一种微型水下航行器舵轴无隙传动装置的制作方法

本发明涉及水下航行器领域，尤其是一种水下航行器的间隙消除装置，适用于小空间体积结构条件下微型舵机与舵轴的无隙传动。

背景技术：

舵机是水下航行器控制系统的执行机构，它可根据控制系统的输出指令操纵舵面转动，控制水下航行器按预定的弹道和要求实现稳定航行。操舵精度是舵机的一项重要技术指标，而舵机与舵轴的装配间隙(传动间隙)是舵传动中的最后一级，无法消除，直接影响舵机的操舵精度。由于微型水下航行器由于结构空间有限，舵轴尺寸小(3mm的方轴),即使0.1mm的配合间隙，对操舵精度影响达到2°以上，舵机与舵轴的传动间隙是影响操舵精度的一个重要的非线性因素，对水下航行器的性能有较大影响。因此设计一种舵轴无隙传动装置，对于微型水下航行器稳定航行具有重要的意义。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种微型水下航行器舵轴无隙传动装置。为了消除微型水下航行器舵机与舵轴的传动间隙，保证舵机的操舵精度满足控制系统的控制精度要求。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种微型水下航行器舵轴无隙传动装置，包括舵机输出轴(1)、舵轴(2)、胀紧螺钉(3)和壳体(4)；所述胀紧螺钉(3)的螺帽与螺纹之间设置有一个斜锥面，舵轴(2)为方轴，方轴中间设有一个螺纹盲孔，方轴顶端与螺纹盲孔相连接的一端为一个斜锥面；胀紧螺钉(3)的一段拧入舵轴(2)的螺纹盲孔中，舵轴(2)和胀紧螺钉(3)一起穿过微型水下航行器壳体(4)和舵机输出轴(1)，当拧紧胀紧螺钉(3)时，产生轴向位移，胀紧螺钉(3)的斜锥面挤压舵轴(2)的斜锥面，舵轴(2)的方轴在胀紧螺钉(3)挤压力的作用下使舵轴(2)的方轴产生变形，尺寸变大，从而消除舵机输出轴(1)与舵轴(2)的装配间隙，实现舵机输出轴(1)和舵轴(2)的无隙传动。

所述舵轴(2)的斜锥面的锥度与胀紧螺钉(3)的斜锥面的锥度相等。

所述舵轴(2)和胀紧螺钉(3)的斜锥面的倾斜度为50°±1°。

所述舵轴(2)的方槽位于方轴顶端横截面所在正方形的一个对角线上，方槽的宽度为0.4mm，方槽的深度为10mm。

本发明的有益效果在于由于采用锥孔胀套的连接形式，依靠胀紧螺钉使舵轴方轴的配合尺寸变大，消除舵机输出轴与舵轴的传动间隙，解决了小空间结构体积条件下微型水下航行器舵轴的装配间隙，保证舵机的操舵精度满足控制系统的控制精度要求。该结构形式在保证产品小型化特点的同时，具有安装定位方便、结构简单、可靠性高等优点，具有重要的经济和实用价值。

附图说明

图1为本发明微型水下航行器舵轴无隙传动装置的装配外形图。

图2为本发明微型水下航行器舵轴无隙传动装置的三维装配结构图。

图3为本发明的胀紧螺钉的尺寸图。

图4本发明舵轴的尺寸图。

其中：1-舵机输出轴；2-舵轴；3-胀紧螺钉；4-壳体。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

本发明提出的一种微型水下航行器舵轴无隙传动装置，采用锥孔胀套的连接形式，依靠胀紧螺钉使舵机输出轴方轴的配合尺寸变大，消除舵机输出轴与舵轴的传动间隙

一种微型水下航行器舵轴无隙传动装置结构示意图如图1、2所示。一种微型水下航行器舵轴无隙传动装置，包括舵机输出轴(1)、舵轴(2)、胀紧螺钉(3)和壳体(4)；所述胀紧螺钉(3)的螺帽与螺纹之间设置有一个斜锥面，舵轴(2)为方轴，方轴中间设有一个螺纹盲孔，方轴顶端与螺纹盲孔相连接的一端为一个斜锥面；胀紧螺钉(3)的一段拧入舵轴(2)的螺纹盲孔中，舵轴(2)和胀紧螺钉(3)一起穿过微型水下航行器壳体(4)和舵机输出轴(1)，当拧紧胀紧螺钉(3)时，产生轴向位移，胀紧螺钉(3)的斜锥面挤压舵轴(2)的斜锥面，舵轴(2)的方轴在胀紧螺钉(3)挤压力的作用下使舵轴(2)的方轴产生变形，尺寸变大，从而消除舵机输出轴(1)与舵轴(2)的装配间隙，实现舵机输出轴(1)和舵轴(2)的无隙传动。

所述舵轴(2)的斜锥面的锥度与胀紧螺钉(3)的斜锥面的锥度相等。

所述舵轴(2)和胀紧螺钉(3)的斜锥面的倾斜度为50°±1°。

所述舵轴(2)的方槽位于方轴顶端横截面所在正方形的一个对角线上，方槽的宽度为0.4mm，方槽的深度为10mm。

舵机输出轴为方孔，在其中间加工有方孔与舵轴配合；舵轴与舵机输出轴连接配合处为方轴，在方轴中间加工有螺纹孔，螺纹孔深度为10mm，螺纹孔的端部加工有50°锥形孔，在舵轴的对角线方向加工有宽度为0.4mm的方槽，其深度与螺纹孔深度一致，方轴的对称度为0.02；胀紧螺钉为方形头部带50°锥面的螺钉。具体实施时，先将舵机安装在微型水下航行器的壳体(4)中，将胀紧螺钉(3)拧入舵轴(2)，使胀紧螺钉(3)和舵轴(2)的锥面接触，但不能使舵轴账套变形，再将装配有胀紧螺钉(3)的舵轴(2)从微型水下航行器的壳体(4)外装入舵机输出轴(1)的方孔中，依靠舵轴的台阶面定位，然后拧紧胀紧螺钉(3)，随着胀紧螺钉(3)的逐渐拧入，胀紧螺钉(3)的锥面挤压舵轴(2)的锥面，由于舵轴(2)对角线处加工有方槽，使舵轴(2)方轴的尺寸配合变大，依靠舵轴(2)方轴的变形消除舵机输出轴(1)和舵轴(2)的配合间隙，实现舵机输出轴(1)和舵轴(2)的无隙传动。该连接方式可限制舵轴的轴向自由度，减小舵轴的安装尺寸，特别适合小空间结构体积的微型水下航行器舵机舵轴的无隙传动。

技术特征：

1.一种微型水下航行器舵轴无隙传动装置，其特征在于：

所述微型水下航行器舵轴无隙传动装置，包括舵机输出轴(1)、舵轴(2)、胀紧螺钉(3)和壳体(4)；所述胀紧螺钉(3)的螺帽与螺纹之间设置有一个斜锥面，舵轴(2)为方轴，方轴中间设有一个螺纹盲孔，方轴顶端与螺纹盲孔相连接的一端为一个斜锥面；胀紧螺钉(3)的一段拧入舵轴(2)的螺纹盲孔中，舵轴(2)和胀紧螺钉(3)一起穿过微型水下航行器壳体(4)和舵机输出轴(1)，当拧紧胀紧螺钉(3)时，产生轴向位移，胀紧螺钉(3)的斜锥面挤压舵轴(2)的斜锥面，舵轴(2)的方轴在胀紧螺钉(3)挤压力的作用下使舵轴(2)的方轴产生变形，尺寸变大，从而消除舵机输出轴(1)与舵轴(2)的装配间隙，实现舵机输出轴(1)和舵轴(2)的无隙传动。

2.根据权利要求1所述的一种微型水下航行器舵轴无隙传动装置，其特征在于：

所述舵轴(2)的斜锥面的锥度与胀紧螺钉(3)的斜锥面的锥度相等。

3.根据权利要求1所述的一种微型水下航行器舵轴无隙传动装置，其特征在于：

所述舵轴(2)和胀紧螺钉(3)的斜锥面的倾斜度为50°±1°。

4.根据权利要求1所述的一种微型水下航行器舵轴无隙传动装置，其特征在于：

所述舵轴(2)的方槽位于方轴顶端横截面所在正方形的一个对角线上，方槽的宽度为0.4mm，方槽的深度为10mm。

技术总结
本实用新型提供了一种微型水下航行器舵轴无隙传动装置，舵轴和胀紧螺钉一起穿过微型水下航行器壳体和舵机输出轴，当拧紧胀紧螺钉时，产生轴向位移，胀紧螺钉的斜锥面挤压舵轴的斜锥面，舵轴的方轴产生变形，从而消除舵机输出轴与舵轴的装配间隙，实现舵机输出轴和舵轴的无隙传动。本实用新型由于采用锥孔胀套的连接形式，依靠胀紧螺钉使舵轴方轴的配合尺寸变大，消除舵机输出轴与舵轴的传动间隙，解决了小空间结构体积条件下微型水下航行器舵轴的装配间隙，保证舵机的操舵精度满足控制系统的控制精度要求，该结构形式在保证产品小型化特点的同时，具有安装定位方便、结构简单、可靠性高等优点，具有重要的经济和实用价值。

技术研发人员：王俊昌;赵培东;杨宏凯
受保护的技术使用者：中国船舶重工集团公司第七0五研究所
技术研发日：2019.11.20
技术公布日：2020.08.04