专利名称：高精密气体润滑轴系驱动系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种高精密气体润滑回转轴系的驱动系统，其采用滚动摩擦代替滑动摩擦的连接方式，可有效降低驱动电机对精密回转轴系侧向力的影响，为高精密气体润滑轴系提供良好的驱动方式。
背景技术：
气体润滑轴系，是用气体作为润滑剂的滑动轴系。由于采用空气介质，遵循误差平均化原理，以低的制造精度获取高的回转精度，其制造精度可以比工作时要求的回转精度低一个数量级。但是，由于其径向承载能力较差，对驱动方式要求较高。由于驱动部件与轴系转子的同心误差和驱动电机的震动会对气体润滑轴系产生一定的侧向力，一旦驱动系统设计不理想，就会把侧向力传递给回转轴系，导致轴系回转精度下降，从而降低回转轴系的整体性能。因此，为了降低驱动系统侧向力对气体润滑轴系回转精度的影响，轴系驱动系统的设计至关重要。目前，常用的气体润滑轴系驱动结构主要有以下几种1.采用波纹管等弹性联轴器连接电机与气体润滑轴系。此方法利用联轴器的柔性连接吸收侧向力对轴系回转精度的影响。但是，柔性连接方式，会导致轴系转动速率不均勻，当联轴器偏摆大于一定程度时，轴系会受到一定的侧向力影响，回转精度下降；2.采用同步带和同步齿轮连接电机与气体润滑轴系。弹性同步带的使用，可以在一定程度上吸收电机振动对轴系的影响，但同步带安装时会存在一定的预紧力，这导致轴系在任何时刻都存在一定的侧向力，极大地影响回转精度。此外，该结构形式要求与轴系连接的同步齿轮需要与轴系转子精密同心，否则电机的回转运动将会不均勻的传递给轴系， 从而影响轴系的回转精度；3.采用分体式电机的方式。此方案将驱动轴系的电机转子与轴系转动部件固连或制作为一体，将电机定子均勻的安装在轴系四周，直接驱动轴系转动部件。该方法克服了其他方法存在的侧向力问题，但对轴系的设计、加工提出了更高的要求，特别是对电机定子部分的安装提出了非常高的要求，对于大型轴系实现较为困难。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种避免驱动电机震动和侧向力对空气润滑轴系回转精度影响的高精密气体润滑轴系驱动系统。实现本实用新型目的的技术方案一种高精密气体润滑轴系驱动系统，它包括驱动电机、拨杆、拨轮和连接法兰；所述的连接法兰底部开有一个宽度与拨轮直径相配合的滑槽，拨轮嵌入滑槽内，并且拨轮可在滑槽中间滚动；拨杆上端轴固定在拨轮中心，拨杆下端与驱动电机的输出轴连接。如上所述的一种高精密气体润滑轴系驱动系统，其所述的拨轮为内外环双层结构，在内环和外环之间嵌有滚珠或滚子，使得内环和外环之间可自由发生相对转动，拨轮的外环与滑槽侧壁接触。如上所述的一种高精密气体润滑轴系驱动系统，其在拨轮内部中心带有中心孔， 中心孔与拨杆上端轴过盈配合连接。本实用新型的效果在于本实用新型针对以往驱动方式所带来的侧向力对气体润滑轴系的影响，提出采用一种转动机构拨动轴系转子的连接方式，将滑动摩擦转换为滚动摩擦以减小驱动系统对轴系的侧向力。本实用新型通过拨轮机构连接驱动电机和轴系转子，利用滚动摩擦代替滑动摩擦，来达到减小驱动系统对气体润滑轴系侧向力的影响，进而达到提高气体润滑轴系回转精度的目的。采用拨轮机构的气体润滑轴系，其径向回转精度达到0. 02 μ m,已达到国际同类产品的先进水平。
图1为气体润滑轴系驱动系统结构示意图；图2为连接法兰结构示意图；图3为拨轮结构示意图。图中1-驱动电机；2-拨杆；3-拨轮；4-连接法兰；5-气体润滑轴系；6_外环； 7-滚子；8-内环；9-中心孔；10-滑槽。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型所述的高精密气体润滑轴系驱动系统作进一步描述。如图1所示，本实用新型所述的气体润滑轴系驱动系统主要由驱动电机1、拨杆2、 拨轮3和连接法兰4构成。连接法兰4连接在气体润滑轴系的转子上，在连接法兰4底部有一个宽度与拨轮3直径相配合的滑槽10 (如图2所示)，拨轮3可在滑槽10中间滚动。 拨杆2的上端轴与拨轮3的中心孔9过盈配合连接，拨杆2的另一端与驱动电机1的输出轴连接，可将驱动电机的转动传递给拨轮3。如图3所示，拨轮3是分为内外两层的滚轮结构，如内外双环滚动轴承结构，内环8 与外环6之间通过滚珠或滚子7或通过润滑液体进行接触连接，以保证内环8和外环6两层结构之间可自由发生相对转动。当外环6受到径向力作用时，可与内环8发生相对转动。 在拨轮3内部中心留有中心孔9与拨杆2上端轴过盈配合连接，外环6与连接法兰4的滑槽10侧壁接触。在没有侧向力的理想工作状态下，驱动电机1与被驱动的气体润滑轴系5的回转轴线理想重合，驱动电机1转动，通过拨杆2带动拨轮3以驱动电机1的回转轴线为中心做圆周运动。安装时，拨轮3嵌入连接法兰4的滑槽内，拨轮外圆与连接法兰4底部的滑槽10 侧壁接触。当拨轮3做圆周运动时，通过外圆与滑槽10侧壁的接触点施加给连接法兰4切向作用力。连接法兰4与气体润滑轴系5采用法兰连接，当连接法兰4由于拨轮3切向作用力转动的同时，带动气体润滑轴系一起转动，从而完成从驱动电机1到气体润滑轴系5的传动过程。[0022] 而在实际工作情况下，由于驱动电机1与被驱动的气体润滑轴系5存在安装的偏心误差，导致拨轮3与连接法兰4的接触点在圆周运动中不断变化，从而由于摩擦力作用导致拨轮3对连接法兰4的作用力并不为理想的切线方向，即产生所谓的侧向力影响，进而在气体润滑轴系5的径向方向存在侧向力影响，导致其径向回转精度下降。本实用新型中拨轮3采用双层回转结构，当存在拨轮3与连接法兰4的接触点发生变化时，通过两层回转结构的相对转动，将拨轮3在滑槽10内的运动为滚动。这样，由拨轮3对连接法兰4的径向作用力为滚动摩擦力而非滑动摩擦力，从而大大降低了气体润滑轴系5所受到的径向作用力，即侧向力影响，达到提高轴系径向回转精度的目的。
权利要求1.一种高精密气体润滑轴系驱动系统，其特征在于它包括驱动电机(1)、拨杆O)、拨轮C3)和连接法兰；所述的连接法兰(4)底部开有一个宽度与拨轮C3)直径相配合的滑槽(10)，拨轮(3)嵌入滑槽(10)内，并且拨轮(3)可在滑槽(10)中间滚动；拨杆(2)上端轴固定在拨轮⑶中心，拨杆⑵下端与驱动电机(1)的输出轴连接。
2.根据权利要求1所述的一种高精密气体润滑轴系驱动系统，其特征在于所述的拨轮C3)为内外双环结构，在内环(8)和外环(6)之间嵌有滚珠或滚子(7)，使得内环(8)和外环(6)之间可自由发生相对转动，拨轮(3)的外环(6)与滑槽(10)侧壁接触。
3.根据权利要求2所述的一种高精密气体润滑轴系驱动系统，其特征在于在拨轮(3) 内部中心带有中心孔(9)，中心孔(9)与拨杆( 上端轴过盈配合连接。
专利摘要本实用新型提供一种高精密气体润滑轴系驱动系统，它包括驱动电机、拨杆、拨轮和连接法兰；所述的连接法兰底部开有一个宽度与拨轮直径相配合的滑槽，拨轮嵌入滑槽内，并且拨轮可在滑槽中间滚动；拨杆上端轴固定在拨轮中心，拨杆下端与驱动电机的输出轴连接。本实用新型通过拨轮机构连接驱动电机和轴系转子，利用滚动摩擦代替滑动摩擦，来达到减小驱动系统对气体润滑轴系侧向力的影响，进而达到提高气体润滑轴系回转精度的目的。
文档编号F16H21/12GK201953932SQ201020605759
公开日2011年8月31日 申请日期2010年11月15日 优先权日2010年11月15日
发明者刘哓旭, 印朝辉, 张铁犁, 王兵 申请人:北京航天计量测试技术研究所