有限角度小减速比钢带传动往复机构及其张紧和锁定装置的制作方法

1.本发明涉及一种有限角度小减速比传动往复机构及其张紧和锁定装置，特别是一种有限角度小减速比钢带传动往复机构及其张紧和锁定装置。


背景技术：

2.随着精确制导武器的发展，对雷达导引头的扫描跟踪精度和低成本提出了更高的要求。一方面，为了满足导引头高可靠性和大角度要求，相控阵雷达已成为趋势。另一方面，为了满足低成本和成熟度要求，雷达伺服机构是必然的选择，在大负载时直驱形式需要的电机扭矩很大，电机尺寸就会很大，不利于导引头的小型化和轻量化，也不利于雷达罩内布局，因此伺服机构一般采用一级或多级齿轮传动的减速方式，以降低负载对电机扭矩的需求,同时有效降低了电机转速。目前的齿轮传动往复机构，齿轮要求精度高加工难度大，装配复杂要调角隙，而且装配后需跑合，且转动换向时存在回差影响机构隔离度。综上，齿轮传动往复机构的整个加工和装配的经济成本以及周期成本很高，且无法消除换向回差。


技术实现要素：

3.本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，在有限角度小减速比应用场景下，通过钢带加钢轮的传动方式，解决了齿轮副传动存在的加工和装调难度大，以及无法避免的换向回差问题，进一步的本发明有利于传动往复机构的小型化、轻量化。
4.本发明的技术解决方案是：有限角度小减速比钢带传动往复机构及其张紧和锁定装置，包括张紧轮、锁定轮、传动钢带、张紧装置和锁定装置；
5.所述张紧轮和锁定轮转轴平行，两者间通过传动钢带相连，所述传动钢带的两端通过锁定装置固定于锁定轮上，传动钢带的中段通过张紧装置固定于张紧轮上，由张紧装置调节传动钢带的张紧程度，通过张紧传动钢带消除往复机构换向转动的回差；
6.上述张紧装置的固定孔轴线与锁定装置的锁定孔轴线位于同一平面。
7.优选的，所述张紧装置包括张紧压块、垫片和张紧螺钉；
8.所述张紧轮上设置凹槽，垫片放置在所述凹槽内其上为传动钢带，用于调整传动钢带的张紧程度；所述张紧螺钉用于将张紧压块压在传动钢带上，用于实现传动钢带的张紧。
9.优选的，张紧轮上的凹槽结构形式，其中内角为直角，外角为圆角。
10.优选的，所述外角的半径r1≥2mm。
11.优选的，所述张紧压块、垫片为矩形薄板结构，厚度方向的棱边倒圆；张紧螺钉为不脱出螺钉结构。
12.优选的，所述张紧压块厚度方向棱边倒圆为两个圆弧平滑过渡组成，其中使用时靠近传动钢带的圆弧的半径r4大于另一圆弧半径r5，即r4＞r5，其中r4≥1.5mm且满足r4＞r1。
13.优选的，所述锁定装置包括锁定压块和锁定螺钉；
14.所述锁定压块为矩形薄板，一面为平面，另一面为弧面且两面之间的棱边倒圆；锁定螺钉为不脱出螺钉结构。
15.优选的，传动钢带的材料为低冷作硬化的不锈钢带1cr17ni7-dy或者半冷作硬化的不锈钢带1cr18ni9-by，冷加工切割。
16.优选的，传动钢带紧贴锁定轮的一端长度要留有余量，能完全覆盖锁定轮转动的极限角度范围，传动钢带安装孔直径φ[m,m]介于张紧轮和锁定轮的安装螺纹孔大径m和小径m之间，即m《φ[m,m]《m，其中张紧轮和锁定轮的安装螺纹孔大小相等。
[0017]
优选的，所述的锁定轮上设计为单螺纹孔，与张紧装置之间采用单孔锁定传动钢带。
[0018]
优选的，所述的小减速比为1:1～2:1。
[0019]
有限角度小减速比钢带传动往复机构及其张紧和锁定装置的装配使用方法，其特征在于包括：
[0020]
将垫片先放在张紧轮的凹槽里，传动钢带再围过张紧轮，然后在传动钢带上再压张紧压块，并将安装孔对齐，之后通过带弹平垫的张紧螺钉将传动钢带中端固定在张紧轮上且处于不张紧状态；
[0021]
将传动钢带两端头上下重叠围过锁定轮，然后在传动钢带上压锁定压块，并将安装孔对齐，之后通过带弹平垫的锁定螺钉将传动钢带两端紧固在锁定轮上；
[0022]
紧固张紧轮段的张紧螺钉将传动钢带张紧。
[0023]
本发明与现有技术相比的有益效果是：
[0024]
(1)本发明通过钢轮代替齿轮，大大降低了加工和装调难度，在大中心距应用场景下的传动更具优势和灵活性，不会增加钢轮自重，有利于传动往复机构的轻量化，故应用更广泛。
[0025]
(2)本发明所用锁定轮，其上设计为单螺纹孔，采用单孔锁定钢带的方式，有利于传动往复机构的小型化。
[0026]
(3)本发明所用传动带采用高强度高韧性国标不锈钢带，厚度薄、重量轻、易获得、耐腐蚀、环境适应性强，只需加工外形，材料和加工成本低，工艺性好。
[0027]
(4)本发明所用张紧方式，简化了传动往复机构复杂度，方便操作、易于实现。
附图说明
[0028]
图1为本发明有限角度小减速比钢带传动往复机构及其张紧和锁定装置结构图；
[0029]
图2为本发明张紧轮结构图；
[0030]
图3为本发明锁定轮结构图；
[0031]
图4为本发明传动钢带展开结构图；
[0032]
图5为本发明传动钢带围合结构图；
[0033]
图6为本发明张紧压块结构图；
[0034]
图7为本发明锁定压块结构图；
[0035]
图8为本发明张紧和锁定螺钉结构图；
[0036]
图9为本发明张紧装置装配图；
[0037]
图10为本发明锁定装置装配图；
具体实施方式
[0038]
如图1所示，本发明包括张紧轮1、锁定轮2、传动钢带3、张紧装置4和锁定装置5，其中张紧装置4包括张紧压块41、紫铜垫片42和张紧螺钉43，锁定装置5包括锁定压块51和锁定螺钉52。
[0039]
张紧轮和锁定轮转轴平行，端面对齐(即要求张紧螺钉与锁定螺钉的轴向位于同一平面内)，并相隔一定的距离，两者间通过传动钢带相连，钢带两头通过锁定装置固定于锁定轮上，钢带中段通过张紧装置固定于张紧轮上；可传动的角度范围即有限角度由锁定轮上传动钢带的包角决定，包角越大则有限角度越大，由于固定传动带的锁定装置占用了部分包角，故有限角度略小于包角。减速比即为张紧轮与锁定轮直径之比。另一方面，传动带的张紧在张紧轮端实现，并通过张紧装置调节张紧程度，传动带周长设计有一定余量，一是便于安装在带轮上，二是利于松紧调节，安装张紧装置时会将传动带下压在张紧轮的凹槽内，安装到位后传动带张紧，张紧程度可以通过张紧装置的紫铜垫片调节，通过张紧传动带消除了换向转动的回差，提高了机构的传动效率。
[0040]
张紧轮1端，紫铜垫片42先放在张紧轮1的凹槽里，传动钢带3再围过张紧轮1，然后在钢带上再压张紧压块41，并将孔对齐，之后通过张紧螺钉43带弹平垫将传动钢带3中端固定在张紧轮1上而不张紧；
[0041]
锁定轮2端，先将传动钢带3两端头上下重叠围过锁定轮2，然后在钢带上压锁定压块51，并将孔对齐，之后通过锁定螺钉52带弹平垫将传动钢带3两端紧固在锁定轮2上，最后紧固张紧螺钉43将钢带张紧。
[0042]
本发明的张紧轮结构如图2所示，外形为圆柱状，在外圆面φ1上设计了一处凹槽、一个凸台和一个螺纹孔m，用于放置垫片(例如紫铜垫片)和安装螺钉，凹槽与圆周面为r1角过渡，r1≥2mm以减小钢带张紧时的应力集中，加工材料选用不锈钢棒1cr18ni9ti或者20cr13。本发明中紫铜垫片为方形，上述凸台的设置是为了对紫铜垫片进行单侧限位。
[0043]
本发明的锁定轮结构如图3所示，外形为圆柱状，在外圆面φ2上设计了一个螺纹孔m，用于安装螺钉，加工材料选用不锈钢棒1cr18ni9ti或者20cr13。
[0044]
本发明的传动钢带加工结构如图4所示，工作结构如图5所示，加工外形为长条状，有一定宽度b4的国标钢带，钢带厚度δ在0.05mm～0.5mm，其上设计了多个通孔φ[m,m](一般三个)，通孔直径介于螺钉外径m和内径m之间，用于安装螺钉并防脱。工作外形为围合形式，两端头重叠后封闭成环。加工材料为低冷作硬化的不锈钢带1cr17ni7-dy或者半冷作硬化的不锈钢带1cr18ni9-by，，冷加工切割，紧贴锁定轮2一端长度要留有余量l，能完全覆盖锁定轮2转动的极限角度范围。
[0045]
本发明的张紧压块结构如图6所示，外形为薄板，有一定的长度l3和宽度b5，其中b5＞b4，在长宽面中心设计一个通孔φ3，要求φ3＞m用于穿过螺钉，两个宽度棱边倒圆角r4和r5，要求r4＞r5，其中r4≥1.5mm且满足r4＞r1。以减小钢带张紧时的应力集中。加工材料选用紫铜板t2m。
[0046]
本发明的锁定压块结构如图7所示，外形为薄板，有一定的长度l4和宽度b6，一面为平面，另一面为弧面r6，其中弧面为钢带贴合锁定轮的匹配设计，即r6＝φ2/2+δ，平面中心设计一个通孔φ4，要求φ4＞m用于穿过螺钉。加工材料选用紫铜板t2m。
[0047]
本发明的张紧和锁定螺钉结构如图8所示，外形为不脱出螺钉形式，头部为螺杆，
内部为光轴，后部为一字槽螺钉帽，其中光轴直径φ6小于螺纹小径m，即φ6＜m。加工材料选用不锈钢棒20cr13，调质处理。
[0048]
本发明张紧装置装配关系如图9所示，装配顺序为紫铜垫片、张紧压块、平垫、弹垫、张紧螺钉，在紫铜垫片和张紧压块中间夹有传动钢带，在紧固张紧螺钉时张紧钢带；
[0049]
本发明锁定装置装配关系如图10所示，装配顺序为锁定压块、平垫、弹垫、锁定螺钉，在锁定压块和锁定轮中间夹有传动钢带，在紧固锁定螺钉时锁定钢带，锁定螺钉与张紧螺钉螺纹大小相等。
[0050]
本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。
[0051]
本发明未详细说明部分属于本领域技术人员公知常识。

技术特征：
1.有限角度小减速比钢带传动往复机构及其张紧和锁定装置，其特征在于：包括张紧轮、锁定轮、传动钢带、张紧装置和锁定装置；所述张紧轮和锁定轮转轴平行，两者间通过传动钢带相连，所述传动钢带的两端通过锁定装置固定于锁定轮上，传动钢带的中段通过张紧装置固定于张紧轮上，由张紧装置调节传动钢带的张紧程度，通过张紧传动钢带消除往复机构换向转动的回差；上述张紧装置的固定孔轴线与锁定装置的锁定孔轴线位于同一平面。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述张紧装置包括张紧压块、垫片和张紧螺钉；所述张紧轮上设置凹槽，垫片放置在所述凹槽内其上为传动钢带，用于调整传动钢带的张紧程度；所述张紧螺钉用于将张紧压块压在传动钢带上，用于实现传动钢带的张紧。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：张紧轮上的凹槽结构形式，其中内角为直角，外角为圆角。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于：所述外角的半径r1≥2mm。5.根据权利要求2或3或4所述的装置，其特征在于：所述张紧压块、垫片为矩形薄板结构，厚度方向的棱边倒圆；张紧螺钉为不脱出螺钉结构。6.根据权利要求2或3或4所述的装置，其特征在于：所述张紧压块厚度方向棱边倒圆为两个圆弧平滑过渡组成，其中使用时靠近传动钢带的圆弧的半径r4大于另一圆弧半径r5，即r4＞r5，其中r4≥1.5mm且满足r4＞r1。7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述锁定装置包括锁定压块和锁定螺钉；所述锁定压块为矩形薄板，一面为平面，另一面为弧面且两面之间的棱边倒圆；锁定螺钉为不脱出螺钉结构。8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：传动钢带的材料为低冷作硬化的不锈钢带1cr17ni7-dy或者半冷作硬化的不锈钢带1cr18ni9-by，冷加工切割。9.根据权利要求1或8所述的有限角度小减速比钢带传动往复机构及其张紧和锁定装置，其特征在于：传动钢带紧贴锁定轮的一端长度要留有余量，能完全覆盖锁定轮转动的极限角度范围，传动钢带安装孔直径φ[m,m]介于张紧轮和锁定轮的安装螺纹孔大径m和小径m之间，即m<φ[m,m]<m，其中张紧轮和锁定轮的安装螺纹孔大小相等。10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的锁定轮上设计为单螺纹孔，与张紧装置之间采用单孔锁定传动钢带。11.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的小减速比为1:1～2:1。12.有限角度小减速比钢带传动往复机构及其张紧和锁定装置的装配使用方法，其特征在于包括：将垫片先放在张紧轮的凹槽里，传动钢带再围过张紧轮，然后在传动钢带上再压张紧压块，并将安装孔对齐，之后通过带弹平垫的张紧螺钉将传动钢带中端固定在张紧轮上且处于不张紧状态；将传动钢带两端头上下重叠围过锁定轮，然后在传动钢带上压锁定压块，并将安装孔对齐，之后通过带弹平垫的锁定螺钉将传动钢带两端紧固在锁定轮上；紧固张紧轮段的张紧螺钉将传动钢带张紧。

技术总结
有限角度小减速比钢带传动往复机构及其张紧和锁定装置，包括传动钢带、张紧轮、锁定轮、张紧装置和锁定装置，其中张紧装置由张紧压块、紫铜垫片、张紧螺钉、弹垫和平垫组成，锁定装置由锁定压块、锁定螺钉、弹垫和平垫组成，本发明采用带+轮代替传统的齿轮啮合传动方式，传动距离更灵活，且不增加传动往复机构的自重，也更利于整机布局。所采用的钢带张紧和锁定方式设计简单，不增加传动往复机构的复杂度，易于生产和装调。本发明在传动往复机构轻量化，小型化，加工工艺性和经济性方面优势明显。显。显。


技术研发人员：王阔 陈兴才 毛文玉 邱勇
受保护的技术使用者：四川航天燎原科技有限公司
技术研发日：2023.03.02
技术公布日：2023/7/21