[发明专利]一种机电式陀螺的电机轴系结构设计方法

权利要求书

1.一种机电式陀螺的电机轴系结构设计方法，其特征在于：基于机电式陀螺电机的轴系支承结构形式，将轴系分为内轴系和外轴系，根据轴系结构各零部件材料的线胀系数，对轴系零件在设定的极限高低温下的材料蠕变量进行尺寸链变化推算，并同步优化轴系支承距离和/或选用轴系零件的匹配材料，使内外轴系蠕变量遵循设计准则；所述设计准则为：

1)在极限温度下，外轴系蠕变量与内轴系蠕变量接近，差值不大于设定值；

2)外轴系蠕变量与内轴系蠕变量随温度变化而同步变化，变化趋势相同，而且变化量差异在设定阈值内。

2.根据权利要求1所述一种机电式陀螺的电机轴系结构设计方法，其特征在于：在极限温度下，外轴系蠕变量与内轴系蠕变量的差值不大于1％。

3.根据权利要求1或2所述一种机电式陀螺的电机轴系结构设计方法，其特征在于：所述机电式陀螺电机分为内圈加载型机电式陀螺电机和外圈加载型机电式陀螺电机；对于内圈加载型机电式陀螺电机，外轴系蠕变量随温度变化量相对内轴系蠕变量随温度变化量相同；对于外圈加载型机电式陀螺电机，内轴系蠕变量随温度变化量相对外轴系蠕变量随温度变化量相同。

4.根据权利要求3所述一种机电式陀螺的电机轴系结构设计方法，其特征在于：对于内圈加载型机电式陀螺电机，电机轴系结构包括电机驱动轴(2)、内轴承(3)、内衬套(11)、外衬套(5)、外轴承(6)、电机转子(7)、弹性垫片(9)和锁紧螺母(10)；

进行电机轴系结构设计时需要计算：电机驱动轴(2)的极限温度蠕变量、内轴系尺寸链零件的轴向长度累计蠕变量、外轴系尺寸链零件的轴向长度累计蠕变量、陀螺壳体(4)的极限温度蠕变量；

其中电机驱动轴(2)的轴向计算长度为内轴承(3)挡肩外端面至电机转子(7)外端面的距离；

陀螺电机壳体(4)的轴向计算长度为内轴承(3)和外轴承(6)之间的长度；

内轴系尺寸链零件由内轴承(3)内圈、内衬套(11)、外轴承(6)内圈、电机转子(7)组成，内轴系尺寸链零件的轴向长度由内轴承(3)的内圈、内衬套(11)、外轴承(6)内圈的轴向长度和电机转子(7)部分长度组成；

外轴系尺寸链零件由内轴承(3)外圈、外衬套(5)、外轴承(6)外圈组成，外轴系尺寸链零件的轴向长度由内轴承(3)外圈、外衬套(5)、外轴承(6)外圈的轴向长度组成；

然后分别在设定的极限高温和低温条件下，进行设计：

在设定的高温下：

计算内轴系尺寸链零件的轴向长度累计高温蠕变量，以及电机驱动轴的高温蠕变量，通过调整内轴系尺寸链各零件材质，或者同步调整内衬套长度，使内轴系尺寸链零件的轴向长度累计高温蠕变量与电机驱动轴的高温蠕变量接近相等，差值不大于设定阈值；

计算外轴系尺寸链零件的轴向长度累计高温蠕变量，以及陀螺电机壳体的高温蠕变量，通过调整外轴系尺寸链各零件材质和外衬套长度，使外轴系尺寸链零件的轴向长度累计高温蠕变量与陀螺电机壳体的高温蠕变量接近相等，差值不大于设定阈值；

比较内轴系尺寸链零件的轴向长度累计高温蠕变量和外轴系尺寸链零件的轴向长度累计高温蠕变量，要求蠕变量差值不大于设定值；

在设定的低温下：

计算内轴系尺寸链零件的轴向长度累计低温蠕变量，以及电机驱动轴的低温蠕变量，通过调整内轴系尺寸链各零件材质，或者同步调整内衬套长度，使内轴系尺寸链零件的轴向长度累计低温蠕变量与电机驱动轴的低温蠕变量接近相等，差值不大于设定阈值；

计算外轴系尺寸链零件的轴向长度累计低温蠕变量，以及陀螺电机壳体的低温蠕变量，通过调整外轴系尺寸链各零件材质和外衬套长度，使外轴系尺寸链零件的轴向长度累计低温蠕变量与陀螺电机壳体的低温蠕变量接近相等，差值不大于设定阈值；比较内轴系尺寸链零件的轴向长度累计低温蠕变量和外轴系尺寸链零件的轴向长度累计低温蠕变量，要求蠕变量差值不大于设定值；

同时，外轴系尺寸链零件的轴向长度累计蠕变量随温度的变化量与内轴系尺寸链零件的轴向长度累计蠕变量随温度的变化量相同。

5.根据权利要求4所述一种机电式陀螺的电机轴系结构设计方法，其特征在于：所述设定值为1％。