专利名称：一种小型整体式挠性接头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种小型整体式挠性接头，作为一种敏感角速度的惯性器件应用
于微型动力调谐陀螺仪中。
背景技术：
挠性接头是动调陀螺仪的关键部件，又称挠性支承，由平衡环、一对内挠性杆和一 对外挠性杆组成，内挠性杆将陀螺仪平衡环与驱动轴联系起来，外挠性杆将平衡环与转子 联系起来。挠性接头传递驱动轴加给陀螺转子的旋转力矩，使陀螺转子绕内、外扭杆具有转 动自由度，平衡环所产生的动力补偿力矩可以抵消挠性杆的正弹性力矩。2005年第三期的 《航天制造技术》发表的《挠性接头刚度的有限元刚度计算》指出挠性接头角位移刚度计算 的准确程度直接影响着调谐陀螺仪的设计，可以把挠性杆等效为某种杆件，对它进行抗弯 或抗扭的刚度计算，对于变截面的挠性杆刚度计算采用积分或有限元分析的方法计算。 林士鄂编著的《动力调谐陀螺仪》 一书指出挠性接头应有足够的强度和刚度，以 保证在线加速、振动、冲击情况下转子质心不偏离支承中心，应具有尽可能低的角位移刚度 K。、尽可能高的品质因数Fm，减小正交漂移系数，满足陀螺仪精度要求。挠性接头材料的选 取直接影响挠性接头的刚度和耐力学环境能力，可以把材料的许用应力对弹性模量的比值 当作材料的质量指标，应从这几个方面考虑材料的稳定性，对于惯导级陀螺仪，要求变形 的稳定值范围为(1 10) X 10—6 ;具有高的许用应力〔o 〕，以便在一定承载能力下使接头尺 寸为最小；具有低的弹性模量E，弹性模量温度系数要低，要求为恒弹性材料；材料的阻尼 系数S要小，常用材料为弹性合金马氏体时效钢。 目前获得广泛应用的挠性接头多为分离式结构，其平衡环、内、外挠性杆单独加 工，然后采用胶粘或焊接的方式联结在一起，组合时挠性杆容易受力变性，增大了正交漂移 系数，组合精度难于保证，定位与固定在工艺上仍有一定难度，组装应力使漂移系数稳定性 差，同时可靠性降低，将影响陀螺仪耐力学环境能力。
实用新型内容本实用新型的技术解决问题是本实用新型提供了一种小型整体式挠性接头，该 接头由一块弹性材料制作而成，体积小、结构简单，避免了内、外挠性接头的焊接环节，提高 了挠性接头的加工精度，从而提高了陀螺仪的测量精度。 本实用新型的技术解决方案为一种小型整体式挠性接头，由整体弹性材料制成， 包括上环、平衡环和下环三部分，上环为法兰盘结构，法兰盘中心加工成一个带有螺纹的内 孔，平衡环为筒状结构，平衡环的外壁均布四对直径相同的通孔，每对通孔之间互呈90度 分布，其中第一对通孔与第三对通孔沿平衡环的轴线呈180度对称，第二对通孔与第四对 通孔沿平衡环的轴线呈180度对称，第一对通孔两孔之间的圆心连线和第三对通孔两孔之 间的圆心连线与平衡环轴向之间的夹角均为负45度，第二对通孔两孔之间的圆心连线和 第四对通孔两孔之间的圆心连线与平衡环轴向之间的夹角均为负45度，四对通孔两孔之间各形成一组细径，第一对通孔中的第一通孔与第三对通孔中的第六通孔之间、第一对通
孔中的第二通孔与第三对通孔中的第五通孔之间、第二对通孔中的第三通孔与第四对通孔
中的第八通孔之间、第二对通孔中的第四通孔与第四对通孔中的第七通孔之间均通过通槽
相连通，下环为"T"型结构，下环的中心加工有内螺纹用于和动调陀螺仪的电机驱动轴联
结，外部加工有外螺纹用于和动调陀螺仪的限制环联结。 所述细径的宽度为0. 03mm。 所述通槽的宽度为0. 35mm。 所述四对通孔的直径为3mm。 本实用新型与现有技术相比的优点在于与分离式挠性接头相比，本实用新型由 一块弹性材料加工而成，将平衡环、上环、下环固联在一起，避免了上、下挠性接头的焊接环 节，解决了挠性接头加工难度大，精度难保证，耐力学环境能力差，结构复杂的问题，可以减 小正交漂移系数，提高漂移系数稳定性，将本实用新型应用于动力调谐陀螺仪，可以使动力 调谐陀螺仪的外型尺寸由原来的小40X58mm縮小为小28 X 34mm，并且可以减少装配误差， 縮短陀螺仪的加工周期，提高陀螺仪正交漂移系数的稳定性和耐力学环境能力。
图1为本实用新型小型挠性接头的主视图； 图2为图1的剖面图； 图3为图1的剖面图，截取剖面与图2相差90。； 图4为本实用新型平衡环部分的侧面展开图； 图5为本实用新型小型挠性接头的俯视图。
具体实施方式
如图1、2、3所示，小型挠性接头由整体弹性材料制成，其结构包括上环1、平衡环2 和下环3三部分组成，平衡环2为筒状结构，内部用于放置平衡平衡环，平衡环2外壁均布 四对通孔4，每对通孔之间互呈90度分布，每个通孔的直径为小3mm。如图4所示，四对通 孔4分别为第一通孔401、第二通孔402、第三通孔403、第四通孔404、第五通孔405、第六通 孔406、第七通孔407、第八通孔408，其中第一通孔401与第二通孔402作为第一对通孔， 第三通孔403与第四通孔404作为第二对通孔，第五通孔405与第六通孔406作为第三对 通孔，第七通孔407与第八通孔408作为第四对通孔，其中第一对通孔与第三对通孔沿平衡 环的轴线呈180度对称，第二对通孔与第四对通孔沿平衡环的轴线呈180度对称，第一对通 孔与第二对通孔、第二对通孔与第三对通孔、第三对通孔与第四对通孔、第四对通孔与第一 对通孔相互垂直。其中第一通孔401与第二通孔402两孔之间的圆心连线和第五通孔405 与第六通孔406两孔之间的圆心连线与平衡环轴向之间的夹角均为135度，并在两孔之间 形成一组0. 03mm宽度的细径5，其中第三通孔403与第四通孔404两孔之间的圆心连线和 第七通孔407与第八通孔408两孔之间的圆心连线与平衡环轴向之间的夹角均为负45度， 并在两孔之间形成一组0. 03mm宽度的细径5，四对通孔4共形成四组细径5，四组细径5中 相临的两组互呈90。，由于每组细径均与平衡环2的轴向斜置45。，可同时承受径向及轴 向载荷，相邻两组细颈垂直分布，可使陀螺转子绕相互正交的两个轴转动，使陀螺仪具有两 个自由度。四对通孔中每两个通孔通过一个宽度为0. 35mm的通槽6相连通，其中第一通孔401与第六通孔406相连通，第二通孔402与第五通孔405相连通，第三通孔403与第八通 孔408相连通，第四通孔404与第七通孔407相连通，本实用新型的这种设计结构可以减小 陀螺仪正交漂移系数，降低动态误差，更好的保证陀螺仪的耐力学环境能力。如图5所示， 上环为一个法兰盘结构，法兰盘中心加工成一个用于安装陀螺仪静平衡螺帽的内孔，内孔 加工有M5螺纹，法兰盘四周均布加工12个小1.4mm通孔，并将任意四个互成90度的通孔 加工成沉头孔用于和陀螺仪飞轮联结。如图2和图3所示，下环为"T"型结构，下环的外圆 加工成M8螺纹，用于和动调陀螺仪的限制环联结，内孔加工有Ml. 6螺纹，用于和动调陀螺 仪的电机驱动轴联结。 小型整体式挠性接头材料采用铌基无磁性恒弹制成，该材料由钢铁研究总院生
产，通常使用3J33，材料弹性模量E较小，为1X107 1. 15Xl(fg/mn^，减小了挠性接头
角位移刚度K。，提高了挠性接头的灵敏度，陀螺仪正交漂移系数小于4(。 )/h/g，本实用
新型由于避免了内、外挠性接头组合环节，可以提高陀螺仪耐力学环境能力，陀螺仪耐冲
击大于50g，耐过载大于40g，耐随机振动大于6g。本实用新型的挠性接头外形尺寸为
小8. 5X9. 5mm，为设计小型化陀螺仪提供可行性。 本实用新型未详细描述内容为本领域技术人员公知技术。
权利要求一种小型整体式挠性接头，其特征在于由整体弹性材料制成，包括上环(1)、平衡环(2)和下环(3)三部分，上环(1)为法兰盘结构，法兰盘中心加工成一个带有螺纹的内孔，平衡环(2)为筒状结构，平衡环(2)的外壁均布四对直径相同的通孔(4)，每对通孔之间互呈90度分布，其中第一对通孔与第三对通孔相对平衡环(2)的轴线呈180度对称，第二对通孔与第四对通孔相对平衡环(2)的轴线呈180度对称，第一对通孔两孔之间的圆心连线和第三对通孔两孔之间的圆心连线与平衡环(2)轴向之间的夹角均为135度，第二对通孔两孔之间的圆心连线和第四对通孔两孔之间的圆心连线与平衡环(2)轴向之间的夹角均为45度，四对通孔两孔之间各形成一组细径(5)，第一对通孔中的第一通孔(401)与第三对通孔中的第六通孔(406)之间、第一对通孔中的第二通孔(402)与第三对通孔中的第五通孔(405)之间、第二对通孔中的第三通孔(403)与第四对通孔中的第八通孔(408)之间、第二对通孔中的第四通孔(404)与第四对通孔中的第七通孔(407)之间均通过通槽(6)相连通，下环(3)为“T”型结构，下环(3)的中心加工有内螺纹用于和动调陀螺仪的电机驱动轴联结，外部加工有外螺纹用于和动调陀螺仪的限制环联结。
2. 根据权利要求l所述的一种小型整体式挠性接头，其特征在于所述细径(5)的宽 度为0. 03mm。
3. 根据权利要求l所述的一种小型整体式挠性接头，其特征在于所述通槽(6)的宽 度为0. 35mm。
4. 根据权利要求1所述的一种小型整体式挠性接头，其特征在于所述四对通孔(4) 的直径为3mm。
专利摘要小型整体式挠性接头，由整体弹性材料制成，包括上环、平衡环和下环三部分，上环为法兰盘结构，平衡环为筒状结构，平衡环的外壁均布四对直径相同的通孔，每对通孔之间互呈90度分布，第一对通孔两孔之间的圆心连线和第三对通孔两孔之间的圆心连线与平衡环轴向之间的夹角均为负45度，第二对通孔两孔之间的圆心连线和第四对通孔两孔之间的圆心连线与平衡环轴向之间的夹角均为负45度，四对通孔两孔之间各形成一组细径，其中两孔之间由通槽相连通，下环为“T”型结构。本实用新型避免了内、外挠性接头的焊接环节，解决了挠性接头加工难度大，精度难保证，耐力学环境能力差，结构复杂的问题，可以减小正交漂移系数，提高漂移系数稳定性。
文档编号G01C19/16GK201548232SQ200920173138
公开日2010年8月11日 申请日期2009年8月26日 优先权日2009年8月26日
发明者关宇美, 刘朝霞, 孙奎强, 张敏红, 朱佩霞, 楚贤, 胡宝余, 蒋苏丹, 褚小青, 邹琪 申请人:北京航天控制仪器研究所