[发明专利]一种基于SMA丝及螺旋摩擦副的空间轴系变预载机构

权利要求书

1.一种基于SMA丝及螺旋摩擦副的空间轴系变预载机构，其特征在于，包括：角接触球轴承(1)、SMA丝(2)、螺旋转子环(3)、螺旋静子环(4)、推力滚针轴承(5)、轴承座(6)、轴承内环端盖(7)、轴承外环端盖(8)、衬套(9)、波纹弹簧片(10)；

所述角接触球轴承(1)为1对，背靠背安装；其内环部分是转动部件，与轴承内环端盖(7)伸出的轴肩段配合，两个角接触球轴承(1)的内环之间设有衬套(9)，形成传力回路；外环部分是静止部件，支撑在轴承座(6)上；

所述螺旋转子环(3)、螺旋静子环(4)以及推力滚针轴承(5)放置在两个角接触球轴承(1)的外环之间；

所述SMA丝(2)两端分别连接在螺旋转子环(3)和螺旋静子环(4)的外表面，用于驱动螺旋转子环(3)旋转；

所述波纹弹簧片(10)放置在角接触球轴承(1)外环端面和轴承外环端盖(8)之间，用于压紧角接触球轴承(1)外环；

机构装配时，通过拧紧轴承内环端盖(7)间的连接螺钉，对角接触球轴承(1)内环施加轴向载荷，载荷经由滚动体传递到角接触球轴承(1)外环上，使得轴承游隙被消除；机构变载时，对SMA丝(2)通电加热，使其受热发生相变而收缩，驱动螺旋转子环(3)旋转，使得螺旋转子环(3)和螺旋静子环(4)配合后的整体轴向长度发生改变。

2.根据权利要求1所述的基于SMA丝及螺旋摩擦副的空间轴系变预载机构，其特征在于，所述1对角接触球轴承(1)的外环与轴承座(6)为小间隙配合。

3.根据权利要求1所述的基于SMA丝及螺旋摩擦副的空间轴系变预载机构，其特征在于，通过控制所述SMA丝(2)的加热电流以及加热时间来控制其相变发生的程度，使得螺旋转子环(3)转动不同的角度，从而实现不同的多相变预载效果。

4.根据权利要求1所述的基于SMA丝及螺旋摩擦副的空间轴系变预载机构，其特征在于，所述螺旋转子环(3)和螺旋静子环(4)均为类环形结构，一侧轴向端面为螺旋面，另一侧轴向端面为平面，二者的螺旋面相互配合，并利用摩擦自锁特性保持整体轴向长度不变。

5.根据权利要求1所述的基于SMA丝及螺旋摩擦副的空间轴系变预载机构，其特征在于，所述螺旋转子环(3)和螺旋静子环(4)上设有SMA丝(2)安装槽，SMA丝(2)通电收缩时产生的驱动力通过安装槽端面施加给螺旋转子环(3)。

6.根据权利要求1所述的基于SMA丝及螺旋摩擦副的空间轴系变预载机构，其特征在于，所述螺旋转子环(3)在SMA丝(2)提供的周向驱动力的作用下，克服摩擦阻力发生转动，使得螺旋转子环(3)和螺旋静子环(4)配合后的整体轴向长度发生改变。

7.根据权利要求1所述的基于SMA丝及螺旋摩擦副的空间轴系变预载机构，其特征在于，所述轴承座(6)上开有方孔，用于引出SMA丝(2)的供电导线以及机构复位。

8.根据权利要求1所述的基于SMA丝及螺旋摩擦副的空间轴系变预载机构，其特征在于，所述轴承内环端盖(7)连接伺服电机，进而带动角接触球轴承(1)内环旋转。

9.根据权利要求1所述的基于SMA丝及螺旋摩擦副的空间轴系变预载机构，其特征在于，所述螺旋转子环(3)和螺旋静子环(4)上设有复位螺纹孔；需要机构复位时，长螺钉经轴承座(6)上的方孔拧入复位螺纹孔，反向旋动螺旋转子环(3)，使得角接触球轴承(1)外环被顶紧，轴承的预载荷增大。