10.14489/hb.2024.10.pp.011-021

2024, 10 октябрь (October)

DOI: 10.14489/hb.2024.10.pp.011-021

Носова О. А., Блинов Д. С., Носов А. С.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЖЕСТКОСТИ БЕЗЗАЗОРНЫХ ПЛАНЕТАРНЫХ РОЛИКОВИНТОВЫХ ПЕРЕДАЧ ДЛЯ ИЗДЕЛИЙ КОСМИЧЕСКОЙ ОТРАСЛИ
(c. 11-21)

Аннотация. В машиностроении линейные приводы очень широко применяются в различных изделиях. К линейным приводам космической техники предъявляют высокие требования по нагрузочной способности, что гарантирует малую массу, по точности, зависящей от жесткости, и другим параметрам. Часто в этих приводах не допускается осевой зазор. Обеспечить эти требования могут беззазорные планетарные роликовинтовые передачи (ПРВП). При этом широко применяющиеся известные беззазорные ПРВП обладают в два раза меньшей нагрузочной способностью, чем аналогичные ПРВП с осевыми зазорами. В известных беззазорных ПРВП устранение зазоров осуществляется в результате сближения двух полугаек с равной длиной резьбового участка, между которыми установлен компенсатор. Для преодоления указанного недостатка для приводов, передающих нагрузку в одну сторону, разработаны нереверсивные беззазорные ПРВП. По сравнению с известными беззазорными ПРВП разработанные передачи обеспечивают в 1,5 раза большую нагрузочную способность вследствие того, что в их конструкции одна полугайка (опорная) имеет в три раза больший по длине резьбовой участок, чем резьбовой участок другой полугайки (поддерживающей, вспомогательной). Цель статьи – сравнение разработанной передачи с передачей, известной по жесткости, для чего были разработаны и изготовлены опытные образцы этих беззазорных ПРВП, спроектирована и изготовлена испытательная установка, оснащенная измерительными приборами, составлена методика проведения экспериментов. Экспериментальные исследования показали, что жесткость разработанной нереверсивной беззазорной ПРВП в 1,3 раза выше жесткости известной беззазорной ПРВП, а это значит, что и точность работы под нагрузкой разработанной передачи выше точности известной передачи.

Ключевые слова: планетарная роликовинтовая передача; нереверсивная; беззазорная; винт; ролик; полугайка; сила; жесткость.

Nosova O. A., Blinov D. S., Nosov A. S.
EXPERIMENTAL STUDIES OF THE RIGIDITY OF BACKLASH-FREE PLANETARY ROLLER SCREWS FOR SPACE INDUSTRY PRODUCTS
(pp. 11-21)

Abstract. In mechanical engineering, linear drives are widely used in various products. Linear drives in space technology are subject to high demands in terms of load capacity, which guarantees low mass, accuracy depending on rigidity, and other parameters. Axial play is often not allowed in these drives. Hence, backlash-free planetary roller screw drives (PRS) can meet these requirements. At the same time, the widely used wellknown backlash-free PRSs have half the load capacity than similar PRSs with axial clearances (backlash). In known backlash-free PRSs, the selection of gaps is carried out by bringing together two half-nuts with an equal length of the threaded section, between which a compensator is installed. To overcome this drawback, non-reversible backlash-free PRSs were developed for drives that transmit the load in one direction. Compared to the known backlash-free PRS gears, the developed gears provide 1.5 times greater load capacity due to the fact that in their design one half-nut (support) has a threade section three times longer than the threaded section of the other half-nut (supporting, auxiliary). The purpose of the work was to compare the developed transmission with a known one in terms of rigidity, for which prototypes of these backlash-free PRSs were developed and manufactured, a testing installation equipped with measuring instruments was designed and manufactured, and an experimental methodology was compiled. Experimental studies have shown that the rigidity of the developed non-reversible backlash-free PRS is 1.3 times higher than the rigidity of the known backlash-free PRS, which means that the accuracy of operation under load of the developed transmission is higher than the accuracy of the known transmission.

Keywords: Planetary roller screw gear; Irreversible; Backlash-free; Screw; Roller; Half-nut; Strength; Rigidity.

+ - Информация об авторах (About the Authors) Click to collapse

Рус

О. А. Носова (АО «ГКНПЦ им. М.В. Хруничева», Москва, Россия)
Д. С. Блинов (Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана, Москва, Россия)
А. С. Носов (АО «ГКНПЦ им. М.В. Хруничева», Москва, Россия) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. , Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. , Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

Eng

O. A. Nosova (ISC GKNPC named after M. V. Khrunichev, Moscow, Russia)
D. S. Blinov (Bauman State Technical University, Moscow, Russia)
A. S. Nosov (ISC GKNPC named after M. V. Khrunichev, Moscow, Russia) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. , Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. , Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

+ - Библиографический список (References) Click to collapse

Рус

1. Детали машин: учебник для вузов / Л. А. Андриенко и др.; под ред. О. А. Ряховского. 4-е изд. М.: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2014. 465 с.
2. Блинов Д. С. Винтовые передачи линейных приводов: учеб. пособие. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2021. 199 с.
3. Козырев В. В. Конструкции роликовинтовых передач и методика их проектирования. Владимир: Редакционно-издательский комплекс ВлГУ, 2004. 102 с.
4. Рыжов Э. В. Контактная жесткость деталей машин. М.: Машиностроение, 1966. 196 с.
5. SKF Roller Screws: SKF, 2014. 136 s.
6. Гардымов Г. П., Парфенов Б. А., Пчелинцев А. В. Технология ракетостроения: учеб. пособие. СПб.: Специальная литература, 1997. 320 с.
7. Патент РФ на полезную модель № 205598. Беззазорный планетарный роликовинтовой механизм. Патентообладатель АО «ГКНПЦ им. М. В. Хруничева». Дата регистрации 22.07.2021 г.
8. Носова О. А., Денискин Д. Г., Блинов Д. С., Носов А. С. Конструкция беззазорного нереверсивного винтового механизма для изделий космической техники // XLVII Академические чтения по космонавтике (Королевские чтения – 2023): сб. тез.: в 4 т. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2023. Т. 2. С. 135–138.
9. Блинов Д. С. Планетарные роликовинтовые механизмы. Конструкции, методы расчетов / под ред. проф. О. А. Ряховского. М.: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2006. 222 с.
10. Крайнев А. Ф. Детали машин: Словарь-справочник. М.: Машиностроение, 1992. 480 с.
11. Блинов Д. С. Исследование точности кинематических планетарных роликовинтовых передач // Вестник МГТУ. Машиностроение. 2002. № 3. С. 39–56.
12. Определение размеров и полей допусков для основных деталей планетарных роликовинтовых передач / Д. С. Блинов, О. А. Ряховский, П. А. Соколов и др. // Справочник. Инженерный журнал с приложением. Приложение. 2006. № 7. 24 с.

Eng

1. Ryahovskiy O. A. (Ed.), Andrienko L. A. et al. (2014). Machine parts: textbook for universities. 4th ed. Moscow: MGTU im. N. E. Baumana. [in Russian language]
2. Blinov D. S. (2021). Screw transmissions of linear drives: textbook. Moscow: Izdatel'stvo MGTU im. N. E. Baumana. [in Russian language]
3. Kozyrev V. V. (2004). Designs of roller screw gears and methods of their design. Vladimir: Redaktsionnoizdatel'skiy kompleks VlGU. [in Russian language]
4. Ryzhov E. V. (1966). Contact stiffness of machine parts. Moscow: Mashinostroenie. [in Russian language]
5. SKF Roller Screws: SKF. (2014).
6. Gardymov G. P., Parfenov B. A., Pchelintsev A. V. (1997). Rocket technology: textbook. Saint Petersburg: Spetsial'naya literatura. [in Russian language]
7. Backlash-free planetary roller screw mechanism. Patent holder JSC GKNPTs im. M.V. Khrunichev." (2021). Patent for utility model No. 205598. Russian Federation. [in Russian language]
8. Nosova O. A., Deniskin D. G., Blinov D. S., Nosov A. S. (2023). Design of a backlash-free non-reversible screw mechanism for space technology products. XLVII Academic Readings on Cosmonautics (Korolevsky Readings - 2023): collection of abstracts: in 4 volumes. Vol. 2, 135 – 138. Moscow: Izdatel'stvo MGTU im. N. E. Baumana. [in Russian language]
9. Ryahovskiy O. A. (Ed.), Blinov D. S. (2006). Planetary roller screw mechanisms. Designs, calculation methods. Moscow: MGTU im. N. E. Baumana. [in Russian language]
10. Kraynev A. F. (1992). Machine parts: Dictionary-handbook. Moscow: Mashinostroenie. [in Russian language]
11. Blinov D. S. (2002). Research on the accuracy of kinematic planetary roller screws. Vestnik MGTU. Mashinostroenie, (3), 39 – 56. [in Russian language]
12. Blinov D. S., Ryahovskiy O. A., Sokolov P. A. et al. (2006). Determination of dimensions and tolerance ranges for the main parts of planetary rollercoil gears. Spravochnik. Inzhenerniy zhurnal s prilozheniem. Prilozhenie, (7). [in Russian language]

+ - Заказать электронную версию статьи (Purchase digital version of a single article) Click to collapse

Рус

Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).

Стоимость статьи 500 руб. (в том числе НДС 20%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.

После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.

Для заказа скопируйте doi статьи:

10.14489/hb.2024.10.pp.011-021

и заполните форму

Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.

Eng

This article is available in electronic format (PDF).

The cost of a single article is 500 rubles. (including VAT 20%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.

After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.

To order articles please copy the article doi:

10.14489/hb.2024.10.pp.011-021

and fill out the form