ПРИВОД ПОВОРОТА РАМОК КАРДАНОВА ПОДВЕСА ГИРОСТАБИЛИЗАТОРА Советский патент 2006 года по МПК G01C19/08 

Настоящее изобретение относится к усовершенствованию элемента конструкции привода рамок карданова подвеса гиростабилизатора, а более точно к усовершенствованию конструкции выходной ступени редуктора по авт. св. СССР №1839982, кл. G 01 С 19/08 и дополнительному к нему авт. св. СССР №1839895, кл. G 01 С 19/08.

Характерной особенностью приводов поворота рамок карданова подвеса гиростабилизатора является выполнение выходной ступени редуктора в виде кулачкового механизма, содержащего дисковый многовитковый кулачок и рычаг, установленный на оси рамки карданова подвеса. Рычаг имеет две консольные части, на одной из которых установлен ведущий ролик, а на другой крепится дополнительный рычаг с дополнительным роликом. Дополнительный рычаг устанавливается на консольной части с возможностью перемещения на подшипниках. Основной и дополнительный ролики при помощи упругого элемента, стягивающего основной и дополнительный рычаги, поджимаются к противоположным стенкам паза спирали кулачка.

Делая анализ нагрузок, действующих на выходную ступень редуктора, можно отметить, что при погрузочно-разгрузочных работах, транспортировке и в период отделения космического аппарата от носителя нагрузки во много раз (сотни раз) больше, чем рабочие нагрузки, действующие в течение всего срока эксплуатации и возникающие при управлении от гироскопического момента. Для обеспечения работоспособности редуктора привода необходимы специальные меры, такие, например, как:

- увеличение размеров основных деталей и узлов редуктора;

- введение транспортных арретиров в состав гироотабилизатора и т.д.

Все эти меры ведут за собой увеличение габаритов и массы привода и гиростабилизатора в целом при одновременном снижении надежности.

При повышенных нагрузках наиболее опасными являются высокие контактные напряжения в местах контакта основного ролика со стенкой паза кулачка. Величина контактных напряжений для случая сжатия двух цилиндров является функцие величин R₁ и R₂, которые являются радиусами контактирующих цилиндров.

где R₁+R₂ - для случая контакта цилиндров с выпуклыми поверхностями;

R₁-R₂ - при контакте цилиндра с вогнутой поверхностью.

Очевидно, что в основном изобретении радиус R₂ ролика не может быть больше половины ширины паза кулачка, поэтому числитель будет довольно значительной величиной.

Целью предлагаемого изобретения является уменьшение контактных напряжений в месте контакта рычага и кулачка, тем самым предохранить от забоин поверхности ролика и паза спирали кулачка. Для этого в крайнем положении рычага, когда ролики подходят к центру кулачка, в крайний периферийный паз кулачка вводится ползушка, профиль которой в поперечном сечении повторяет профиль ролика рычага, жестко закрепленная на третьей консольной части рычага. Основной ролик при этом выводится ползушкой из контакта с поверхностью стенки паза кулачка. Ввод ползушки осуществляется на границе рабочей зоны поворота рычага или за ее пределами с тем, чтобы основное время в контакте с кулачком находился основной ролик.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежами: на фиг.1 показан кулачковый механизм привода поворота рамок карданова подвеса гиростабилизатора; на фиг.2 - разрез по А -А фиг.1; на фиг.3 - разрез по Б-Б фиг.1; на фиг.4 - разрез по В-В фиг.1; на фиг.5 - разрез по Г-Г фиг.1; на фиг.6 - сечение Д-Д фиг.5.

В пазы спирали кулачка 2 входят консольные концы роликов 9 и 5, посаженных в подшипниках качения 7 и 6 в рычагах 1 и 3. Рычаги 1 и 3 стягиваются между собой упругим элементом 4, при этом ролики 9 и 5 поджимаются к противоположным стенкам пазов кулачка 2. Рычаг 3 крепится, с возможностью угловых перемещений на подшипниках 10 для компенсации изменения радиусов кривизны спирали, на консольной части рычага 1.

На рычаге 1 выполняется дополнительная консольная часть 11, к которой крепится тело ползушки 12, внутренний и наружный радиусы R₁ и R₂ которой близки к радиусам спирали крайнего периферийного паза. При этом в расчетной формуле контактных напряжений величина

что повлечет за собой резкое снижение контактных напряжений. При установки ползушки 12 на консольной части рычага 1 необходимо ее настроить так, чтобы при заходе ползушки 12 в паз кулачка 2 основной ролик 9 был выведен из контакта со стенкой паза спирали. Для этой цели на заходной части ползушки делается клиновая поверхность.

При начальном контакте ползушки 12 с началом реборды контакт происходит в точке Е, расположенной на клиновой части ползушки 12. Расстояние от точки Е до наружного радиуса R₁ ползушки 12, по нормали, равное а, определяет зазор между роликом 9 и стенкой паза при заходе всей ползушки в паз кулачка (положение, показанное штриховыми линиями на фиг.6).

В положении, когда ползушка 12 контактирует с ребордой в точке Е, между внутренним радиусом ползушки R₂ и поверхностью следующей реборды необходимо обеспечить зазор, равный a+Δ, где Δ - зазор между ползушкой и стенками паза спирали при полном заходе ползушки в паз кулачка, необходимый для устранения заклинивания механизма.

Для предохранения выскакивания роликов 9 и 5, ползушки 12 из пазов спирали кулачка 2 при действии нагрузок, параллельных осям роликов, на ползушке крепится скоба 13, охватывающая кулачок 2 с противоположной стороны от рычага 1. Между кулачком 2 и скобой 13 выставляется зазор δ, величина которого должна быть меньше величины захода роликов 9 и 5, ползушки 12 в паз кулачка.

При необходимости, перед погрузочно-разгрузочными работами, при транспортировании, рычаг 1 перемещается кулачком 2 в крайнее положение. Основной ролик при этом движется к центру кулачка. В какой-то момент происходит контакт ползушки 12 с крайней ребордой спирали кулачка 2 в точке Е.

При дальнейшем вращении кулачка ползушка заходит в крайний периферийный паз кулачка. При этом основной ролик 9 выводится из контакта со стенкой паза спирали, для чего внутренняя реборда кулачка должна быть удалена. Это действие должно происходить за пределами рабочей зоны работы кулачкового механизма, т.к. трение качения ролика 9 заменяется трением скольжения ползушки 12 в контакте со стенками паза кулачка 2. При этом самоторможение кулачкового механизма становится с большим запасом, т.к. угол трения увеличивается при трении скольжения. Выполнение на ползушке 12 радиусов R₁ и R₂, близкими к радиусам опирали кулачка, позволит резко уменьшить контактные напряжения (расчеты показывают уменьшение в 100 раз).

Разарретирование привода происходит при реверсе. Ползушка 12 выводится из паза, упругий элемент 4 увеличивает зазор Л до величины а+Δ, при этом основной ролик 9 подходит к внутренней с стенке паза, и в положении, когда контакт ползушки и края реборда будет в точке Е, ролик коснется стенки паза и даже зайдет в паз, а ползушка выйдет из контакта с кулачком.

Эффективность предлагаемого привода поворота рамок карданова подвеса по сравнению с основным изобретением заключается в резком снижении напряжений снятия в точке контакта основного ролика рычага и стенки паза спирали кулачка, вплоть до вывода их из контакта при погрузочно-разгрузочных работах и транспортировке, что позволяет резко снизить габариты и массу приводов поворота рамок карданова подвеса гиростабилизаторов и гиростабилизаторов в целом без ввода дополнительных транспортных арретиров. Все это позволит увеличить надежность и долговечность приводов.

Изобретение относится к усовершенствованию элемента конструкции привода рамок карданова подвеса гиростабилизатора и может быть использовано в различных отраслях техники, например в машиностроении, приборостроении. Сущность: устройство содержит шаговый двигатель и редуктор. При этом на выходном валу редуктора установлен кулачок со спиральным многовитковым пазом на торцевой поверхности. На конце рычага с возможностью вращения установлен валик. Причем ось поворота рычага является осью подвеса ролика. Кроме того, указанный валик поджат упругим элементом к одной из сторон паза и находится в соприкосновении с ним. Рычаг имеет консольную часть, на которой установлен дополнительный рычаг с возможностью перемещения относительно основного рычага, связанный с дополнительным роликом. При этом упругий элемент установлен между консольной частью основного рычага и дополнительного рычага. Кроме того, основной рычаг выполнен с консолью, на которой закреплен ползун, размещенный в крайнем периферийном пазе кулачка. Технический результат: повышение надежности и долговечности привода. 6 ил.

Привод поворота рамок карданова подвеса гиростабилизатора по авт.св. 1839895, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и долговечности привода, в нем основной рычаг выполнен с консолью, на которой закреплен ползун, размещенный в крайнем периферийном пазе кулачка.