阅读说明：本技术 一种蜗轮蜗杆与行星齿轮速度综合集成一体化结构 (Integrated integrated structure is synthesized with planetary gear speed to worm gear ) 是由 屈海龙 刘向 徐祥礼 姚成法 任鹏杰 于 2020-11-10 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种蜗轮蜗杆与行星齿轮速度综合集成一体化结构,其特征在于,蜗杆(1)与蜗轮(13)之间构成传动副,蜗轮(13)右端面与内齿圈(14)左端面连接形成一体化结构(2),行星架(6)通过行星架支撑左轴承(3)及行星架支撑右轴承(5)与一体化结构(2)连接；行星架支撑左轴承(3)与行星架支撑右轴承(5)之间通过轴承间垫圈(4)隔离；若干个销轴(10)穿入行星架(6)的销轴孔(15)中,若干个轴用弹性挡圈(11)安装于相应销轴(10)的挡圈卡槽(16)内,防止销轴(10)轴向脱落；若干个滚针轴承(9)套在相应的销轴(10)上。本发明有效的减小机电作动器的体积,增加了减速比的调节范围,避免了额外电磁制动器的使用。(The invention relates to a speed comprehensive integrated structure of a worm gear and a worm and a planetary gear, which is characterized in that a transmission pair is formed between the worm (1) and a worm wheel (13), the right end surface of the worm wheel (13) is connected with the left end surface of an inner gear ring (14) to form an integrated structure (2), and a planet carrier (6) is connected with the integrated structure (2) through a planet carrier supporting left bearing (3) and a planet carrier supporting right bearing (5); the planet carrier supporting left bearing (3) is isolated from the planet carrier supporting right bearing (5) through an inter-bearing washer (4); a plurality of pin shafts (10) penetrate into pin shaft holes (15) of the planet carrier (6), and a plurality of elastic check rings (11) for the shafts are arranged in check ring clamping grooves (16) of the corresponding pin shafts (10) to prevent the pin shafts (10) from falling off axially; a plurality of needle roller bearings (9) are sleeved on the corresponding pin shafts (10). The invention effectively reduces the volume of the electromechanical actuator, increases the adjusting range of the reduction ratio and avoids the use of an additional electromagnetic brake.)

一种蜗轮蜗杆与行星齿轮速度综合集成一体化结构

技术领域

本发明属于机械结构设计领域，具体涉及一种蜗轮蜗杆与行星齿轮速度综合集成一体化结构。

背景技术

随着多电、全电飞机理念的进一步普及，机电作动器在飞行器中的应用越来越普遍。由于飞行器对可靠性和安全性都有非常高的要求，所以在机电作动器设计中，如何提升机电作动器的可靠性和安全性，成为该领域研究的重点和难点。

为了提升机电作动器的安全性和可靠性，通常会采用多余度的设计理念，即功率从若干个输入端，经过若干个通道传递至输出端，当其中一个或者几个通道故障，无法传递功率时，剩余通道可继续工作，不会使得整个作动器失效。

考虑到收益比因素，机电作动器中最为常见的是双余度结构。为实现双余度设计的目标，在机电作动器的设计中，经常要使用到速度综合机构，而NGW型行星齿轮则是机械设计中使用最频繁的速度综合机构之一。NGW型行星齿轮有三个输入/输出端口，分别为：内齿圈、行星架、太阳轮，可以选择其中任意一个作为输出端口，则其余两个为输入端口，即实现了机械双余度。但是双余度之间的切换也有一定的前提条件，那就是当其中一个通道故障时，必须采取一定的方式使得这个通道机械锁止，这样备用通道才能实现功率的传输。

输入与输出端口的选择以及各个通道的机械锁止方式，会依据所设计产品的结构特点选取，但是在机电作动器的设计中通常需要在几十到几百的范围内调节传动比，而行星齿轮机构一个通道的传动比通常在13以内，难以满足使用需要。为了达到较大的传动比，通常需要多级齿轮传动，单级齿轮传动的减速比通常<10，而多级齿轮传动直接带来的弊端是，传动结构复杂、间隙累积增加、加工成本高、装配拆卸困难等。同时通常采取的机械锁止方式为电磁制动器，该结构复杂、可靠性较低，是一个故障多发的结构。所以在机电作动器中要尽量减少电磁制动器的应用。

发明内容

本发明的目的是：针对上述问题，本方案采用了能够自锁的大减速比(通常减速比>60)蜗轮蜗杆与NGW型行星齿轮的集成一体化结构，蜗轮与行星齿轮的内齿圈为同一个零件，可一体化加工而成，作为一个功率输入端口。太阳轮作为另一个输入端口，行星架则作为输出端口。该结构可获取较大的减速比，有效的减小作动器的体积、降低成本、便于拆装维护，可以解决由于多级齿轮传动带来的诸多弊端。同时由于蜗轮蜗杆能够自锁，在该通道故障时，可以有效实现机械锁止，顺利完成通道的切换，不需要额外使用电磁制动器，从而使得整个机电作动器结构更加的简单、可靠。

本发明的技术方案：一种蜗轮蜗杆与行星齿轮速度综合集成一体化结构，蜗杆1与蜗轮13之间构成传动副，蜗轮13右端面与内齿圈14左端面连接形成一体化结构2，行星架6通过行星架支撑左轴承3及行星架支撑右轴承5与一体化结构2连接；行星架支撑左轴承3与行星架支撑右轴承5之间通过轴承间垫圈4隔离；若干个销轴10穿入行星架6的销轴孔15中，若干个轴用弹性挡圈11安装于相应销轴10的挡圈卡槽16内，防止销轴10轴向脱落；若干个滚针轴承9套在相应的销轴10上，若干个行星轮12分别套在相应的滚针轴承9上，太阳轮8通过太阳轮支撑轴承7安装于行星架6的内孔。

优选地，三个滚针轴承9穿入行星轮12的的中心孔内，并保持在行星轮12中心孔轴向的中间位置。

优选地，三个行星轮12从行星架6侧面开槽中装入，直至行星轮12中心孔与行星架6上的三个周向均匀分布的销轴孔15同轴，三个销轴10从行星架6的左面穿入销轴孔15中，直至无法继续向右移动为止。

优选地，三个轴用弹性挡圈11分别卡入销轴10上右端面处的挡圈卡槽16中。

优选地，行星架支撑左轴承3、轴承间垫圈4以及行星架支撑右轴承5依次从的右端中心孔中穿入，直至无法继续向左移动为止。

优选地，行星架6带有轴的一体化结构2的右端中心孔内穿入，直至其左端轴外圆柱面与行星架支撑左轴承3以及行星架支撑右轴承5的内圆柱面充分接触。

优选地，太阳轮支撑轴承7从行星架6的右端中心孔内塞入，直至无法继续向左移动为止。

优选地，太阳轮8从行星架6的右端空隙处装入，太阳轮8的左边轴塞入太阳轮支撑轴承7的内圆柱孔中，直至无法继续向左移动为止。

本发明的有益效果：本发明设计了一种蜗轮蜗杆与行星齿轮速度综合集成一体化结构，采取了蜗轮与内齿圈一体化设计方案，同时利用能够自锁的大减速比蜗轮蜗杆，有效的减小机电作动器的体积，增加了减速比的调节范围，避免了额外电磁制动器的使用。解决了传统装有电磁制动器的速度综合多级齿轮传动所带来的体积与重量的增加、拆装困难，以及可靠性降低等问题。整个是行星齿轮速度综合机构与蜗轮蜗杆一体化集成设计，机构紧凑、体积小、重量轻、减速比大、便于维护、可靠性高。

附图说明

图1为一种蜗轮蜗杆与行星齿轮速度综合集成一体化结构示意图。

图2为蜗轮右端面与内齿圈左端面结合一体化结构示意图。

图3为行星架结构示意图。

图4为销轴结构示意图。

其中，1：蜗杆、2：一体化结构、3：行星架支撑左轴承、4：轴承间垫圈、5：行星架支撑右轴承、6：行星架、7：太阳轮支撑轴承、8：太阳轮、9：滚针轴承、10：销轴、11：轴用弹性挡圈、12：行星轮、13：蜗轮、14：内齿圈、15：销轴孔、16：挡圈卡槽

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明做进一步详细说明。

参见说明书附图1，其是本发明蜗轮蜗杆与行星齿轮速度综合集成一体化结构示意图。蜗杆1与蜗轮13之间构成传动副，蜗轮13与内齿圈14采用一体化设计方案，即为蜗轮右端面与内齿圈左端面结合一体化结构2，见图2。行星架6通过行星架支撑左轴承3与行星架支撑右轴承5与蜗轮右端面与内齿圈左端面结合一体化结构2连接，行星架支撑左轴承3与行星架支撑右轴承5之间通过轴承间垫圈4隔离。滚针轴承9套在销轴10上，行星轮12则套在滚针轴承9上，销轴10则穿入如图3所示的内齿圈14的销轴孔15中，轴用弹性挡圈11安装于销轴10的挡圈卡槽16内，防止销轴10轴向脱落。太阳轮8通过太阳轮支撑轴承7安装于行星架6的内孔。

三个滚针轴承9穿入行星轮12的的中心孔内，并保持在行星轮12中心孔轴向的中间位置。

三个行星轮12从行星架6侧面开槽中装入，直至行星轮12中心孔与行星架6上的三个周向均匀分布的销轴孔15同轴，三个销轴10从行星架6的左面穿入销轴孔15中，直至无法继续向右移动为止。三个轴用弹性挡圈11分别卡入销轴10上右端面处的挡圈卡槽16中。

行星架支撑左轴承3、轴承间垫圈4以及行星架支撑右轴承5依次从的右端中心孔中穿入，直至无法继续向左移动为止。

行星架6带有轴的左端从蜗轮右端面与内齿圈左端面结合一体化结构2的右端中心孔内穿入，直至其左端轴外圆柱面与行星架支撑左轴承3以及行星架支撑右轴承5的内圆柱面充分接触。

太阳轮支撑轴承7从行星架6的右端中心孔内塞入，直至无法继续向左移动为止。太阳轮8从行星架6的右端空隙处装入，太阳轮8的左边轴塞入太阳轮支撑轴承7的内圆柱孔中，直至无法继续向左移动为止。

本发明提出了一种蜗轮蜗杆与行星齿轮速度综合集成一体化设计结构，采用蜗轮与内齿圈一体化设计以及自锁的大减速比蜗轮蜗杆结构，解决了机械双余度机电作动器为了获取传递的大减速比，采用多级齿轮传动，所带来的结构复杂、体积大、间隙大、成本高、拆装困难等缺点。使得采用NGW型行星齿轮速度综合的双余度机电作动器，结构简洁、体积小、成本低、拆装维护方便。同时避免了电磁制动器的使用，从而使得采用NGW型行星齿轮速度综合的双余度机电作动器，功能更加的可靠，应用场合更加的灵活。与传统的采用多级齿轮传动的行星齿轮速度综合机构相比，本设计方案存在以下几个方面的突出优点。

首先，采用蜗轮13与内齿圈14一体化结构，避免了两者之间的连接结构和空间需求，使得整个结构更加的紧凑、体积小、重量轻。

其次，采用能够自锁的蜗轮蜗杆与行星齿轮速度综合集成一体化结构，避免的在速度综合时电磁制动器的选取，使得整个机电作动器更加的可靠、紧凑。

最后，采用蜗轮13与蜗杆1使得整个机电作动器的传动比调节范围增加，避免了多级齿轮的使用，使得整个机电作动器体积和重量大为减小。