一種大尺寸低慣量連續(xù)旋轉的中空精密軸系的制作方法
【專利摘要】一種大尺寸低慣量連續(xù)旋轉的中空精密軸系，包括中空主軸、殼體，所述殼體內(nèi)一端設有電機定子，電機定子內(nèi)設有永磁體，永磁體連接中空主軸，電機定子一端連接右外罩；所述殼體內(nèi)另一端設有角接觸球軸承對，角接觸球軸承對連接中空主軸，角接觸球軸承對一端設有鎖緊螺母、軸承端蓋，軸承端蓋外側設有左外罩。力矩電機轉子與中空主軸合為一體，以減小軸系旋轉部分（X軸方向）轉動慣量，中空主軸為兩個端面放置用戶負載，采用這種布局可減輕整個軸系的重量，進一步減小Y軸方向的轉動慣量，同時又保證了中空軸系的旋轉精度，殼體的外表面焊接有上法蘭和下法蘭，用于與Y向主軸聯(lián)接，實現(xiàn)整體繞Y軸轉動的功能。
【專利說明】
一種大尺寸低慣量連續(xù)旋轉的中空精密軸系
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種大尺寸低慣量連續(xù)旋轉的中空精密軸系。
【背景技術】
[0002]在慣性導航測試設備的研制過程中，高精度大尺寸中空軸系的研制是實現(xiàn)整套設備技術要求的關鍵。該類軸系的研制難點主要有兩方面因素:
1.提高軸系精度，降低軸系傾角回轉誤差;這就要提高中空主軸和殼體的剛性，因此就導致整個軸系重量增加；
2.作為測試設備的內(nèi)環(huán)軸系，盡可能的減小自身的重量和轉動慣量是研制過程中要遵守的原則，尤其是要降低Y向的轉動慣量Iy;這樣做有利于降低后續(xù)設計的難度，同時也可節(jié)約生產(chǎn)成本;因此如何將上述兩點都兼顧起來就變的尤為重要了。
[0003]現(xiàn)有帶限位中空軸系無刷電機定子和轉子分別為獨立的部件，電機轉子需要通過螺釘或脹套的形式與主軸固聯(lián)，采用這種布局會增加整個軸系徑向的徑向尺寸，并增加轉軸的轉動慣量，增加了軸系頻響指標實現(xiàn)的成本;另一方面，徑向尺寸增加還會導致外部殼體尺寸增大，從而增加整個組件的重量和轉動慣量，同樣會增加軸系頻響指標實現(xiàn)的成本和設計難度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明其目的就在于提供一種大尺寸低慣量連續(xù)旋轉的中空精密軸系，力矩電機轉子與中空主軸合為一體，以減小軸系旋轉部分(X軸方向)轉動慣量，中空主軸為兩個端面放置用戶負載，采用這種布局可減輕整個軸系的重量，進一步減小Y軸方向的轉動慣量，同時又保證了中空軸系的旋轉精度，殼體的外表面焊接有上法蘭和下法蘭，用于與Y向主軸聯(lián)接，實現(xiàn)整體繞Y軸轉動的功能，可應用于航空航天、儀器儀表和慣性導航測試設備的標定和研制。
[0005]實現(xiàn)上述目的而采取的技術方案，包括中空主軸、殼體，所述殼體內(nèi)一端設有電機定子，電機定子內(nèi)設有永磁體，永磁體連接中空主軸，電機定子一端連接右外罩;所述殼體內(nèi)另一端設有角接觸球軸承對，角接觸球軸承對連接中空主軸，角接觸球軸承對一端設有鎖緊螺母、軸承端蓋，軸承端蓋外側設有左外罩。
[0006]有益效果
與現(xiàn)有技術相比本發(fā)明具有以下優(yōu)點。
[0007]I，將中空主軸和力矩電機的轉子合為一體，在中空主軸外徑的固定位置上開槽并嵌入永磁體，構成力矩電機轉子的功能；
2.力矩電機的定子外殼采用硬鋁合金，固定硅鋼片和線圈部分，同時也是其他元器件安裝的支撐部分；
3.將一對角接觸球軸承分別布置在力矩電機的另一端，通過軸承端蓋和鎖緊螺母分別壓緊角接觸球軸承外圈和內(nèi)圈，以便提高軸系的精度和剛度； 4.在殼體的外圓部分焊接有兩個法蘭，通過螺釘與外環(huán)軸系相互連接，實現(xiàn)整個中空軸系組件繞Y軸轉動。
【附圖說明】
[0008]下面結合附圖對本發(fā)明作進一步詳述。
[0009]圖1為本裝置結構剖面示意圖；
圖2為本裝置結構立體示意圖；
圖3為本裝置結構中立體示意圖。
【具體實施方式】
[00?0]本裝置包括中空主軸4、殼體5，如圖1所不，所述殼體5內(nèi)一端設有電機定子2，電機定子2內(nèi)設有永磁體3，永磁體3連接中空主軸4，電機定子2—端連接右外罩I;所述殼體5內(nèi)另一端設有角接觸球軸承對6，角接觸球軸承對6連接中空主軸4，角接觸球軸承對6—端設有鎖緊螺母7、軸承端蓋8，軸承端蓋8外側設有左外罩9。
[0011]所述電機定子2與殼體5間隙配合，并用螺釘在法蘭處固定，電機定子2的外殼以及法蘭部分采用硬鋁合金，以減輕電機組件的重量。
[0012]所述殼體5外表面焊接有上法蘭10和下法蘭11，用于聯(lián)接Y向軸系主軸，實現(xiàn)繞Y軸旋轉；用螺釘將用戶負載固定在中空主軸4的內(nèi)部，直徑的大小和中空主軸4的長度可根據(jù)負載大小和軸系精度稍作調(diào)整，如圖2所示。
實施例
[0013]—種大尺寸低慣量連續(xù)旋轉中空精密軸系，如圖1所示，包括:右外罩1、電機定子
2、永磁體3、中空主軸4、殼體5、角接觸球軸承對6、鎖緊螺母7、軸承端蓋8、左外罩9共同組成一個連續(xù)旋轉軸系組件。
[0014]殼體5內(nèi)部固定電機定子2和角接觸球軸承對6，并用軸承端蓋8壓緊軸承外圈；角接觸球軸承對6內(nèi)圈套在中空主軸4左端，并用鎖緊螺母7壓緊軸承內(nèi)圈，共同組成中空軸系O
[0015]中空主軸4右端外表面加工出大小相等的溝槽，并在溝槽內(nèi)鑲嵌相應大小及數(shù)量的永磁體3，構成無刷力矩電機的轉子部分，驅(qū)動中空主軸4旋轉，中空主軸4的另外一端放置在角接觸球軸承對6。
[0016]電機定子2與殼體5間隙配合，并用螺釘在電機定子法蘭處固定，電機定子2的外殼以及電機定子法蘭部分采用硬鋁合金，以減輕電機組件的重量，如圖3所示。
[0017]左外罩9和右外罩I分別用螺釘固定在殼體5上，以保護各種傳感器和支撐配重塊。
[0018]軸承端蓋8、左外罩9之間的空間可安裝角度編碼器，以實時測量軸系轉動的角度值;在右外罩I和中空主軸4之間的空間內(nèi)，可安裝導電滑環(huán)，以傳輸被測傳感器的測試信號。
[0019]殼體5外表面焊接有上法蘭10和下法蘭11，如圖2所示，用于聯(lián)接Y向軸系主軸，實現(xiàn)繞Y軸旋轉；用螺釘將用戶負載固定在中空主軸4的內(nèi)部，直徑的大小和中空主軸4的長度可根據(jù)負載大小和軸系精度稍作調(diào)整。
【主權項】
1.一種大尺寸低慣量連續(xù)旋轉的中空精密軸系，包括中空主軸(4)、殼體(5)，其特征在于，所述殼體(5)內(nèi)一端設有電機定子(2)，電機定子(2)內(nèi)設有永磁體(3)，永磁體(3)連接中空主軸(4)，電機定子(2)—端連接右外罩(I);所述殼體(5)內(nèi)另一端設有角接觸球軸承對(6)，角接觸球軸承對(6)連接中空主軸(4)，角接觸球軸承對(6)一端設有鎖緊螺母(7)、軸承端蓋(8)，軸承端蓋(8)外側設有左外罩(9)。2.根據(jù)權利要求1所述的一種大尺寸低慣量連續(xù)旋轉的中空精密軸系，其特征在于，所述電機定子(2)與殼體(5)間隙配合，并用螺釘在法蘭處固定，電機定子(2)的外殼以及法蘭部分采用硬鋁合金，以減輕電機組件的重量。3.根據(jù)權利要求1所述的一種大尺寸低慣量連續(xù)旋轉的中空精密軸系，其特征在于，所述殼體(5)外表面焊接有上法蘭(10)和下法蘭(11)，用于聯(lián)接Y向軸系主軸，實現(xiàn)繞Y軸旋轉；用螺釘將用戶負載固定在中空主軸(4)的內(nèi)部，直徑的大小和中空主軸(4)的長度可根據(jù)負載大小和軸系精度稍作調(diào)整。
【文檔編號】H02K7/00GK105958723SQ201610495067
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年6月29日
【發(fā)明人】劉喜平, 李科, 候偉欽
【申請人】九江精密測試技術研究所