一種空間全滾動凸輪彈簧式?jīng)_擊機構的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及一種凸輪彈黃式?jīng)_擊機構。
【背景技術】
[0002] 沖擊機構是空間沖擊-回轉(zhuǎn)型鉆采取樣系統(tǒng)的重要組成部分，在空間鉆采取樣中 其沖擊作用是一種往復沖擊運動，能夠提供鉆具對巖石的破碎能力。
[0003] 目前常用的沖擊機構一般常采用液壓、氣動、電磁等沖擊方式，在結構上一般采用 獨立轉(zhuǎn)遷機構，利用活塞運動實現(xiàn)沖擊，并且通常都具有防空打和緩沖的機構。運類沖擊機 構常用于道路、橋梁、煤礦、石油等鉆探工作中，具有單次沖擊力大、可有效進行巖石等的開 鑿。但也存在如下不足：
[0004] (1)液壓、氣動類的沖擊機構對密封的要求嚴格，使用不當容易造成油液或者氣體 泄漏，對環(huán)境和樣品造成污染。同時由于引入液壓、氣動等方式，難W適應深孔鉆取中真空 的要求，也難W適應高低溫變化的環(huán)境溫度。
[0005] (2)目前常用的沖擊機構大部分需要潤滑泥漿或者干粉等潤滑劑，為沖擊鉆進過 程提供潤滑和冷卻的作用，提高鉆進效率。潤滑劑的引入帶來了污染樣品的問題，無法適應 深空采樣中樣品無污染要求。
[0006] (3)目前常用的沖擊機構一般體積和重量都較大，難W滿足深空鉆取采樣要求鉆 機體積小、重量輕的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明要解決的技術問題是：克服現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供了一種空間全滾 動凸輪彈黃式?jīng)_擊機構，具有重量輕、效率高、耗能低、結構緊湊、適應性好、無污染、重復性 好的特點，用于解決空間環(huán)境中鉆取采樣的沖擊技術問題。
[000引本發(fā)明所采用的技術方案是：一種空間全滾動凸輪彈黃式?jīng)_擊機構，包括：沖擊 驅(qū)動組件、沖擊傳動組件；沖擊驅(qū)動組件包括主動齒輪；沖擊傳動組件包括上蓋、上殼體、 上滑動軸承、彈黃、重鍵、從動齒輪、從動齒輪用深溝球軸承、下殼體、滾子用深溝球軸承、滾 子、下滑動軸承、鋼墊、防扭轉(zhuǎn)深溝球軸承；主動齒輪與從動齒輪曬合，從動齒輪用深溝球軸 承安裝在從動齒輪下端面中屯、處的圓柱結構上，從動齒輪通過從動齒輪用深溝球軸承安裝 于下殼體上；滾子安裝在從動齒輪上端面的安裝座上，滾子用深溝球軸承安裝在滾子兩端， 重鍵外壁上有圓環(huán)形結構，圓環(huán)形結構下端面有與滾子配合的端面凸輪，圓環(huán)形結構下端 面通過鋼墊與上殼體進行定位，重鍵下端插入從動齒輪的中屯、孔內(nèi)，通過下滑動軸承定位， 下滑動軸承安裝在重鍵下端和從動齒輪之間，重鍵上端插入上蓋下端面的圓筒結構內(nèi)，通 過上滑動軸承定位，上滑動軸承安裝在上蓋下端面的圓筒結構內(nèi)且位于重鍵和上蓋之間； 彈黃套在上蓋下端面的圓筒結構上，一端固定在重鍵的圓環(huán)形結構上端面上，另一端固定 在上蓋上；上蓋安裝在上殼體的上端，上殼體下端固定在下殼體上；重鍵圓環(huán)形結構的外 側(cè)有連接軸，防扭轉(zhuǎn)深溝球軸承安裝在連接軸上，防扭轉(zhuǎn)深溝球軸承安裝于上殼體的配合 槽內(nèi)。
[0009] 所述沖擊驅(qū)動組件還包括電機軸端墊片、減速器、電機；電機與減速器連接，減速 器固定在下殼體上，減速器的輸出軸穿過主動齒輪的中屯、，電機軸端墊片安裝在主動齒輪 上端面中屯、處，并通過螺釘固定在輸出軸的一端。
[0010] 所述重鍵上包括兩個相同的端面凸輪；所述端面凸輪的端面凸輪曲線包括升程階 段和回程階段，i=0°~150°時為端面凸輪的升程階段，i=150°~180°時為端面凸 輪的回程階段；
[0011] 其中，升程階段包括第一正弦加速度運動曲線、等速運動曲線、第二正弦加速運動 曲線；
[0012] 所述第一正弦加速度運動曲線符合如下公式：
[0014] 所述等速運動曲線符合如下公式：
[0016] 所述第二正弦加速度運動曲線符合如下公式：
[0018] 回程階段包括如下兩條直線，公式如下：
[0019] r二15mm
[0020] Omm < y<15mm i二JT ;
[0021] 其中，i為端面凸輪的展開角，y為端面凸輪位移，端面凸輪曲線距離重鍵上圓環(huán) 形結構近的一端端點處為i= 0°位置。
[0022] 所述從動齒輪用深溝球軸承有兩個。
[0023] 所述沖擊傳動組件還包括上滑動軸承擋圈、從動齒輪用深溝球軸承擋圈、從動齒 輪用深溝球軸承內(nèi)套筒、從動齒輪用深溝球軸承外套筒、滾子用深溝球軸承內(nèi)擋圈、滾子用 深溝球軸承外擋圈、防扭轉(zhuǎn)深溝球軸承內(nèi)擋圈、防扭轉(zhuǎn)擋圈螺母；上滑動軸承擋圈安裝在上 滑動軸承下端；從動齒輪用深溝球軸承擋圈安裝在從動齒輪中屯、處圓柱結構的末端，位于 從動齒輪用深溝球軸承與外部固定結構之間；從動齒輪用深溝球軸承內(nèi)套筒、從動齒輪用 深溝球軸承外套筒位于兩個從動齒輪用深溝球軸承之間；滾子用深溝球軸承內(nèi)擋圈、滾子 用深溝球軸承外擋圈安裝在滾子一端，固定在從動齒輪上端面；防扭轉(zhuǎn)深溝球軸承內(nèi)擋圈 位于防扭轉(zhuǎn)深溝球軸承外側(cè)，通過防扭轉(zhuǎn)擋圈螺母固定在重鍵圓環(huán)形結構外側(cè)的連接軸一 JLjJU 乂而。
[0024] 所述重鍵與從動齒輪同軸線。
[0025] 所述滾子的軸線與從動齒輪的軸線垂直相交。
[00%] 所述重鍵圓環(huán)形結構上的連接軸軸線與重鍵軸線垂直相交。
[0027] 所述主動齒輪與從動齒輪之間附有DLC基固體潤滑復合薄膜。
[0028] 所述滾子外圓柱面、鋼墊與重鍵間的配合面、防扭轉(zhuǎn)深溝球軸承與上殼體上配合 槽間的配合面、重鍵的底面附有二硫化鋼薄膜。
[0029] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比的優(yōu)點在于：
[0030] (1)本發(fā)明采用了沖擊驅(qū)動組件驅(qū)動端面凸輪，通過彈黃儲能驅(qū)動重鍵敲擊鉆桿 實現(xiàn)沖擊能量的傳遞，大大簡化了現(xiàn)有沖擊機構的設計，具有體積小、重量輕的特點。
[0031] 似本發(fā)明通過沖擊驅(qū)動組件驅(qū)動齒輪副傳動實現(xiàn)重鍵的軸向運動，滾子采用滾 動的方式，減少傳動環(huán)節(jié)，效率損失少，具有高效率的優(yōu)點；采用端面凸輪機構加彈黃的傳 統(tǒng)機械式設計方法，能夠?qū)崿F(xiàn)重復使用，比電磁式、氣動式具有更高的可靠性，具有高可靠 性，重復性好的優(yōu)點。
[0032] (3)本發(fā)明在沖擊機構設計的過程中還充分考慮了空間環(huán)境的影響，采用粘接和 瓣射固體二硫化鋼薄膜、DLC基固體潤滑復合薄膜的潤滑方式，具有對采集的樣品無污染、 能夠適應高真空度要求的優(yōu)點。
【附圖說明】
[0033] 圖1為本發(fā)明的具體組成與裝配剖視圖；
[0034] 圖2為圖1中A部位的局部放大圖；
[0035] 圖3為本發(fā)明的具體組成與裝配俯視圖；
[0036] 圖4為本發(fā)明的重鍵S維模型圖；
[0037]圖5為本發(fā)明中重鍵端面凸輪的端面凸輪曲線示意圖。
【具體實施方式】
[003引一種空間全滾動凸輪彈黃式?jīng)_擊機構，包括：沖擊驅(qū)動組件、沖擊傳動組件。如圖 1~圖3所示，沖擊驅(qū)動組件包括：電機軸端墊片7、主動齒輪8、減速器9和電機10。沖擊 傳動組件包括：上蓋1、上殼體2、上滑動軸承3、上滑動軸承擋圈4、彈黃5、重鍵6、從動齒輪 用深溝球軸承擋圈11、從動齒輪用深溝球軸承12、從動齒輪用深溝球軸承內(nèi)套筒13、從動 齒輪用深溝球軸承外套筒14、下殼體15、從動齒輪16、滾子用深溝球軸承內(nèi)擋圈17、滾子用 深溝球軸承18、滾子用深溝球軸承外擋圈19、滾子20、下滑動軸承21、鋼墊22、防扭轉(zhuǎn)深溝 球軸承23、防扭轉(zhuǎn)深溝球軸承內(nèi)擋圈24和防扭轉(zhuǎn)擋圈螺母25。
[0039] 由圖1、圖2、圖3所示，電機10做為動力輸出機構為沖擊機構輸入能量，減速器9 采用二級行星減速的方式，與電機10聯(lián)接，電機10輸出軸端安裝減速器9第一級的太陽 輪。通過減速器9的法蘭面和定位止口安裝于下殼體15上。主動齒輪8安裝于減速器9輸 出軸的位置，通過電機軸端墊片7和螺釘限制主動齒輪8的軸向位置，通過主動齒輪8和減 速器9輸出軸配合的圓柱面和異型面實現(xiàn)主動齒輪8扭矩的安裝位置和扭矩的傳遞。主動 齒輪8和從動齒輪16曬合，主動齒輪8和從動齒輪16的中屯、距通過下殼體15機加保證。 從動齒輪16下端有軸承安裝面，通過兩個同種型號的軸承從動齒輪用深溝球軸承12懸臂 安裝于下殼體15上，兩個從動齒輪用深溝球軸承12采用一端游動一端固定的安裝方式，距 離從動齒輪16遠端的深溝球軸承12通過機殼、從動齒輪用深溝球軸承擋圈11、從動齒輪用 深溝球軸承內(nèi)套筒13和從動齒輪用深溝球軸承外套筒14實現(xiàn)軸承內(nèi)外圈固定，距離從動 齒輪16近端的深溝球軸承12通過從動齒輪用深溝球軸承內(nèi)套筒13和從動齒輪16的軸肩 實現(xiàn)軸承內(nèi)圈固體和外圈游動。從動齒輪16上端面有軸承安裝座，滾子20利用從動齒輪 16的軸承安裝座，通過滾子用深溝球軸承18、滾子用深溝球軸承內(nèi)擋圈17和滾子用深溝球 軸承外擋圈19安裝于從動齒輪16上端。從動齒輪16上端面安裝有兩個滾子20,滾子20 的中屯、軸線與從動齒輪16的中屯、軸線垂直相交。鋼墊22安裝在上殼體2上，上殼體2和 下殼體15通過定位面進行定位，同理上殼體2和上蓋1也通過定位面定位，并通過螺釘聯(lián) 接為一體。上滑動軸承3安裝在上蓋1的下端，通過上滑動軸承擋圈4進行軸向限位。下滑 動軸承21安裝在從動齒輪16上，通過螺釘固定在從動齒輪16上。重鍵6有上圓柱段、下 圓柱段、沖擊端面、防扭連接軸和端面凸輪組成，如圖4所示，通過上圓柱段與上滑動軸承3 配合，下圓柱段與下滑動軸承21配合，將重鍵6安裝在與從動齒輪16同軸線的位置；通過 端面凸輪與滾子20配合，沖擊端面與鋼墊22配合，對重鍵6軸向運動行程進行限制，使得 沖重鍵6按照預先設定的行程進行往復沖擊運動；重鍵6通過2個防扭連接面，安裝兩