝杠内具有一端开口的中空腔体，第一丝杠的开口端伸出至箱体外，中空腔体内设置有与第一丝杠同轴心的第二丝杠，第二丝杠上通过滚珠套装有第二丝杠螺母，且该第二丝杠螺母与第一丝杠的开口端端面固定连接；箱体上还设置有驱动装置，该驱动装置的输出轴上设置有第一齿轮，第一齿轮与固定连接在第一丝杠螺母一端面上的第二齿轮外啮合。本发明采用齿轮传动和滚珠丝杠配合的伸缩机构，很好的满足了倾转旋翼机倾转系统的可靠性，自锁，机构紧凑及最低能量输入驱动的要求。

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权　利　要　求　书

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1.一种能够二级伸缩的滚珠丝杠执行器，其特征在于，包括箱体(7)以及设置在箱体(7)内的第一丝杠(14)，第一丝杠(14)上通过滚珠套装有第一丝杠螺母(8)，且第一丝杠螺母(8)与箱体(7)的内壁活动连接，该第一丝杠(14)内具有一端开口的中空腔体，第一丝杠(14)的开口端伸出至箱体(7)外，中空腔体内设置有与第一丝杠(14)同轴心的第二丝杠(17)，第二丝杠(17)上通过滚珠套装有第二丝杠螺母(18)，且该第二丝杠螺母(18)与第一丝杠(14)的开口端端面固定连接；

箱体(7)上还设置有驱动装置，该驱动装置的输出轴上设置有第一齿轮(3)，第一齿轮(3)与固定连接在第一丝杠螺母(8)一端面上的第二齿轮(5)外啮合，且第一齿轮(3)的公称直径小于第二齿轮(5)的公称直径。

2.根据权利要求1所述的一种能够二级伸缩的滚珠丝杠执行器，其特征在于，箱体(7)上设置有两个驱动装置，且两个驱动装置上下对称设置，每个驱动装置的输出轴上设置有第一齿轮(3)。

3.根据权利要求1或2所述的一种能够二级伸缩的滚珠丝杠执行器，其特征在于，驱动装置为液压马达(1)或电机。

4.根据权利要求1或2所述的一种能够二级伸缩的滚珠丝杠执行器，其特征在于，第一齿轮(3)通过键(4)设置在驱动装置的输出轴上。

5.根据权利要求1所述的一种能够二级伸缩的滚珠丝杠执行器，其特征在于，第一丝杠螺母(8)上由内至外套装有轴套(9)和圆锥滚子轴承(10)，第一丝杠螺母(8)另一端面上设置有限制轴套(9)和圆锥滚子轴承(10)轴向移动的挡圈(11)。

6.根据权利要求1所述的一种能够二级伸缩的滚珠丝杠执行器，其特征在于，使用状态时，箱体(7)与倾转旋翼机机翼固定连接，倾转旋翼机与第二丝杠(17)相连接。

7.根据权利要求1所述的一种能够二级伸缩的滚珠丝杠执行器，其特征在于，第一齿轮(3)和第二齿轮(5)配合的传动比为1：4。

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一种能够二级伸缩的滚珠丝杠执行器

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技术领域

[0001]本发明属于执行器技术领域，具体涉及一种能够二级伸缩的滚珠丝杠执行器。背景技术

[0002]在飞机设计中，许多执行机构需要工艺的某些活动元素相对于移动其他反应元素。这样的使用的一个例子常规固定翼襟翼的冲动飞机。飞机在任何环境中，执行机构理想情况下是非常可靠的，轻量级，紧凑，并要求的最低能量输入驱动，其他要求。[0003]近年来，飞机已经在开发这是通常被称为一个倾斜旋翼飞机。在这架飞机，一个转子或螺旋桨，及其相关的发电厂，是安装在塔可枢轴传统之间的飞机飞行模式和一架直升机模式。在传统的飞行模式下，螺旋桨旋转在一个垂直平面上开车飞机向前在传统支撑驱动的飞机。然而，塔和螺旋桨可以转换或枢轴位置螺旋桨在本质上是一个水平面，它可以作为一架直升机转子和飞机运营的直升机垂直起飞和着陆。在这种环境下，一个高度可靠和高效的执行机构是必要的正确操作的桥塔之间的转换飞机模式和直升机模式。

发明内容

[0004]本发明的目的在于提供一种能够二级伸缩的滚珠丝杠执行器。[0005]本发明采用如下技术方案来实现的：[0006]一种能够二级伸缩的滚珠丝杠执行器，包括箱体以及设置在箱体内的第一丝杠，第一丝杠上通过滚珠套装有第一丝杠螺母，且第一丝杠螺母与箱体的内壁活动连接，该第一丝杠内具有一端开口的中空腔体，第一丝杠的开口端伸出至箱体外，中空腔体内设置有与第一丝杠同轴心的第二丝杠，第二丝杠上通过滚珠套装有第二丝杠螺母，且该第二丝杠螺母与第一丝杠的开口端端面固定连接；[0007]箱体上还设置有驱动装置，该驱动装置的输出轴上设置有第一齿轮，第一齿轮与固定连接在第一丝杠螺母一端面上的第二齿轮外啮合，且第一齿轮的公称直径小于第二齿轮的公称直径。

[0008]本发明进一步的改进在于，箱体上设置有两个驱动装置，且两个驱动装置上下对称设置，每个驱动装置的输出轴上设置有第一齿轮。[0009]本发明进一步的改进在于，驱动装置为液压马达或电机。[0010]本发明进一步的改进在于，第一齿轮通过键设置在驱动装置的输出轴上。[0011]本发明进一步的改进在于，第一丝杠螺母上由内至外套装有轴套和圆锥滚子轴承，第一丝杠螺母另一端面上设置有限制轴套和圆锥滚子轴承轴向移动的挡圈。[0012]本发明进一步的改进在于，使用状态时，箱体与倾转旋翼机机翼固定连接，倾转旋翼机与第二丝杠相连接。

[0013]本发明进一步的改进在于，第一齿轮和第二齿轮配合的传动比为1：4。[0014]本发明具有如下有益的技术效果：

[0015]本发明提供的能够二级伸缩的滚珠丝杠执行器，包括两个方面，第一个方面是二

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级丝杠在螺母的推动下可以实现共同伸缩，二级丝杠固定在两个滚子轴承上可以自由旋转，并一级丝杠在作用物的牵制下不发生转动，二级丝杠在齿轮的驱动下形成转动，从而形成两级同步伸缩，并有一定的自锁能力。第二个方面是在液压马达的驱动下，通过齿轮传动带动二级丝杠转动，第一齿轮带动固定在丝杠上的第二齿轮，可以减速，给丝杠更大的转动力矩。本发明可以给倾转旋翼机倾转系统提供平稳可靠的伸缩力矩，并且有自锁能力，让倾转旋翼可固定在某一方向。

[0016]本发明采用齿轮传动和滚珠丝杠配合的伸缩机构，很好的满足了倾转旋翼机倾转系统的可靠性，自锁，机构紧凑及最低能量输入驱动的要求。附图说明

[0017]图1是滚珠丝杠执行器主视图；[0018]图2是滚珠丝杠执行器左视图；[0019]图3是滚珠丝杠执行器俯视图；[0020]图4是第一丝杠主视图；[0021]图5是第二丝杠的主视图。[0022]图中，1-液压马达，2-第一垫片，3-第一齿轮，4-键，5-第二齿轮，6-第一六角头螺栓，7-箱体，8-第一丝杠螺母，9-轴套，10-圆锥滚子轴承，11-挡圈，12-第二垫片，13-第二六角头螺栓，14-第一丝杠，15-第三垫片，16-第三六角头螺栓，17-第二丝杠，18-第二丝杠螺母，19-六角头螺母，20-第四垫片，21-第四六角头螺栓。具体实施方式

[0023]下面结合附图对本发明做出进一步的说明。[0024]如图1至图5所示，本发明提供的能够二级伸缩的滚珠丝杠执行器，包括液压马达1、垫片、第一齿轮3、键4、第二齿轮5、六角头螺栓、箱体7、第一丝杠螺母8、轴套9、圆锥滚子轴承10、挡圈11、第一丝杠14、第二丝杠17和第二丝杠螺母18。[0025]其中，液压马达1通过第四六角头螺栓21、六角头螺母19及第四垫片20与箱体7固定连接，第二齿轮5通过第一六角头螺栓6和第一垫片2与第一丝杠螺母8相固定，第一丝杠螺母8与第一丝杠通过滚珠相配合，第一丝杠14通过第三六角头螺栓13和第三垫片15与第二丝杠螺母18固定，第二丝杠螺母18与第二丝杠17通过滚珠相配合。第一丝杠螺母8与箱体7通过圆锥滚子轴承10活动连接，且通过轴套9、第二六角头螺栓13、第二垫片12、挡圈11与圆锥滚子轴承10内圈相固定。[0026]使用时，整个箱体7通过螺栓与倾转旋翼机机翼相固定，倾转旋翼机与第二丝杠17相连接，可以形成相对转动。滚珠丝杠执行器的伸缩就会促使倾转旋翼机相对机翼转动，从而实现不同飞行状态的需求。

[0027]二级伸缩都是丝杠通过滚珠与丝杠螺母相配合，可以满足大行程，结构紧促，且有自锁功能，可以实现倾转旋翼机任何方位时的相对稳定状态。[0028]为了对本发明进一步了解，现对其工作原理做出如下说明：[0029]伸长工作原理为：双液压马达1的输出轴通过键4与第一齿轮3配合，带动第一齿轮3转动，第一齿轮3与第二齿轮5外啮合，第二齿轮5与第一丝杠螺母8通过螺栓固定，形成第

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一齿轮3带动第二齿轮5与第一丝杠螺母8一起转动的效果。第一丝杠螺母8与第一丝杠14形成相对转动，并在滚珠的作用下形成相对移动，从而使得第一丝杠14可以实现伸长。当第一丝杠14伸至最大工作长度时，第一丝杠14与第一丝杠螺母8就不会相对转动，同时第一丝杠螺母8就会带动第一丝杠14一起转动。第一丝杠14通过第三六角头螺栓16与第二丝杠螺母18相对固定，从而第一丝杠14就会带动第二丝杠螺母18转动，第二丝杠螺母18与第二丝杠17形成相对转动，在滚珠的作用下第二丝杠17外伸，当第二丝杠17伸至最大工作长度时，停止外伸，整个滚珠丝杠执行器达到最大工作长度。[0030]缩短工作原理为：双液压马达1的输出轴通过键4与第一齿轮3配合，带动第一齿轮3转动，第一齿轮3并与第二齿轮5啮合，第二齿轮5与第一丝杠螺母8通过螺栓固定，形成第一齿轮3带动第二齿轮5与第一丝杠螺母8一起转动的效果。第一丝杠螺母8与第一丝杠14形成相对转动，并在滚珠的作用下形成相对移动，从而使得第一丝杠14可以实现缩短。当第一丝杠14缩至最小工作长度时，第一丝杠14与第一丝杠螺母8就不会相对转动，同时第一丝杠螺母8就会带动第一丝杠14一起转动。第一丝杠14通过螺栓15与第二丝杠螺母18相对固定，从而第一丝杠14就会带动第二丝杠螺母18转动，第二丝杠螺母18与第二丝杠17形成相对转动，在滚珠的作用下第二丝杠17内缩，当第二丝杠17伸至最大工作长度时，停止外伸，整个滚珠丝杠执行器达到最大工作长度。

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图1

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图2

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图4

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