Электропривод (варианты) и предохранительная муфта к нему

 

Изобретения относятся к области машиностроения, в частности к электроприводам космических летательных аппаратов. Электропривод содержит корпус с фланцами, электродвигатель, многоступенчатый планетарный редуктор, в котором общая корончатая шестерня редуктора выполнена как одно целое с корпусом электропривода, на валу электродвигателя которого укреплена штифтом солнечная шестерня первой ступени. Водило последней ступени редуктора выполнено как одно целое с выходным валом электропривода. Предохранительная муфта соединена с одной стороны с ведущим водилом с помощью штифтов на водиле для передачи крутящего момента на предохранительную муфту через посадочные элементы ведущего диска предохранительной муфты, воспринимающие крутящие моменты, а с другой стороны через солнечную шестерню муфта кинематически соединена со следующей ступенью редуктора. При этом предохранительная муфта может быть установлена как на первой ступени редуктора, так и на второй ступени редуктора. Предохранительная муфта содержит ведущую и ведомую полумуфты, фрикционные элементы и поджимающую пружину. Ведущая полумуфта выполнена в виде ведущего диска, снабженного посадочным элементом в виде втулки с торцевыми пазами для приема крутящего момента и выступами на его периферийной части для передачи крутящего момента на корпус муфты. Ведомая полумуфта выполнена в виде ведомого диска с глухими отверстиями по 3 с каждой стороны со смещением отверстий одной плоскости трения от другой на 60^o для размещения в них фрикционных элементов, элементов, контактирующих с одной стороны с торцевой поверхностью первого ведущего диска, а с другой стороны - с внутренней торцевой поверхностью корпуса муфты. Ведомый диск соединен с возможностью самоустановки с солнечной шестерней муфты, по диаметру равной остальным солнечным шестерням редуктора электропривода, кинематически связанной со следующей ступенью редуктора. При этом и диски друг к другу, и ведомый диск к торцевой внутренней части корпуса муфты поджаты конической пружиной. Между конической пружиной и ведущим диском установлены регулировочные прокладки. На выходной втулке ведомого диска с внутренней стороны корпуса установлено стопорное кольцо. Технический результат заключается в расширении диапазона моментов на выходном валу привода. 3 с.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретения относятся к машиностроению, в частности к электроприводам космических летательных аппаратов.

Известен электропривод, содержащий корпус с фланцами, электродвигатель, многоступенчатый планетарный редуктор, в котором общая корончатая шестерня редуктора выполнена как одно целое с корпусом электропривода, на валу электродвигателя которого укреплена штифтом солнечная шестерня первой ступени, а водило последней ступени редуктора выполнено как одно целее с выходным валом электропривода (см., например "Проектирование механических передач". М.: Машиностроение, 1984, с. 168-169).

Недостатком известного электропривода является то, что в нем отсутствует предохранительная муфта, что снижает его надежность, а также нет возможности быстрой оперативной смены шестерен без дополнительной доработки привода для получения различных моментов на выходном валу привода.

Известна предохранительная муфта, содержащая ведущую и ведомую полумуфты, фрикционные элементы и поджимающую пружину (см., например, авт. св. СССР 863914 от 1979 г., кл. F 16 D 7/00).

Недостатком данной муфты является то, что она не является достаточно надежной при использовании ее в космических аппаратах.

Задачей данных изобретений является усовершенствование электропривода и предохранительной муфты к нему с точки зрения повышения надежности и расширение диапазона моментов на выходном валу привода без существенной доработки привода, а также расширение арсенала технических средств, используемых в различных областях техники, в частности космической.

Данная задача с достижением указанных технических результатов выполняется тем, что в электроприводе, содержащем корпус с фланцами, электродвигатель, многоступенчатый планетарный редуктор, в котором общая корончатая шестерня редуктора выполнена как одно целое с корпусом электропривода, на валу электродвигателя которого укреплена штифтом солнечная шестерня первой ступени, а водило последней ступени редуктора выполнено как одно целое с выходным валом электропривода, в соответствии с изобретением электропривод снабжен дополнительным соединительным промежуточным элементом и предохранительной муфтой, дополнительный соединительный элемент выполнен с приливом для размещения электроразъемов и жгута питания электродвигателя, установлен на посадочном пояске корпуса электропривода и стянут с фланцем этого корпуса накидной гайкой, электродвигатель закреплен на промежуточном соединительном элементе, предохранительная муфта соединена с одной стороны с ведущим водилом с помощью штифтов на водиле для передачи крутящего момента на предохранительную муфту через посадочные элементы ведущего диска предохранительной муфты, воспринимающие крутящие моменты, а с другой стороны через солнечную шестерню муфта кинематически соединена со следующей ступенью редуктора, при этом предохранительная муфта установлена на первой ступени редуктора.

Во втором варианте электропривода предохранительная муфта установлена на второй ступени редуктора.

Данная задача выполняется также тем, что в предохранительной муфте, содержащей ведущую и ведомую полумуфты, фрикционные элементы и поджимающую пружину, в соответствии с изобретением полумуфты выполнены в виде дисков, один из которых - ведущий снабжен посадочным элементом для приема крутящего момента и выступами на его периферийней части для передачи крутящего момента на корпус муфты, получаемого от приводного элемента, а другой диск - ведомый выполнен с глухими отверстиями по 3 с каждой стороны со смещением отверстий одной плоскости трения от другой на 60^o для размещения в них фрикционных элементов, контактирующих с одной стороны с торцевой поверхностью первого ведущего диска, а с другой стороны - с внутренней торцевой поверхностью корпуса муфты, причем второй ведомый диск соединен с возможностью самоустановки с солнечной шестерней муфты, по диаметру равной остальным солнечным шестерням редуктора электропривода, кинематически связанной со следующей ступенью редуктора, при этом и диски друг к другу, и ведомый диск к торцевой части корпуса муфты поджаты конической пружиной, причем между конической пружиной и ведущим диском установлены регулировочные прокладки, а на выходной втулке ведомого диска с внутренней стороны корпуса установлено стопорное кольцо.

Далее данные изобретения поясняются более подробно с использованием прилагаемых чертежей, где на фиг.1 показан электропривод с предохранительной муфтой, установленной на первой ступени редуктора, на фиг.2 показан вариант исполнения электропривода с установкой предохранительной муфты на второй ступени редуктора, на фиг.3 показана предохранительная муфта.

Электропривод содержит корпус 1 с фланцами 2 и 3, электродвигатель 4, многоступенчатый планетарный редуктор 5, содержащий солнечные шестерни, сателлиты и водила, а также корончатую шестерню. Общая корончатая шестерня 6 выполнена как одно целое с корпусом 1 электропривода. На валу 7 электродвигателя укреплена солнечная шестерня 8 первой ступени 9, а водило последней ступени 10 редуктора выполнено как одно целее с выходным валом 11 электропривода. Электропривод снабжен дополнительным соединительным элементом 12 и предохранительной муфтой 13. Дополнительный промежуточный соединительный элемент 12 выполнен с приливом 14 для размещения электроразъемов 15 и жгутов 16 питания электродвигателя. Промежуточный элемент 12 установлен на посадочном пояске 17 корпуса электропривода и стянут с фланцем 3 этого корпуса накидной гайкой 18. Электродвигатель 4 закреплен на промежуточном соединительном элементе 12. Предохранительная муфта соединена с одной стороны с водилом 19 ведущего сателлита 20 (с ведущим водилом) с помощью штифтов на водиле для передачи крутящего момента на предохранительную муфту через посадочные элементы 21 (фиг.3) на ведущем диске 22 предохранительной муфты. С другой стороны предохранительная муфта через солнечную шестерню 23 муфты кинематически соединена со следующей ступенью редуктора. При этом предохранительная муфта может быть установлена как на первой, так и на второй ступени редуктора.

Предохранительная муфта (фиг.3) содержит ведущую полумуфту в виде ведущего диска 22 и ведомую полумуфту в виде ведомого диска 24. Ведущий диск 22 снабжен внутренней втулкой 25 с торцевыми пазами, например, или в общем виде снабжен посадочным элементом, для приема крутящего момента и выступами на его периферийной части для передачи крутящего момента на корпус муфты, получаемого от приводного элемента, а другой диск - ведомый выполнен с глухими отверстиями по 3 с каждой стороны со смещением отверстий одной плоскости трения от другой на 60^o для размещения в них фрикционных элементов, контактирующих с одной стороны с торцевой поверхностью первого ведущего диска, а с другой стороны - с внутренней торцевой поверхностью корпуса муфты, причем второй ведомый диск соединен с возможностью самоустановки с солнечной шестерней муфты, по диаметру равной остальным солнечным шестерням редуктора электропривода, кинематически связанной со следующей ступенью редуктора. Выступы 26 на периферийной части ведущего диска 22 для передачи крутящего момента на корпус 27 входят в периферийные пазы 28 корпуса. В периферийных глухих отверстиях 29 фрикционные элементы 30 могут устанавливаться плотно или на клею. Диски (ведущий и ведомый) друг к другу и ведомый диск к торцевой внутренней части корпуса муфты поджаты конической пружиной 31. Между конической пружиной и ведущим диском установлены регулировочные прокладки (шайбы) 32, а на выходной втулке 33 ведомого диска 24 с внутренней стороны корпуса установлено стопорное кольцо 34. Коническая пружина опирается со стороны, противоположной ведущему диску, на упорное кольцо 35, установленное в корпусе 27 муфты, с дополнительными регулировочными прокладками 36.

Работает электропривод с предохранительной муфтой следующим образом.

Момент, развиваемый электродвигателем электропривода через солнечную шестерню 8, закрепленную на валу 7 электродвигателя, ведущее водило 19 сателлита 20 передается через два штифта (пальца) на ведущий диск 22 предохранительной муфты. Ведущий диск 22 через два выступа 26 вращает корпус 27 муфты и через посредство фрикционных элементов 30, установленных на ведомом диске 24 с двух торцевых сторон, т.е. через две плоскости трения, вращает ведомый диск 24. Определенный момент трения создается подбором конической пружины 31 и регулируется набором регулировочных прокладок (шайб 32 и 36). Стабильность передаваемого момента обеспечивается за счет развязки фрикционного диска (ведомого диска с фрикционными элементами 30) с солнечной шестерней 23, которая самоустанавливается относительно сателлиток следующей ступени.

При размещении муфты предельного момента (предохранительной муфты) с водилом, на котором она установлена, на вторую ступень, не меняя ее регулировки (по моменту), изменяется момент, преодолеваемый выходным валом привода в "i" раз, где i - передаточное отношение одной ступени планетарной передачи. При замене конической пружины на более сильную или более слабую и изменяя количества и толщины (высоты) набора регулировочных шайб можно менять момент, преодолеваемый выходным валом привода.

Размещение фрикционных элементов в отдельных глухих отверстиях вместо периферийных канавок (как это было в прототипе) позволяет обеспечить удельное давление фрикционных элементов (например, ретинакса) по стали в соответствии с рекомендациями. Размещение глухих отверстий на двух сторонах диска со смещением позволяет уменьшить размеры диска. Размещение фрикционных элементов в отдельных глухих отверстиях позволяет также устранить (не допускать) смещение фрикционных элементов по окружности и обеспечить четкую передачу момента даже и без приклеивания фрикционных элементов.

Формула изобретения

1. Электропривод, содержащий корпус с фланцами, электродвигатель, многоступенчатый планетарный редуктор, в котором общая корончатая шестерня редуктора выполнена как одно целое с корпусом электропривода, на валу электродвигателя которого укреплена солнечная шестерня первой ступени, а водило последней ступени редуктора выполнено как одно целое с выходным валом электропривода, отличающийся тем, что на первой ступени редуктора установлена предохранительная фрикционная муфта, а на ведущем водиле первой ступени редуктора установлены штифты для передачи крутящего момента на предохранительную муфту, которая связана с водилом первой ступени через посадочные элементы ведущего диска предохранительной фрикционной муфты, воспринимающей крутящий момент, а с другой стороны через солнечную шестерню муфта кинематически соединена со следующей ступенью редуктора.

2. Электропривод, содержащий корпус с фланцами, электродвигатель, многоступенчатый планетарный редуктор, в котором общая корончатая шестерня редуктора выполнена как одно целое с корпусом электропривода, на валу электродвигателя которого укреплена штифтом солнечная шестерня первой ступени, а водило последней ступени редуктора выполнено как одно целое с выходном валом электропривода, отличающийся тем, что на второй ступени редуктора установлена предохранительная фрикционная муфта, которая соединена с одной стороны с ведущим водилом с помощью штифтов на водиле для передачи крутящего момента на предохранительную муфту через посадочные элементы ведущего диска предохранительной муфты, воспринимающие крутящие моменты, а с другой стороны через солнечную шестерню муфта кинематически соединена со следующей ступенью редуктора.

3. Предохранительная муфта, содержащая ведущую и ведомую полумуфты, фрикционные элементы и поджимающую пружину, отличающаяся тем, что ведущая полумуфта выполнена в виде ведущего диска, снабженного посадочным элементом в виде втулки с торцевыми пазами для приема крутящего момента и выступами на его периферийной части для передачи крутящего момента на корпус муфты, соединяющими ведущий диск с корпусом муфты через периферийные пазы корпуса, а ведомая полумуфта выполнена в виде ведомого диска с глухими отверстиями по три с каждой стороны с установленными в них фрикционными элементами со смещением всех отверстий по окружности на 60° относительно друг друга с образованием двух плоскостей трения, по которым фрикционные элементы контактируют с одной стороны с ведущим диском, а с другой стороны - с внутренней торцевой поверхностью корпуса муфты, солнечная шестерня установлена на выходном втулке ведомого диска с возможностью самоустановки ведомого диска относительно солнечной шестерни, кинематически связывающей предохранительную муфту со следующей ступенью редуктора, при этом и диски друг к другу, и ведомый диск к торцевой внутренней части корпуса муфты поджаты конической пружиной, причем между конической пружиной и ведущим диском установлены регулировочные прокладки, а на выходной втулке ведомого диска с внутренней стороны корпуса установлено стопорное кольцо.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3