CC BY
17Решетневские чтения
УДК 621.867
А. В. Леканов, В. Г. Порпылев, Д. А. Черепанов, П. В. Ильин
ОАО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева», Россия, Железногорск
П. Н. Сильченко, Д. Е. Груздев Сибирский федеральный университет, Россия, Красноярск
ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА И КОНСТРУИРОВАНИЯ РЕДУКТОРОВ С ЗУБЧАТЫМИ ПЕРЕДАЧАМИ НА ОСНОВЕ ЗАЦЕПЛЕНИЯ ПО «УЛИТКАМ ПАСКАЛЯ» ДЛЯ ПРИВОДОВ РАСКРЫТИЯ КРУПНОГАБАРИТНЫХ УСТРОЙСТВ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ
Рассматриваются особенности расчета и конструирования редукторов с зубчатыми передачами на основе зацепления по «улиткам Паскаля» для приводов разового действия при раскрытии крупногабаритных трансформируемых конструкций космических аппаратов.
Применение нетрадиционных видов передач с зацеплением по «улиткам Паскаля» в приводах раскрытия крупногабаритных трансформируемых конструкциях позволит снизить массогабаритные параметры и повысить функционально-эксплуатационные характеристики.
В зависимости от назначения к приводам раскрытия предъявляются соответствующие требования по нагрузочной способности, динамическим характеристикам и другим функционально-эксплуатационным параметрам. При разработке конструктивных схем приводов и теоретическом обосновании принимаемых решений необходимо учитывать и анализировать все существующие конструкции и достижения.
Выполненный обзор конструкций и анализ показал, что наиболее положительные результаты для создания привода раскрытия крупногабаритных трансформируемых конструкций возможно получить при применении планетарной конической передачи, выполненной с внутренним зацеплением по «улиткам Паскаля». Эта передача имеет сочетания достоинств волновых и эксцентриковых.
Совокупность этих достоинств, при конструировании привода раскрытия и решении дополнительных конструкторских задач, позволило создать привод, соответствующий всем предъявляемым требованиям.
В этом приводе одно из звеньев передачи (сателлит) совершает сложное (сферическое) движение, которое в общем случае определяется углом поворота ф и углом прецессии у, угол нутации 9 = const. Движение сателлиту передается от быстроходного вала, выполненного в виде механического генератора, ось которого наклонена к оси вращения быстроходного вала под углом 29. Сателлит имеет два зубчатых венца, одним входит в зацепление с неподвижным колесом, другим - с колесом тихоходного (выходного) вала.
Необходимое сочетание чисел зубьев сопряженных колес определяет требуемое передаточное отношение и позволяет достичь повышенных функционально-эксплуатационных характеристик.
Передаточное отношение определяется по формуле
1
=_
Н 4 _ _ •
1 _ ^
Вариации конструктивных особенностей звеньев в рассматриваемых передачах с зацеплением по «улиткам Паскаля» позволяют создавать привода с необходимыми жесткостью, нагрузочной способностью, динамическими и кинематическими параметрами.
Наличие многопарного зацепления позволяет приводам с такими передачами конкурировать с традиционными видами передач.
Технологичность изготовления основных деталей передач с зубчатым венцом по «улиткам Паскаля» сопоставима с технологичностью изготовления обычных эвольвентных зубчатых передач.
Созданный привод обеспечивает выходной максимальный крутящий момент 160 Нм при передаточном числе 625, имеет диаметр 60 мм, длину корпуса 52 мм и массу 520 г.
Варьируя числом зубьев колес в тех же габаритах можно получить конструкцию привода с передаточными числами от 1,5 до 3065.
При незначительном увеличении габаритов и массы можно получить привод такой же нагрузочной способности с передаточным числом до 5000.
Все конструкции будут иметь модуль зацепления от 1 до 1,75 мм при одновременном многопарном зацеплении зубьев зубчатых колес до 30 % .
При разработке привода созданы предпосылки обеспечения всех необходимых регулировок, как подшипников, так и зацепления в процессе сборки, настройки и испытаний в составе крупногабаритных трансформируемых конструкций.
Выполненные исследования реальных конструкций показали, что нагрузочная способность приводов с торцевыми зубчатыми передачами по «улиткам Паскаля» примерно в 1,5-2,5 раза выше, чем у традиционных видов передач при одних и тех же силовых и кинематических характеристиках.
Крупногабаритные трансформируемые конструкции космических.аппаратов
A. V. Lekanov, V. G Porpylev D. A. Cherepanov, P. V. Ilyin JSC «Academician M. F. Reshetnev «Information Satellite Systems», Russia, Zheleznogorsk
P. N. Silchenko, D. E. Gruzdev Siberian Federal University, Russia, Krasnoyarsk
THE FEATURES OF CALCULATION AND DESIGNING OF REDUCERS WITH TOOTHED GEARINGS ON THE BASIS OF GEARING ON «PASCAL SNAILS» FOR DRIVE GEARS OF DISCLOSING OF LARGE-SIZED DEVICES OF SPACE VEHICLES
The features of calculation and designing of reducers with tooth gearings on the basis of gearing on «Pascal snails» for drives of single action are considered at disclosing of large-sized transformed designs of space vehicles are presented.
© Леканов А. В., Порпылев В. Г., Черепанов Д. А., Ильин П. В., Сильченко П. Н., Груздев Д. Е., 2010
УДК 629.78:621.8
А. В. Леканов, В. Г. Порпылев, Д. А. Черепанов, П. В. Ильин
ОАО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева», Россия, Железногорск
П. Н. Сильченко, Е. С. Новиков Сибирский федеральный университет, Россия, Красноярск
ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСКИХ РЕШЕНИЙ ПЛАНЕТАРНЫХ ПЕРЕДАЧ ДЛЯ ПРИВОДОВ РАСКРЫТИЯ КРУПНОГАБАРИТНЫХ УСТРОЙСТВ С БОЛЬШИМИ ИНЕРЦИОННЫМИ МАССАМИ
Рассматриваются методы обеспечения требуемых функционально-эксплуатационных показателей планетарных передач для приводов раскрытия крупногабаритных устройств (антенн, батарей солнечных и др.) с большими инерционными массами.
Приводы для раскрытия крупногабаритных устройств с большими инерционными массами должны обладать максимально возможными нагрузочной способностью, КПД и надежностью при минимальных массогабаритных параметрах.
Применение планетарных передач в приводах раскрытия крупногабаритных устройств с большими инерционными массами в сочетании с обычными рядными зубчатыми передачами, а также особыми конструктивными решениями при доказательных рас-четно-теоретических обоснованиях, позволило создать конструкцию привода, удовлетворяющую всем выше указанным требованиям.
Приводы раскрытия предназначены для гарантированного движения исполнительного звена, приводящего в движение другие звенья крупногабаритных устройств (антенн и батарей солнечных) один раз за весь период эксплуатации КА.
Минимизация массогабаритных параметров привода влечет неизбежное увеличение напряжений как в элементах зубчатых колес, так и в других деталях привода.
Конструкторские решения при разработке привода раскрытия обеспечили минимальную номенклатуру деталей и сборочных единиц; равнодеформируемость и равнопрочность деталей привода; наименьшие мас-согабаритные параметры.
Приводы раскрытия крупногабаритных устройств с большими инерционными массами построены на базе планетарных зубчатых механизмов по схеме Одним из достоинств таких схем является относительно высокий коэффициент полезного действия, но при малом передаточном отношении. Созданный привод имеет 3 ступени, построенные по схеме
Особенности конструкции позволили создать условия оптимального перераспределения нагрузки между сателлитами планетарного механизма и по ширине зуба отдельных зубчатых передач; обеспечить регулировку зазоров между ступенями в осевом направлении и компенсацию возможного износа при проведении испытаний, а также температурных деформаций отдельных деталей и сборочных единиц.
