[发明专利]一种齿轮驱动的无间隙、高刚性直线作动器

说明书

本发明涉及一种齿轮驱动的无间隙、高刚性直线作动器，属于机电一体化传动技术领域。本发明中，齿轮通过左旋螺纹与丝杠连接，从而消除由于常用的键连接所带来的传动间隙，同时通过锁紧螺母右旋与丝杠连接，从而实现成对轴承的预紧和齿轮的双向扭矩作用而不松脱。直线推杆为中空结构，丝杠一端设计与推杆内孔互相配合的支撑结构，增加丝杠副的传动刚度。在缸体内侧安装限制丝杠螺纹旋转的导向结构，同时增加接触阻尼，抑制运动的抖动，本发明结构简单、实用，成本低、可靠性好。

技术领域

本发明属于机电一体化传动技术领域，具体涉及一种齿轮驱动的无间隙、高刚性直线作动器。

背景技术

电动作动器，通常也称之为电动缸，是一种将电机的旋转运动转换为推杆往复直线运动的装置。电动缸要求运动精度高、动态响应好、刚性好，尤其在航空、航天领域，要求能够在高振动、环境温度苛刻的工况下工作，传统的电动缸一般使用同步带、皮带等传动形式驱动丝杠旋转，丝杠采用一端固定，一端游动支撑的方式，同时由于使用要求的不同，一般直线推杆不限制其旋转运动，因此在高振动、温度交变冲击等恶劣复杂工况下，很难保持直线作动器的高刚性、无间隙传动。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何设计一种无间隙、高刚性的直线作动器，以实现在复杂工况环境下的高精度、高刚性的直线运动。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种齿轮驱动的无间隙、高刚性直线作动器，包括直线推杆1、轴承挡板2、法兰型轴承、旋转衬套4、轴承座5、丝杠6、导向限转柱7、丝杠螺母8、限位板9、齿轮10、缸体11、角接触轴承12、锁紧螺母13和端盖14；

所述角接触轴承12包括左轴承和右轴承；齿轮10通过左旋螺纹与丝杠6连接，右轴承从右端安装于丝杠6上，锁紧螺母13通过右旋螺纹与丝杠6连接，同时紧固齿轮10和右轴承，左轴承从左端安装于丝杠6上，形成由丝杠螺母8与丝杠6所组成丝杠传动副的一端固定形式，左轴承和右轴承为成对角接触轴承，背对背安装；

所述直线推杆1通过螺纹连接于丝杠螺母8上，丝杠螺母8与丝杠6形成丝杠传动副，法兰型轴承成对使用，通过轴承挡板2固定于丝杠6一端，轴承座5的内孔与法兰型轴承配合，外圆与直线推杆1的内孔配合，实现丝杠6旋转运动与直线推杆1直线运动的复合运动；

所述丝杠6与丝杠螺母8组成的丝杠传动副通过角接触轴承12实现一端固定、一端支撑的组合模块的结构形式，同时该组合模块的结构采用一体化设计，组装整个组合模块后，安装于缸体11上；

所述旋转衬套4通过螺纹连接于缸体11上，同时与直线推杆1形成间隙配合，为直线推杆1的导向零件，导向转制柱7安装于缸体11上，同时内侧面与直线推杆1一端的外侧面配合，限制直线推杆1的旋转运动，由于为滑动接触，导向限转柱7采用自润滑材料制作；

所述限位板9安装于缸体11上，且与所述丝杠传动副通过盖板14固连为一个整体。

优选地，所述限位板9在与丝杠螺母8外径大小范围的圆内做厚度减薄处理，同时在圆周方向均布多个凹槽。

优选地，所述丝杠传动副采用滚珠丝杠传动副。

优选地，所述法兰型轴承为法兰型深沟球轴承3。

优选地，所述轴承座5采用自润滑材料。

优选地，所述轴承座5为聚四氟乙烯。

优选地，所述轴承座5为特种塑料。

优选地，所述轴承座5为铜基合金材料。

优选地，所述导向限转柱7的材料为聚四氟乙烯。

优选地，所述导向限转柱7的材料为特种塑料或铜基合金。