扭杆消隙装置的设计及应用.pdf

《扭杆消隙装置的设计及应用.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2014年4月机械设计与制造工程Apr．2014第43卷第4期MachineDesignandManufacturingEngineeringVo1．43No．4DOI：10．3969／j．issn．2095—509X．2014．04．019扭杆消隙装置的设计及应用许兵(中国电子科技集团公司第二十研究所，陕西西安710068)摘要：利用扭杆作为弹性加载元件对传统的双片齿轮消隙装置进行改进，改善了该装置载荷偏低的问题，并将其应用于动力传动系统。与此同时，将该装置与伺服驱动电机进行集成设计，降低了系统复杂程度，提高了整机可维修性。关键词：扭杆；回差；双片齿轮；伺服系

2、统中图分类号：TH13文献标识码：A文章编号：2095—509X(2014)04—0075—03在精密跟踪雷达中，伺服系统用于控制天线始定的角度后与传动轴固定，此时活动齿轮在扭杆扭终准确指向目标，驱动电机一齿轮传动装置一负矩的影响下与主齿轮岔开一定的角度，填满啮合间载，构成了一个闭合的伺服系统，齿轮传动装置是隙，从而实现消隙。该系统中重要的环节之一⋯。由于齿轮传动本身的特点，会使传动系统存在一定的回差，这样会增一大伺服系统噪声，降低控制精度。为克服这一缺陷，必须采取一定的手段消除回差。在众多的消隙图1扭杆消隙工作原理示意图手段中，弹簧加载双片齿轮是比较常用的方法

3、之在传动过程中，其中一个转动方向上，主齿轮一这种方法简单、可靠、成本较低；但在大多数应，带动从动轮转动；反向旋转时，活动齿轮依靠扭杆用中采用螺旋弹簧作为弹性加载元件，其缺点是可产生的扭矩带动从动轮转动。理论上要想实现消承受载荷较低，多用于低载荷的角度数据传递系统隙的功能，扭杆产生的扭矩必须大于负载力矩。然中，在大扭矩的动力传动系统中基本不采用这种方而，随着扭矩的增加，齿轮副之间的摩擦也增大了，法。扭杆弹簧作为一种弹性元件，有着结构简单、加剧了齿轮的磨损，降低了传动效率，甚至会影响输出扭矩大、工作可靠以及使用寿命长的特点。可到伺服系统在低速情况下的平稳性。所以为扭

4、杆以用它代替螺旋弹簧来提高传统双片齿轮消隙装选择适当的扭矩是设计的关键。置的承载力，从而解决动力传动系统中齿轮回差的问题。同时，利用扭杆外形细长的特征，与伺服驱2扭杆输出扭矩的选择动电机进行集成设计，可以简化传动系统，降低装在跟踪雷达中，负载力矩主要来源于天线及其配难度，提高可维修性。支撑机构在某一角加速度条件下所需要的力矩。雷达伺服系统中的一个重要指标就是最大保精度1扭杆消隙的工作原理跟踪角加速度，即雷达在该指标所规定的角加速度在弹簧加载双片齿轮消隙装置中，主齿轮固定条件下要稳定跟踪。然而，这种角加速度一般出现在传动轴上，活动齿轮在弹性元件的加载下与主齿在被跟

5、踪目标近距离穿越雷达探测截径的瞬间，在轮岔开一定的角度，填满齿轮啮合间隙，从而完成这个时刻前后，雷达的角加速度远远小于该值。但消隙。如果弹性元件采用扭杆弹簧，其结构形式就工程实践表明，在出现最大加速度的瞬间，即使扭如图1所示，活动齿轮与主齿轮Z-一起与从动齿杆扭矩略微欠缺，使传动齿轮间产生了一定的间轮啮合。主齿轮与传动轴固定在一起，活动齿轮隙，对伺服系统的精度也没有太大的影响。因此，与扭杆的一端固定在一起，将扭杆的另一端扭转一在选择扭杆的输出扭矩时，考虑到负载转动惯量的收稿日期：2014—02—25作者简介：许兵(1972一)，男，陕西}写安人，中国电子科技集团

6、公司第二十研究所高级工程师，主要从事雷达结构总体设计工作。·75·2014年第43卷机械设计与制造工程计算误差以及扭杆的加工误差，可用负载力矩的轴度，使固定在扭杆上的活动齿轮在传动过程中不1．5倍来计算。会降低传动精度。由于扭杆还需要能够灵活转动，所以该处与电机轴采用H9／t9的间隙配合。固定3扭杆消隙电机的设计端设计成渐开线花键形，用于与电机轴固定。花键3．1电机的整体设计模数为1，压力角3O。，齿数为40。为避免过大的应‘在某型号跟踪雷达传动系统的设计中，传动链力集中，扭杆支撑段与有效扭转段之间的连接处要为一级齿轮传动，其传动方式如图l』听示，从动轮设计成圆

7、角过度，圆角半径为R5。与负载天线及其支撑机构连接。由于没有中间环女‘撑段订效射I转段芰撑段固定端节，因此可以将扭杆消隙装置与伺服驱动电机进行集成设计，这样可以降低传动系统的复杂程度，提高整体的可维修性。电机元件选择转子、定子分装图4扭杆结构示意图式的直流永磁力矩电机，这样可以按照实际需要进行二次设计。如图2所示，该电机主要由永磁力矩扭杆所使用的材料为65Mn，其在加工过程中电机、电机轴、扭杆、双片齿轮、花键螺母以及壳体有以下技术要求：(1)支撑段与有效扭转段采用磨等零部件组成。削加工，表面粗糙度R<0．81xm；(2)完成加工后进行热处理，采用淬火、回火_丁艺

8、使扭杆整体硬度活动齿轮l