ПРИВОД

Полезная модель относится к машиностроению и может быть использована в составе изделий ракетно-космической техники, а именно, в системах развертывания антенн, солнечных батарей и в других областях техники.
Известен планетарный привод, содержащий корпус, установленные в нем электродвигатель, снабженный датчиком положения ротора и планетарную передачу, водило которой связано с выходным валом, снабженным датчиком угла и имеющим зубчатое колесо, входящее в зацепление с зубчатым колесом, установленным на валу. Датчик угла размещен от водила со стороны противоположной электродвигателю (1).
К изделиям ракетно-космической техники предъявляются жесткие требования к удельным характеристикам.
Недостатком известного привода является то, что для обеспечения большего крутящего момента необходимо увеличивать массу и габариты привода, т.е. его конструкция не позволяет повысить удельные характеристики (увеличить соотношение , где M - развиваемый момент, m - масса привода).
Полезная модель направлена на повышение удельных характеристик привода.
Для решения указанной задачи привод, содержащий корпус, установленные в нем электродвигатель, снабженный датчиком положения ротора и планетарную передачу, выходной вал, снабженный датчиком углового положения, имеющим зубчатое колесо, входящее в зацепление с зубчатым колесом, установленным на выходном валу, снабжен валом эксцентрика, установленным в подшипниках, на котором размещено водило, и связанным с выходным валом посредством кривошипного механизма, образованного пальцами, входящими в зацепление с сателлитами, имеющими боковые отверстия и взаимодействующими с цевочным колесом, образованным рядом равномерно расположенных по окружности цевок (роликов), установленных в подшипниках качения.
Наличие в конструкции привода цевочного редуктора позволяет обеспечить большие крутящие моменты по сравнению с прототипом без увеличения массы и габаритов, т.е. повысить удельные характеристики привода, за счет многопарности зацепления. Реальное число зубьев сателлитов, передающих крутящий момент, достигает 65% от их общего количества. Это позволяет обеспечить большую нагрузочную способность привода и возможность выдерживать большие пиковые перегрузки. Кроме того, установка роликов цевочного колеса в подшипниках качения позволяет получить высокий КПД и приблизить его к 95% за счет отсутствия в зацеплении трения скольжения.
На фиг. изображен общий вид привода в осевом разрезе.
Привод содержит корпус 1, в котором установлен электродвигатель со статором 2 и ротором 3. Электродвигатель выполнен в виде бесконтактного двигателя постоянного тока. Ротор установлен на ступице 4. Центральное зубчатое колесо 5 установлено в подшипниках 6. В корпусе 1 установлены также неподвижное зубчатое колесо 7 и на подшипниках 8 установлен выходной вал 9. Водило 10 связано с тремя сателлитами 11 и установлено на валу 12 эксцентрика. Колеса 5 и 7 вместе с водилом 10 и сателлитами 11 образуют планетарную передачу. В корпусе 1 размещен также датчик 13 углового положения выходного вала 9, связанный с ним при помощи зубчатой передачи между шестерней 14 датчика 13 и зубчатым колесом 15, установленным на выходном валу 9.
На выходном валу 9 выполнены пальцы 16. При этом выходной вал 9 связан с валом 12 эксцентрика, установленным в подшипниках 17, посредством кривошипного механизма, образованного пальцами 16, входящими в зацепление с сателлитами 18, 19, имеющими боковые отверстия и взаимодействующими с цевочным колесом, образованным рядом равномерно расположенных по окружности цевок (роликов) 20, вращающихся в подшипниках качения 21. Двигатель снабжен датчиком 22 положения ротора.
В конструкции используется схема с двумя планетарными рядами. Диаметральное смещение рядов позволяет равномерно распределить передаваемую нагрузку между элементами зацепления и снизить динамическую нагруженность передачи.
Привод работает следующим образом.
При подаче электропитания по сигналам с датчика 22 положения ротора на статор 2 бесконтактного электродвигателя постоянного тока ротор 3 начинает вращаться относительно продольной оси привода на подшипниках 6. При этом приходит во вращение ступица 4, к которой прикреплен ротор 3 электродвигателя. Центральное колесо 5, выполненное на ступице 4, приводит в движение сателлиты 11 и посредством их взаимодействия с неподвижным зубчатым колесом 7 заставляет вращаться водило 10 и вал 12 эксцентрика. Выходной вал 9 приводит в движение шестерню 14 датчика 13, связанную с колесом 15, через зубчатую передачу. Изменение частоты вращения выходного звена происходит следующим образом.
По мере того, как эксцентрик вала 12 от водила 10 вращается по часовой стрелке, сателлиты 18, 19 обкатываются по цевочному колесу, при этом за каждый оборот входного вала сателлиты 18, 19 повернутся в противоположном направлении на один зуб. Боковые отверстия сателлитов входят в зацепление с пальцами 16 кривошипного механизма, что обеспечивает передачу крутящего момента и изменение скорости вращения выходного вала 9. В кривошипном и цевочном зацеплении реализуется многопарный контакт и фрикционное качение, что гарантирует постоянство при передаче крутящего момента. Датчик 13 выдает в систему управления (не показано) сигналы о положении выходного вала 9.
Источники информации:
1. Патент на полезную модель РФ №113549, 2011 г. - прототип.