|
DOI: 10.14489/hb.2024.09.pp.034-049
Блинов Д. С., Колобов А. Ю., Даньшин Д. А.
РАСЧЕТ ГИБКОЙ ГАЙКИ ПЛАНЕТАРНОЙ РОЛИКОВИНТОВОЙ ПЕРЕДАЧИ ДЛЯ СИСТЕМЫ ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ КОСМИЧЕСКОЙ ТЕХНИКИ
(c. 34-49)
Аннотация. В изделиях космической техники широко применяются линейные приводы на базе наиболее перспективных на сегодняшний день планетарных роликовинтовых передач (ПРВП). Объектом исследования в данной статье являются системы позиционирования, в приводе которых используется ПРВП. Учитывая требования, предъявляемые к изделиям космической техники, ПРВП должны быть беззазорными и иметь по возможности наименьшую массу. В результате обзора и анализа беззазорных ПРВП установлено, что для удовлетворения предъявляемых требований в приводе системы позиционирования целесообразно использовать беззазорную передачу с гибкой гайкой, выполненной в виде «короткой» цилиндрической оболочки и развитых торцов. Для доказательства возможности устранения зазоров между резьбовыми деталями ПРВП гибкой гайкой и определения ее размеров разработана расчетная схема, в которой гайку условно разделяют на «короткую» цилиндрическую оболочку и плоские кольца. Для определения неизвестных внутренних силовых факторов в сопрягаемых точках оболочки и колец применены методы строительной механики машин. С учетом сложности математических зависимостей и большого объема вычислений разработана специальная программа для ЭВМ, позволяющая вводить исходные данные, осуществлять их контроль, определять неизвестные внутренние факторы и рассчитывать требуемые параметры гибкой гайки, например радиальные перемещения точек срединной поверхности оболочки, величины которых оценивают возможность устранения зазоров между резьбовыми деталями ПРВП. По программе определены рациональные размеры гибкой гайки для беззазорной ПРВП, которая в дальнейшем будет рассчитана по статической и динамической грузоподъемностям.
Ключевые слова: беззазорная планетарная роликовинтовая передача; цельная тонкостенная гайка; кольцо; винт; ролик; сила; перемещение; напряжение.
Blinov D. S., Kolobov A. Yu., Danshin D. A.
CALCULATION OF A FLEXIBLE NUT OF A PLANETARY ROLLER SCREW FOR A SPACE TECHNOLOGY PRODUCT POSITIONING SYSTEM
(pp. 34-49)
Abstract. Linear drives based on the most promising planetary roller screws (PRS) are widely used in space technology products. The object of the research is PRS in the drive of positioning systems. PRS meet the requirements for space technology products if they are gas-free and have very small mass. It can be achieved by using a backlash-free screw with a flexible nut made in the form of a “short” cylindrical shell and developed ends. A calculation scheme where the nut is conditionally divided into a “short” cylindrical shell and flat rings has been developed to prove the possibility of selection of gaps between the threaded parts of the PRS with a flexible nut and determining its dimensions. Methods of structural mechanics of machines are used to determine unknown internal force factors at the mating points of the shell and rings. Due to the complexity of mathematical dependencies and a lot of calculations, a special computer program has been invented. It allows to enter and monitor initial data, identify unknown internal factors and calculate the required parameters of a flexible nut, for instance, radial movements of the points of the median surface of the shell, the values of which assess the possibility of sampling the gaps between the threaded parts of the PRS. The program determines the rational dimensions of a flexible nut for a backlash-free PRS, which is going to be calculated according to static and dynamic load capacities.
Keywords: Backlash-free planetary roller screw transmission; Integral thin-walled nut; Ring; Screw; Roller; Force; Movement; Tension.
Д. С. Блинов (Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана, Москва, Россия) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
А. Ю. Колобов (АО «НПО им. С. А. Лавочкина», Московская область, Химки, Россия) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
Д. А. Даньшин (Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана, Москва, Россия) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
D. S. Blinov (Bauman Moscow State Technical University, Moscow, Russia) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
A. Yu. Kolobov (JSC NPO named after S. A. Lavochkin, Moscow region, Khimki, Russia) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
D. A. Danshin (Bauman Moscow State Technical University, Moscow, Russia) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
1. Пузин Ю. Я., Сафронов С. Л. Основы устройства и эксплуатации космических комплексов: учебное пособие. Самара, Изд-во Самарского университета. 2022. 236 с.
2. Перспективные роликовинтовые механизмы электромеханических приводов для авиационной и ракетной техники / Д. С. Блинов, С. К. Леонтьев, М. И. Морозов и др. // Вестник воздушно-космической обороны. 2017. № 1(13). С. 66–72.
3. Дикун Е. В., Блинов Д. С., Колобов А. Ю. Надежность и долговечность роликовинтовых механизмов для изделий аэрокосмической техники // XLVI Академические чтения по космонавтике (Королевские чтения–2022): сб. тез.: в 4 т. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана. 2022. Т. 4. С. 17–20.
4. Даньшин Д. А. Особенности разработки систем позиционирования для изделий космической техники // Политехнический молодежный журнал. 2023. № 12(89). С. 958.
5. Козырев В. В. Конструкции роликовинтовых передач и методика их проектирования. Владимир: Редакционно-издательский комплекс ВлГУ, 2004. 102 с.
6. Блинов Д. С. Планетарные роликовинтовые механизмы. Конструкции, методы расчетов / под ред. проф. О. А. Ряховского. М.: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2006. 222 с.
7. Блинов Д. С., Егоров О. В., Носов А. С. Обзор известных конструкций беззазорных планетарных роликовинтовых механизмов и разработка новых конструкций с цельной тонкостенной гайкой // Справочник. Инженерный журнал с приложением. 2018. № 12. С. 17-26.
8. SKF roller screws: SKF, 2014. 136 s.
9. Блинов Д. С. Новое направление в проектировании планетарных роликовинтовых передач // Вестник МГТУ. Машиностроение. 2001. № 4. С. 52–61.
10. Патент на изобретение РФ № 2610747. Устройство для преобразования вращательного движения в поступательное движение / Варочка А. Г., Блинов Д. С., Носов А. С.; заявл. 01.10.2015; опубл. 15.02.2017, Бюл. № 5.
11. Экспериментальные исследования разработанного беззазорного роликовинтового механизма / А. Г. Варочко, Драгун Д.К., Блинов Д.С. и др. // XLIV Академические чтения по космонавтике, посвященные памяти академика С. П. Королева и других выдающихся отечественных ученых – пионеров освоения космического пространства. РАН. Роскосмос. МГТУ им. Н. Э. Баумана. в 2-х томах. Т. 1. Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2020. С. 535–538.
12. Патент на изобретение РФ № 2098695. Планетарная роликовинтовая передача / Блинов Д. С., Богачев В. Н., Ряховский О. А. и др.; заявл. 04.03.1996; опубл. 10.12.1997, Бюл. № 34.
13. Бидерман В. Л. Механика тонкостенных конструкций. М.: Машиностроение, 1977. 488 с.
14. Бояршинов С. В. Основы строительной механики машин. М.: Машиностроение, 1973. 456 с.
15. Определение размеров и полей допусков для основных деталей планетарных роликовинтовых передач / Д. С. Блинов, О. А. Ряховский, П. А. Соколов и др. // Приложение № 7. Справочник. Инженерный журнал с приложением. 2006. № 7. 24 с.
1. Puzin Yu. Ya., Safronov S. L. (2022). Fundamentals of the design and operation of space complexes: a textbook. Samara: Izdatel'stvo Samarskogo universiteta. [in Russian language]
2. Blinov D. S., Leont'ev S. K., Morozov M. I. et al. (2017). Promising roller-screw mechanisms of electromechanical drives for aviation and rocket technology. Vestnik vozdushno-kosmicheskoy oborony, 13(1), 66 – 72. [in Russian language]
3. Dikun E. V., Blinov D. S., Kolobov A. Yu. (2022). Reliability and durability of roller screw mechanisms for aerospace products. XLVI Academic Readings on Cosmonautics (Royal Readings–2022): collection of abstracts: in 4 volumes. Vol. 4, 17 – 20. Moscow: Izdatel'stvo MGTU im. N. E. Baumana. [in Russian language]
4. Dan'shin D. A. (2023). Features of the development of positioning systems for space technology products. Politekhnicheskiy molodezhniy zhurnal, 89(12). [in Russian language]
5. Kozyrev V. V. (2004). Designs of roller screw gears and methods of their design. Vladimir: Redaktsionno-izdatel'skiy kompleks VlGU. [in Russian language]
6. Ryahovskiy O. A. (Ed.), Blinov D. S. (2006). Planetary roller screw mechanisms. Designs, calculation methods. Moscow: MGTU im. N. E. Baumana. [in Russian language]
7. Blinov D. S., Egorov O. V., Nosov A. S. (2018). The review of the known designs of transmission with no gaps planetary roller-screw mechanism and development of new designs with an integral thin-walled nut. Spravochnik. Inzhenerniy zhurnal s prilozheniem, (12), 17 – 26. [in Russian language] DOI: 10.14489/hb.2018.12.pp.017-026
8. SKF roller screws: SKF.
9. Blinov D. S. (2001). A new direction in the design of planetary roller screws. Vestnik MGTU. Mashinostroenie, (4), 52 – 61. [in Russian language]
10. Varochko A. G., Blinov D. S., Nosov A. S. (2017). Device for converting rotational motion into linear motion. Patent for invention No. 2610747. Russian Federation. [in Russian language]
11. Varochko A. G., Dragun D. K., Blinov D. S. et al. (2020). Experimental studies of the developed backlash-free roller screw mechanism. XLIV Academic readings on cosmonautics, dedicated to the memory of Academician S.P. Korolev and other outstanding domestic scientists - pioneers of space exploration. RAS. Roscosmos. MSTU im. N. E. Bauman. in 2 volumes. Vol. 1, 535 – 538. Izdatel'stvo MGTU im. N. E. Baumana. [in Russian language]
12. Blinov D. S., Bogachev V. N., Ryahovskiy O. A. et al. (1977). Planetary roller screw transmission. Patent for invention No. 2098695. Russian Federation. [in Russian language]
13. Biderman V. L. (1977). Mechanics of thinwalled structures. Moscow: Mashinostroenie. [in Russian language]
14. Boyarshinov S. V. (1973). Fundamentals of structural mechanics of machines. Moscow: Mashinostroenie. [in Russian language]
15. Blinov D. S., Ryahovskiy O. A., Sokolov P. A. et al. (2006). Determination of dimensions and tolerance fields for the main parts of planetary roller screw gears. Prilozhenie № 7. Spravochnik. Inzhenerniy zhurnal s prilozheniem, (7). [in Russian language]
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.2024.09.pp.034-049
и заполните форму
Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.
.
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.2024.09.pp.034-049
and fill out the form
.
|
Архив номеров
Разработка концепции и создание сайта - ООО «Издательский дом «СПЕКТР»