专利名称：蜗杆—行星齿轮组合传动的电动执行器的制作方法
蜗杆一行星齿轮组合传'动的电动执行器
本发明为仪表业的一种执行系统，适用于对阀门的精确控制。 当前的电动执行器有几种类型国产的DKJ系列采用直齿轮传动作前置 减速，主减速为K一H—V少齿差行星齿轮传动，体积大，传动比选择范围相 对较小，不能直接采集负荷力矩等参数，其功能提升空间受限。与德国PS 系列同类的电动执行器仍采用直齿轮传动作前置减速，而以3K型行星齿轮 传动作为主减速级，其内齿轮外沿为蜗轮(实际为斜齿轮)，由一蜗杆限位， 蜗杆轴向由碟簧支撑，通过蜗杆的轴向位移传感负荷力矩等参数，但传动比 选择范围并没有充分改善，加之固联于蜗杆的手轮受到蜗轮支撑方式的限 制，当负荷力矩超过1000Nm后，其手动功能基本丧失，所以输出力矩受限。 韩国的H Q系列前置减速和主减速级均采用蜗杆传动，由于其总的减速比仍 不足，当负荷力矩超过1000Nm后，需要联接附加减速增力装置，全行程时 间成倍增加，形成突变，结构也不紧凑。近年来德国推出的SIP0S 5 Flash 采用了电机变频技术，减速比约在1000 32000范围，其传动配置方法是蜗 杆一一级至二级直齿一蜗杆，功能大增，但是这些增加的功能并不都是必要 的或用处很大的，且由于减速级数的增加，整机尺寸在某一方向变得很大。 本发明的目的是在不增加减速级数或附加装置的条件下，满足执行器需
要的所有传动减速要求，突出接口功能，而不增加同等输出力矩的执行器的 尺寸和体积。
发明以蜗杆传动作前置减速，2K—H型少齿差行星齿轮传动作主减速级。 蜗杆轴向采用碟簧支撑，随着力矩负荷的变化，传递到蜗杆的轴向力也将改 变，支撑蜗杆的碟簧的变形使蜗杆轴向发生一定范围的位移，位移量被传感， 便可检测负荷力矩(如
图1)。蜗杆还可以设置其他传感接口。电机在一端驱 动蜗杆转动，与蜗杆啮合的蜗轮固联于2K—H型少齿差行星齿轮系的偏心轴， 经过蜗杆副减速的偏心轴带动行星齿轮系的双联行星齿轮运动，该双联齿轮 分别与固定齿轮和输出齿轮啮合，这两对啮合可以通过各种齿配、齿差、模 数等的组合变化，充分有效地保障与输出齿轮固联的输出轴以最被认可的转
速驱动阀门(如图2)。由输出轴向控制系统提供角位移信号。蜗杆的另一端 通过离合装置与手轮或备用电机相联系。这种电动执行器的工作方式可参见 图1和图2。
图1为电动执行器的力矩传感接口示意。1.传力套筒2.碟簧3蜗杆4. 位移传感头5.导向键
图2为电动执行器的传动工作原理。l.转角信号接口 2.蜗轮及偏心轴 3.双联行星齿轮4.内齿轮5.机壳6.力矩输出端
根据执行器全行程时间随着输出力矩的增大而延长的原则，运用2K—H 型少齿差行星齿轮系作主减速级可充分覆盖实际需要的力矩对于这级减速 比的要求，而本发明前置减速级仍选用具有较大传动比的蜗杆副，其作用除 上面提到的传感力矩信号，还因减弱了双联齿轮的公转运动，避免了为消除 这种运动产生震动增设配重，此外还增加了自锁功能。
本发明的优点在于
1、 具有接口和自锁之便、且减速比较大的蜗杆系与传动比变化范围大
而结构又紧凑的2K—H型少齿差行星系行星的组合传动使执行器设计所要求 的"便于精确控制"、和"适当的输出转速"之特点得以充分体现，赋予了 产品功能扩展和提升的空间。
2、 利用本发明延伸产品时，只需要对齿配、齿差、模数等作适当变化， 在强度原则下确定相关参数。由于不涉及减速级数的变化，减速比易于设置 得更精准，构件资源利用更合理，过程亦简化。体积、尺寸小，构件数量减 少，无论生产成本还是延伸开发成本都有明显降低。
3、 同系列产品结构一致性好。
权利要求
1、一种由蜗杆-行星齿轮组合传动的电动执行器。电机驱动前置减速级的蜗杆转动，与蜗杆啮合的蜗轮驱动作为主减速级的2K-H型少齿差行星齿轮系的偏心轴。其特征是在由碟簧作轴向支撑的蜗杆轴上设置和扩展执行器的各种接口，蜗轮与主减速级直联。
2、 一种用于电动执行器的由蜗杆一行星齿轮组合的传动体系。 其特征是以2K—H型少齿差行星齿轮系作该电动执行器的主减速级 联系前置减速级和输出轴。
全文摘要
蜗杆-行星齿轮组合传动的电动执行器以蜗杆传动作前置减速，2K-H型少齿差行星齿轮传动作主减速级。轴向采用碟簧支撑的蜗杆轴上设置传感接口。电机驱动蜗杆转动，与蜗杆啮合的蜗轮固联于主减速级的偏心轴，偏心轴带动行星齿轮系的双联行星齿轮运动，该双联齿轮分别与固定齿轮和输出齿轮啮合，通过各种齿配、齿差、模数等的组合变化，可保障输出轴以最被认可的转速驱动阀门，满足仪表业中对阀门的精确控制。不因力矩的变化而增加减速级数或附加装置，突出接口功能，结构简单紧凑。
文档编号F16H1/28GK101109428SQ20061005445
公开日2008年1月23日 申请日期2006年7月17日 优先权日2006年7月17日
发明者刘仲刚 申请人:重庆工业自动化仪表研究所