Привод рамок карданова подвеса гиростабилизатора

 

Изобретение относится к приборам рамок карданова подвеса гиростабилизатора активного типа и может быть использовано в различных отраслях техники: приборостроении, в авиационной и космической технике. Сущность: привод содержит шаговый электродвигатель, редуктор, рычаг и ползун на его конце. При этом на валу редуктора расположен кулачок с канавкой, а рычаг связан с рамкой карданова подвеса. Кроме того, кулачок снабжен глобоидальной рабочей поверхностью, а расположенная на ней канавка выполнена винтовой. Со стороны торцов кулачка установлены с возможностью упругого осевого перемещения винтовые зубцы и неподвижные кольцевые упоры. При этом ползун выполнен в виде двух дисков с пружиной между ними. Кроме того, между одним из дисков и пружиной может быть установлен упорный подшипник. Между винтовыми зубцами и неподвижными кольцевыми упорами может быть выполнено подвижное штифтовое соединение. Технический результат: уменьшение массы, повышение надежности и точности работы привода, а также повышение долговечности. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к приборам рамок карданова подвеса гиростабилизатора активного типа и может быть использовано в различных отраслях техники: приборостроении, в авиационной и космической технике.

Известны аналоги данного предложения (см., например, AIAA, Paper, 950, 1971 г., стр.1-12, и другие приведенные в графе 6 справки об использовании заявляемого объекта по источникам патентной и научно-технической информации.

Известен также привод рамок карданова подвеса гиростабилизатора по авт. св. №1839982, содержащий шаговый двигатель и шестеренчатый редуктор, выходная ступень которого выполнена в виде кулачкового механизма. Кулачковый механизм содержит кулачок, на торце которого выполнен многовитковый паз, в который входит ролик рычага, ось которого является осью карданова подвеса гиростабилизатора. Для устранения люфта ролик постоянно поджат к одной из сторон паза упругим элементом. Данный привод является ближайшим аналогом предлагаемого.

Недостатками данного привода так же как и других устройств данного рода, описанных в литературе, являются следующие.

1. Необходимость включения в состав привода предохранительного устройства (например, муфты) для обеспечения безаварийной работы в случае, когда рамки карданова подвеса в крайнем положении ложатся на жесткий упор, а автоматика не выключила электродвигатель.

2. Ограниченность применения из-за большого диаметра кулачка, так как рабочая зона составляет меньше половины диаметра кулачка.

3. Высокая угловая скорость ролика рычага вследствие большой разницы диаметра ролика и радиуса кривизны паза, особенно на периферии кулачка, что сказывается на ресурсе работы привода.

Целью настоящего изобретения является устранение этих недостатков. Для достижения этой цели в приводе рамок карданова, подвеса гиростабилизатора, содержащего шаговый электродвигатель, шестеренчатый редуктор, выходная ступень которого выполнена в виде кулачкового механизма, состоящего из глобоидального кулачка, у которого на торцах винтовая канавка переходит в кольцевые, и двух дисков, входящих в канавку кулачка, крайние витки кулачка выполнены как отдельные детали и могут перемещаться вдоль оси кулачка и постоянно отжаты упругими элементами к стенкам кольцевой канавки кулачка, диски могут вращаться вокруг своей оси и одновременно ось дисков может поворачиваться относительно продольной оси рычага.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где

на фиг.1 изображен общий вид предлагаемого привода рамок карданова подвеса гиростабилизатора;

на фиг.2 - конструкция узла валика;

на фиг.3 - конструкция узла кулачка, включающая подвижный виток, кольцевой упор и упругий элемент.

В состав привода рамок карданова подвеса гиростабилизатора входит шаговый электродвигатель 1, шестеренчатый редуктор 2, кулачковый механизм, содержащий глобоидный кулачок 3 и рычаг, установленный на оси карданова подвеса.

Кулачок 3 имеет центральную часть, выполненную в виде глобоида, по поверхности которого выполнен винтовой паз (канавка 4). На торцах центральной части глобоида установлены кольцевые упоры 7, жестко связанные с центральной частью 6. Между кольцевым упором 7 и центральной частью кулачка 6 размещен, с возможностью перемещения в осевом направлении, винтовой виток 8, поджатый упругим элементом 9 к кольцевому упору 7. Штифт 15 позволяет перемещаться винтовому витку 8 вдоль оси кулачка 3 и предохраняет его от проворота. В винтовую канавку 4 кулачка 3 входят диски 10 и 11, которые разжаты между собой упругим элементом 12 и поджаты к сторонам винтовой канавки 4 кулачка 3. Диаметры дисков 10 и 11 могут выбираться достаточно большими, соизмеримыми с диаметром кулачка 3 в среднем сечении, т.е. угловые скорости дисков 10 и 11 и кулачка 3 будут близкими, что увеличит срок службы дисков 10 и 11 и подшипников 13. Диск 10 выполнен за одно целое с валом 5 и посажен на подшипниках качения 13 в вилке 14, а диск 11 на подшипнике скольжения 17 и может перемещаться вдоль оси дисков. Диски 10 и 11 вращаются в противоположных направлениях, и чтобы устранить износ, вызванный скольжением концов пружины 12 о поверхности дисков, установлен опорный подшипник качения 19. Чтобы устранить заклинивание дисков 10 и 11 в винтовой канавке 4 кулачка 3 вследствие того, что угол подъема винтовой канавки переменный, а в кольцевой канавке равен нулю, вилка 14, связанная с валом 16, установлена в рычаге 20 на опорах 18, например, качения, что позволяет вилке 14 вместе с дисками 10 и 11 поворачиваться относительно рычага в зависимости от угла наклона винтовой канавки кулачка.

При работе привода шаговый электродвигатель 1 через шестеренчатый редуктор 2 вращает кулачок 3. Диски 10 и 11, входящие в канавку 4 кулачка 3, начинают также вращаться и одновременно перемещаться вокруг оси рычага 20, которая является и осью карданова подвеса гиростабилизатора (на чертежах на показан). Упругий элемент, например, цилиндрическая винтовая пружина 12, прижимает диски 10 и 11 к противоположным сторонам винтовой канавки 4 кулачка 3 с постоянным усилием, которое определяется требуемой величиной передаваемого момента и обеспечивает безлюфтовую передачу момента на ось карданова подвеса. Когда угол отклонения оси карданова подвеса достигает предельного значения, диски 10 и 11 выходят из винтовой канавки 4 и начинают двигаться вдоль кольцевого буртика упора 7, винтовой виток 8 отжимается при этом к центральной части 6 кулачка 3, давая возможность дискам 10 и 11 вращаться в кольцевой канавке, образовавшейся между винтовым витком 8 и кольцевым упором. Тем самым исключается возможность аварии при невыключившемся электродвигателе 1 и необходимость включения в конструкцию упоров, ограничивающих углы прокачки. При реверсировании вращения кулачка 3 диски 10 и 11 дают возможность упругим элементам 9 отжимать винтовой виток 8 к кольцевому упору 7, и когда диски 10 и 11 подойдут к началу винтовой канавки, образованной винтовым витком 8 и центральной частью 6 кулачка 3, винтовой виток 8 будет полностью прижат к кольцевому упору 7, диски 10 и 11 войдут в винтовой паз (канавку 4).

По сравнению с прототипом эффективность предлагаемой передачи выражена в уменьшении габаритов и массы привода, что весьма важно в конструкциях гиростабилизаторов, при одновременном снижении трудоемкости обработки кулачка; он изготавливается как обычный глобоидный червяк, введение кольцевых упоров увеличивает долговечность привода.

Формула изобретения

1. Привод рамок карданова подвеса гиростабилизатора, содержащий шаговый электродвигатель, редуктор, на валу которого расположен кулачок с канавкой, рычаг, связанный с рамкой карданова подвеса, и ползун на его конце, входящий в канавку кулачка, отличающийся тем, что, с целью уменьшения массы, повышения надежности и точности работы привода, кулачок снабжен глобоидальной рабочей поверхностью, расположенная на ней канавка выполнена винтовой, со стороны торцов кулачка установлены с возможностью упругого осевого перемещения винтовые зубцы и неподвижные кольцевые упоры, а ползун выполнен в виде двух дисков с пружиной между ними.

2. Привод рамок карданова подвеса гиростабилизатора по п.1, отличающийся тем, что, с целью повышения его долговечности, между одним из дисков и пружиной установлен упорный подшипник.

3. Привод рамок карданова подвеса гиростабилизатора по п.1, отличающийся тем, что между винтовыми зубцами и неподвижными кольцевыми упорами выполнено подвижное штифтовое соединение.

РИСУНКИ