Конструкция редуктора с линейным перемещением выходного звена привода систем космического аппарата

Секция «Проектирование и производство летательных аппаратов»

УДК 629.761.78

А. А. Эдличко Научный руководитель - В. С. Янгулов Национальный исследовательский Томский политехнический университет, Томск

КОНСТРУКЦИЯ РЕДУКТОРА С ЛИНЕЙНЫМ ПЕРЕМЕЩЕНИЕМ ВЫХОДНОГО ЗВЕНА ПРИВОДА СИСТЕМ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА

В космической технике (в теле-, радио-, навигационных спутниках) существует проблема наведения различных систем космического аппарата (антенны, объективы и т.п.) на объекты земной поверхности. Главным образом эта проблема определяется параметрами привода, в котором часто используются редукторы. Применяемые механические передачи в редукторах не всегда удовлетворяют требованиям, предъявляемым к современным космическим аппаратам, в частности это сохранение работоспособности при ресурсе, достигающем 10-ти и более лет.

Точность и жесткость редуктора определяют параметры выходной ступени. Кулачковые механизмы, применяемые в этом качестве в редукторах, имеют ряд недостатков. Например, ограниченный угол поворота, контакт одного ролика и т. д. Поэтому перспективным направлением по повышению точности перемещений выходного звена, на мой взгляд, является применение передач и механизмов с неразрывным контактом в зацеплении, например, винтовые механизмы и их модификации (волновые, шарико-винтовые и т.п.). Они могут обеспечить высокие характеристики редуктора по точности, жесткости и динамическим качествам.

В передачах, представленных на рис. 1 и 2, максимально обеспечивается многопарность контактов шариков в зацеплении с профилем винтовой канавки винта. При этом, практически, отсутствует разрыв контактов, присутствующий при входе и выходе зубьев в зацеплении в зубчатых передачах [1; 2].

Конструкция редуктора с линейным перемещением выходного звена, спроектированная на основе предлагаемых передач, представлена на рис. 3.

Рис. 1. Волновая винтовая передача

В состав редуктора входят: червяк - 1, который через промежуточные тела качения зацепляется с червячным колесом - 2, выполненным за одно целое с гайкой - 3 (или закрепленным на ней). В гайке - 3 установлены эксцентричные втулки - 4, например, три штуки с равным угловым шагом. В эксцентричных втулках - 4 крепятся радиальные шарикоподшипники с убранными внутренними кольцами - 5. Гайка - 3 размещена в неподвижном корпусе - 6 на насыпных подшипниках - 7. Создание упругого натяга в местах контакта шариков с наружными кольцами подшипников и витками винта - 8 осуществляется упругими элементами - 9, размещенными между втулками - 4.

А - А

1 2 3 4 5

Рис. 2. Шарикоподшипниковый винтовой механизм

Рис. 3. Редуктор с линейным перемещением выходного звена

Примерами применения редуктора с линейным перемещением выходного звена могут служить предлагаемые схемы систем космического аппарата (КА), в которых эти передачи и механизмы обеспечивают требуемые перемещения, представленные на рис. 4 и 5.

При ограниченных углах поворота гиродвигате-ля относительно неподвижного основания представляет интерес подвес, выполненный на приводах, выходное звено которых перемещается возвратно-поступательно [3].

Приведенные выше конструкции передач и механизмов и представленные узлы КА адаптированы к высоким требованиям по точности перемещений управляемых исполнительных органов космических аппаратов.

Актуальные проблемы авиации и космонавтики. Технические науки

Рис. 4. Гиростабилизатор с линейными приводами поворота

Упругий натяг в местах контакта звеньев обеспечивает устранение зазоров в зацеплении, и компенсирует их по мере износа рабочих поверхностей при эксплуатации привода.

Библиографические ссылки

1. Пат. 79961 Российская Федерация, МКИ Б16И 25/22 (2006.01). Волновая винтовая передача / В. С. Янгулов. Заявл. 21.07.2008. Опубл. 20.01.2009. Бюл. № 2.

Рис. 5. Общий вид гексапода

2. Пат. 69180 Российская Федерация, МПК Б16И 25/22. Шарикоподшипниковый винтовой механизм / В. С. Янгулов. Заявл. 04.06.07. Опубл. 10.12.2007. Бюл. № 34.

3. Пат. 71424 Российская Федерация, МПК 001С 19/08. Гиростабилизатор / В. С. Янгулов, В. С. Дмитриев. Заявл. 21.05.07. Опубл. 10.03.2008. Бюл. № 7.

© Эдличко А. А., Янгулов В. С., 2010