10.14489/hb.2025.10.pp.008-022

2025, 10 октябрь (October)

DOI: 10.14489/hb.2025.10.pp.008-022

Блинов Д. С., Колобов А. Ю., Даньшин Д. А.
РАЗРАБОТКА КОНСТРУКТОРСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИНЕЙНОГО ПРИВОДА СИСТЕМЫ ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ КОСМИЧЕСКОЙ ТЕХНИКИ
(с. 8-22)

Аннотация. В изделиях космической техники часто используют системы позиционирования, в которых применяют линейные приводы. В ранее опубликованных работах установлено, что из-за высоких эксплуатационных параметров в линейных приводах целесообразно использовать планетарные роликовинтовые передачи (ПРВП), многие из которых являются беззазорными. В этих работах предложена конструкция беззазорной ПРВП с гибкой гайкой, деформируемой осевыми сжимающими силами для выборки зазоров между витками резьбовых деталей передачи, и рассчитаны необходимые для этого осевая сила и прогиб. В данной статье описаны эксперименты для проверки этих теоретических данных и представлена разработка конструкторской документации, позволяющей изготовить основные детали передачи. ПРВП имеет сложную конструкцию с целым рядом особенностей, учитывая которые рассчитаны номинальные размеры с полями допусков винта, роликов, гайки и сепараторов. В этих расчетах использовали замкнутые размерные цепи и условия размещения витка резьбы ролика во впадине между соседними витками винта и между соседними витками гайки. Установлено, что ряд размеров и параметров резьбовых деталей надо изготовить по 4-му и 5-му квалитетам точности, отсюда для их изготовления необходимо использовать специализированные резьбошлифовальные станки. Для экспериментальных исследований использовался токарный станок, разработаны опытные образцы гибкой гайки и необходимые для ее сжатия детали, а также выбраны средства измерения. Проведенные испытания доказали возможность гибкой гайки выбрать зазоры между резьбовыми деталями беззазорной ПРВП.

Ключевые слова: система позиционирования; беззазорная планетарная роликовинтовая передача; гибкая гайка; винт; ролик; сепаратор; размер; поле допуска.

Blinov D. S., Kolobov A. Yu., Danshin D. A.
DEVELOPMENT OF DESIGN DOCUMENTATION FOR THE MANUFACTURE OF A LINEAR ACTUATOR FOR A SPACE TECHNOLOGY PRODUCTS POSITIONING SYSTEM
(pp. 8-22)

Abstract. Positioning systems with linear actuators are often used in space technology products. In previously published works, it was found that due to the high operational parameters in linear drives, it is advisable to use planetary roller-screw gears (PRSG), many of which are blacklash-free. In these works, a design of a blacklash-free PRSG with a flexible nut deformed by axial compressive forces was proposed to sample the gaps between the turns of the threaded transmission parts. For this purpose, the axial force and deflection required were calculated. This article describes experiments to verify these theoretical data and presents the development of design documentation that allows manufacturing the main transmission parts. The PRSG has a complex design with a number of features. Taking them into consideration, the nominal dimensions are calculated with the tolerance zone of the screw, rollers, nuts and separators. In these calculations, closed dimensional circuits and conditions for the placement of the roller thread in the cavity between adjacent turns of the screw and between adjacent turns of the nut were used. It has been established that a number of sizes and parameters of threaded parts must be manufactured according to 4 and 5 accuracy standards, hence specialized thread grinding machines should be used for their manufacture. A lathe was used for experimental studies, prototypes of a flexible nut and the parts necessary for its compression were developed, and measuring instruments were selected. The tests carried out proved the ability of the flexible nut to select the gaps between the threaded parts of the blacklash-free PRSG.

Keywords: Positioning system; Backlash-free planetary roller-screw gear; Flexible nut; Screw; Roller; Separator; Size; Tolerance zone.

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

Рус

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 имени С. А. Лавочкина», Россия, Московская область, Химки, Россия)
Д. А. Даньшин (Московский государственный технический университет им. Н. Э.Баумана, Москва, Россия)

Eng

D. S. Blinov (Bauman Moscow Technical University, Moscow, Russia) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
A. Yu. Kolobov (Lavochkin Association, Moscow region, Himki, Russia)
D. A. Danshin (Bauman Moscow Technical University, Moscow, Russia)

+ - Библиографический список (References) Click to collapse

Рус

1. Блинов Д. С., Колобов А. Ю., Даньшин Д. А. Расчет гибкой гайки планетарной роликовинтовой передачи для системы позиционирования изделий космической техники // Справочник. Инженерный журнал с приложением. 2024. № 9. С. 34–49.
2. Блинов Д. С., Колобов А. Ю., Даньшин Д. А. Проектирование линейного привода для системы позиционирования изделий космической техники // Справочник. Инженерный журнал с приложением. 2025. № 5. С. 30–43.
3. Патент РФ № 2098695. Планетарная роликовинтовая передача / Блинов Д. С., Богачев В. Н., Ряховс-кий О. А. и др. Заявл. 04.03.1996; опубл. 10.12.1997, Бюл. № 34.
4. Блинов Д. С. Новое направление в проектировании планетарных роликовинтовых передач // Вестник МГТУ. Машиностроение. 2001. № 4. С. 52–61.
5. Дунаев П. Ф., Леликов О. П. Конструирование узлов и деталей машин: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / 11-е изд., стер. М.: Издательский центр «Академия», 2008. 496 с.
6. Якушев А. И., Воронцов Л. Н., Федотов Н. М. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения: учеб. для втузов. М.: Машиностроение, 1987. 352 с.
7. Блинов Д. С. Винтовые передачи линейных приводов: учеб. пособие. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2021. 199 с.
8. Блинов Д. С., Ряховский О. А., Соколов П. А. Численный метод определения точки первоначального контакта витков двух винтов с параллельными осями и различными углами подъема резьбы // Вестник МГТУ им. Н. Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 1996. № 3. С. 93–97.
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. Детали машин. Учебник. / под ред. О. А. Ряховского. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2014. 472 с.
11. 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.

Eng

1. Blinov, D. S., Kolobov, A. Yu., & Danshin, D. A. (2024). Calculation of a flexible nut of a planetary roller screw mechanism for the positioning system of space technology products. Spravochnik. Inzhenernyi zhurnal s prilozheniem, (9), 34–49. [in Russian language]
2. Blinov, D. S., Kolobov, A. Yu., & Danshin, D. A. (2025). Design of a linear actuator for the positioning system of space technology products. Spravochnik. Inzhenernyi zhurnal s prilozheniem, (5), 30–43. [in Russian language]
3. Russian Federation Patent No. 2098695. (1997, December 10). Planetarnaya rolikovintovaya peredacha [Planetary roller screw mechanism]. Blinov, D. S., Bogachev, V. N., Ryakhovskiy, O. A., et al. [in Russian language]
4. Blinov, D. S. (2001). A new direction in the design of planetary roller screw mechanisms. Vestnik MGTU. Mashinostroenie, (4), 52–61. [in Russian language]
5. Dunaev, P. F., & Lelikov, O. P. (2008). Konstruirovanie uzlov i detaley mashin [Design of machine components and parts] (11th ed.). Akademia. [in Russian language]
6. Yakushev, A. I., Vorontsov, L. N., & Fedotov, N. M. (1987). Vzaimozamenyaemost, standartizatsiya i tekhnicheskie izmereniya [Interchangeability, standardization and technical measurements]. Mashinostroenie. [in Russian language]
7. Blinov, D. S. (2021). Vintovye peredachi lineinykh privodov [Screw transmissions of linear actuators]. Izdatelstvo MGTU im. N. E. Baumana. [in Russian language]
8. Blinov, D. S., Ryakhovskiy, O. A., & Sokolov, P. A. (1996). A numerical method for determining the point of initial contact of the threads of two screws with parallel axes and different thread helix angles. Vestnik MGTU im. N. E. Baumana. Ser. Mashinostroenie, (3), 93–97. [in Russian language]
9. Blinov, D. S. (2006). Planetarnye rolikovintovye mekhanizmy. Konstruktsii, metody raschetov [Planetary roller screw mechanisms. Designs, calculation methods] (O. A. Ryakhovskiy, Ed.). MGTU im. N. E. Baumana. [in Russian language]
10. Ryakhovskiy, O. A. (Ed.). (2014). Detali mashin [Machine parts]. Izdatelstvo MGTU im. N. E. Baumana. [in Russian language]
11. Blinov, D. S., Ryakhovskiy, O. A., Sokolov, P. A., et al. (2006). Determining the dimensions and tolerance fields for the main parts of planetary roller screw mechanisms. Prilozhenie № 7. Spravochnik. Inzhenernyi zhurnal s prilozheniem, (7), 24. [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).

DOI: 10.14489/hb.2025.10.pp.008-022

Скопируйте DOI статьи и перейдите по ссылке https://id-spektr.ru/product/pokupka-elektronnoy-stati-iz-zhurnala-spravochnik-inzhenernyy-zhurnal

В комментарии к заказу обязательно укажите DOI статьи.

Eng

This article is available in electronic format (PDF).

DOI: 10.14489/hb.2025.10.pp.008-022

Copy the article DOI and follow the link https://id-spektr.ru/product/pokupka-elektronnoy-stati-iz-zhurnala-spravochnik-inzhenernyy-zhurnal

Please specify the article DOI in the order comments.