阅读说明：本技术 一种宽温域高精密轴系结构 (Wide-temperature-range high-precision shaft system structure ) 是由 张长清 廖瑞珍 李大琦 刘晓华 于 2019-09-01 设计创作，主要内容包括：本发明其目的在于提供一种宽温域高精密轴系结构,以解决现有的温箱转台轴系在-55℃～120℃温度环境下,轴系各零件由于金属材料的热胀冷缩,导致间隙减小、轴承预紧过大,所带来的轴系“憋死”、测角困难等问题。该宽温域高精密轴包括直流力矩电机组件(1)、角接触球轴承组件(2)、右轴(3)、中环框架(4)、内环框架(5)、测角支架(6)、圆感应同步器测角组件(7)、左轴(8)、锁紧螺母(9)；该宽温域高精密轴系回转精度高,且制造成本低,既可以有效地避免轴系在高低温环境下出现“憋死”现象,又可以有效地减少轴系在高低温环境下由于热胀冷缩所带来的轴系测角输出干扰。(The invention aims to provide a wide-temperature-range high-precision shafting structure, which aims to solve the problems of shaft system 'lock-up', difficult angle measurement and the like caused by the fact that gaps are reduced and bearing pre-tightening is overlarge due to the expansion and contraction of metal materials of parts of a shafting under the temperature environment of-55-120 ℃ in the conventional incubator turntable shafting structure. The wide-temperature-range high-precision shaft comprises a direct-current torque motor assembly (1), an angular contact ball bearing assembly (2), a right shaft (3), a middle ring frame (4), an inner ring frame (5), an angle measuring bracket (6), a circular induction synchronizer angle measuring assembly (7), a left shaft (8) and a locking nut (9); the wide-temperature-range high-precision shaft system has high rotation precision and low manufacturing cost, can effectively avoid the shaft system from being blocked in high and low temperature environments, and can effectively reduce shaft system angle measurement output interference caused by expansion with heat and contraction with cold in the high and low temperature environments.)

一种宽温域高精密轴系结构

技术领域

本发明涉及一种宽温域高精密轴系结构。可应用于航空航天、仪器仪表和惯导测试设备的测试和研制。

背景技术

为了满足惯组环境适应性要求，大部分惯性导航测试设备需要作高低温试验，并且温差也越来越大。温箱转台作为惯性导航测试设备的重要组成部分，其旋转轴同样必须适应高低温环境，即要求在高低温下轴系旋转自如，保持高的回转精度，同时轴系角度反馈精确。以往的轴系结构会出现低温“卡滞”、高温“憋死”和测角输出环境适应性差，甚至容易出现“飞车”等故障。然而在-55℃～120℃的宽温域环境下，常规的编码器，光栅等测角元件无法使用，而旋变的测角精度较低(高精度的旋变测角精度也就是10″左右)，不能满足被测器件对轴系定位精度的要求。而圆感应同步器的环境适应性较好，可在-55℃～120℃的宽温域环境条件下正常工作，同时高精度的圆感应同步器其测角精度可优于0.5″，能够满足被测器件对轴系定位精度的要求，因此选用高精度的圆感应同步器作为宽温域高精密轴系的测角元件，对轴系的角位置进行实时测量和输出。但是圆感应同步器对其定自和转子之间的间隙距离比较敏感，因此在轴系结构设计和零件选材上要保证圆感应同步器定子和转子的间隙在使用过程中的变化量尽可能小，同时轴系又要保证旋转顺畅，保持高的回转精度。

发明内容

本发明其目的就在于提供一种宽温域高精密轴系结构，解决了现有的轴系在超大高低温差环境下出现“憋死”、测角不精确等技术问题。

为实现上述目的而采取的技术方案，一种宽温域高精密轴系结构，包括直流力矩电机组件(1)、角接触球轴承组件(2)、右轴(3)、中环框架(4)、内环框架(5)、测角支架(6)、圆感应同步器测角组件(7)、左轴(8)、锁紧螺母(9)；其特征在于：内环框架(5)与左轴(8)、右轴(3)联接，并通过左、右两个角接触球轴承组件(2)支撑在中环框架(4)上，使用锁紧螺母(9)将左端轴承组件的角接触球轴承内圈锁紧；左右两端分别有直流力矩电机组件作为轴系的动力组件，直接驱动轴系绕主轴轴线做回转运动；左轴(8)的轴端安装有高精度圆感应同步器测角组件(7)作为轴系的角度反馈，测角支架(6)固定在中环框架(4)上作为圆感应同步器的定子安装座。

本发明的有益技术效果是:

与现有技术相比本发明具有以下优点。

本发明的优点是既可以有效地避免轴系在超大高低温差环境下出现“憋死”现象，又可以有效地减少轴系在超大高低温差环境下由于热胀冷缩所带来的轴系测角输出干扰。

附图说明

图1是本发明结构局部剖面构造图；

1.直流力矩电机组件 2.角接触球轴承组件 3.右轴

4.中环框架 5.内环框架 6.测角支架

7.圆感应同步器测角组件 8.左轴 9.锁紧螺母；

具体实施方式

通过下面对实施例的描述，将更加有助于公众理解本发明，但不能也不应当将申请人所给出的具体的实施例视为对本发明技术方案的限制，任何对部件或技术特征的定义进行改变和/或对整体结构作形式的而非实质的变换都应视为本发明的技术方案所限定的保护范围。

实施例:

本发明包括直流力矩电机组件(1)、角接触球轴承组件(2)、右轴(3)、中环框架(4)、内环框架(5)、测角支架(6)、圆感应同步器测角组件(7)、左轴(8)、锁紧螺母(9)；其特征在于，内环框架(5)与左轴(8)、右轴(3)联接，并通过左、右两个角接触球轴承组件(2)支撑在中环框架(4)上，使用锁紧螺母(9)将左端轴承组件的角接触球轴承内圈锁紧；左右两端分别有直流力矩电机组件作为轴系的动力组件，直接驱动轴系绕主轴轴线做回转运动；左轴(8)的轴端安装有高精度圆感应同步器测角组件(7)作为轴系的角度反馈，测角支架(6)固定在中环框架(4)上作为圆感应同步器的定子安装座。

1、所述左端角接触球轴承组件(2)上通过锁紧螺母锁紧，与左轴(8)固定，形成固定端；

2、右端角接触球轴承组件(2)在右轴(3)上沿轴向可以游动，形成自由端；

3、左端固定，右端游动的轴系结构可以有效地避免轴系在高温环境下由于材料热胀冷缩变形而引起的“憋死”现象的发生，同时又可以达到很高的回转精度；

4、本发明中，左轴(8)材料选用的是优质碳钢40Cr，测角支架(6)选用的是铸铁材料，查数据可知，碳钢和铸铁的热膨胀系数相近，因此圆感应同步器的定、转子安装面在高低温环境下的热胀冷缩变形量基本一致，即圆感应同步器的定、转子之间的间隙在高低温环境下变化不大，从而解决了高低温环境对轴系测角干扰问题。