CN114294379A - 一种空间机构用大力矩重量比驱动组件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种空间机构用大力矩重量比驱动组件，包括：电机、两级NGW减速器和一级NGWN减速器；其中，所述电机和所述两级NGW减速器相连接，所述两级NGW减速器和所述一级NGWN减速器相连接。本发明结构紧凑、体积小、重量轻、传动比大，可满足大惯量负载展开、大力矩输出的使用特点，以及空间机构轻量化设计要求。
Description
技术领域
本发明属于航天器技术领域，尤其涉及一种空间机构用大力矩重量比驱动组件。
背景技术
随着航天器大型天线等有效载荷以及大面积太阳电池阵的不断应用,作为其展开动力源的有源展开装置需要提供更大的输出能力。国内以往的型号一般采用谐波减速器配合锥齿轮副或蜗轮蜗杆或行星减速器实现，对于空间大惯量、大负载的天线和太阳电池阵,其不足之处主要表现在：
机构体积较大、重量较重，不能满足空间机构小型化、轻量化的需求；
机构输出力矩有限,可适用的负载惯量小，不能满足天线、太阳电池阵等负载增大后所需的展开力矩要求；
谐波减速器制造困难、成本高、对安装精度要求也较高，不能满足低成本组批生产的长远发展需求。
发明内容
为满足小型化、轻量化、大力矩输出以及未来低成本组批生产的应用需求,有必要提供一种大力矩重量比的驱动组件,用于大型天线展开或大面积太阳电池阵展开等领域。
本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种空间机构用大力矩重量比驱动组件，结构紧凑、体积小、重量轻、传动比大，可满足大惯量负载展开、大力矩输出的使用特点，以及空间机构轻量化设计要求。
本发明目的通过以下技术方案予以实现：一种空间机构用大力矩重量比驱动组件，包括：电机、两级NGW减速器和一级NGWN减速器；其中，所述电机和所述两级NGW减速器相连接，所述两级NGW减速器和所述一级NGWN减速器相连接。
上述空间机构用大力矩重量比驱动组件中，两级NGW减速器包括第一内齿圈壳体、一级太阳轮、一级行星架太阳轮、二级行星架、第一行星轮、球面顶块、第一轴承、第一挡圈和第一挡盖；其中，所述一级太阳轮、所述一级行星架太阳轮、所述二级行星架、所述第一行星轮、所述球面顶块、所述第一轴承、所述第一挡圈和所述第一挡盖均设置在所述第一内齿圈壳体的内部；所述一级太阳轮与电机的输出轴连接；所述一级行星架太阳轮的两端通过两个所述球面顶块进行定位；所述一级行星架太阳轮和所述二级行星架上各安装三个所述第一行星轮，每个所述第一行星轮内设置有一个所述第一轴承，所述第一轴承的内圈通过所述第一挡盖压紧在行星架上，所述第一轴承的外圈通过所述第一挡圈在所述第一行星轮内定位。
上述空间机构用大力矩重量比驱动组件中，一级NGWN减速器包括第二内齿圈壳体、太阳轮、行星架、第二行星轮、内齿圈输出轴、壳体、第二轴承、第三轴承、第四轴承、第二挡圈和第二挡盖；其中，所述第二内齿圈壳体与所述第一内齿圈壳体通过止口定位，螺钉连接；所述太阳轮与所述二级行星架连接，所述太阳轮的两端各通过一个所述第二轴承分别支撑在所述第一内齿圈壳体和所述行星架内；所述行星架上安装三个所述第二行星轮，每个所述第二行星轮内设置有两个所述第三轴承，所述第三轴承的内圈通过所述第二挡盖压紧在行星架上，所述第三轴承的外圈通过所述第二挡圈在所述第二行星轮内定位；所述壳体与所述第二内齿圈壳体通过止口定位，螺钉连接；所述内齿圈输出轴位于所述壳体内，所述内齿圈输出轴的输出端通过两个所述第四轴承支撑在所述壳体内，所述内齿圈输出轴的另一端通过一个所述第二轴承支撑在所述行星架上。
上述空间机构用大力矩重量比驱动组件中，所述一级太阳轮与电机的输出轴之间为型面配合，并在径向安装紧定螺钉，进行轴向定位。
上述空间机构用大力矩重量比驱动组件中，所述第一挡圈与所述第一轴承外圈之间、所述第二挡圈与所述第二轴承外圈之间均留有间隙，以适应空间高低温环境。
上述空间机构用大力矩重量比驱动组件中，所述两个第四轴承之间设有隔圈，通过修磨隔圈可以调节输出端的轴向间隙，以适应空间高低温环境。
上述空间机构用大力矩重量比驱动组件中，所述第二内齿圈壳体的法兰上设有螺纹孔，用于驱动组件安装固定。
上述空间机构用大力矩重量比驱动组件中，所述第二内齿圈壳体与所述第一内齿圈壳体通过径向螺钉连接，同时在径向均布安装两个销钉，用于承受轴向载荷。
上述空间机构用大力矩重量比驱动组件中，所述内齿圈输出轴的输出端设有矩形花键槽，用于转动负载与驱动组件连接。
上述空间机构用大力矩重量比驱动组件中，所述第一轴承、第二轴承、第三轴承、第四轴承均为深沟球轴承。
本发明与现有技术相比具有如下有益效果：
本发明的驱动组件采用两级NGW和一级NGWN串联的形式，体积小，重量轻，节省了安装空间；通过多级减速获得极大减速比，将输出力矩放大，驱动能力增强，能够驱动大惯量、大负载天线或太阳电池阵转动；且制造成本低，可满足低成本组批生产的长远发展需求。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1是本发明实施例提供的空间机构用大力矩重量比驱动组件的剖面图；
图2是本发明实施例提供的空间机构用大力矩重量比驱动组件的外形图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
本实施例提供了一种空间机构用大力矩重量比驱动组件，该组件包括电机(1)、两级NGW减速器和一级NGWN减速器；其中，
所述电机(1)和所述两级NGW减速器相连接，所述两级NGW减速器和所述一级NGWN减速器相连接。
两级NGW减速器由两套参数完全一样的NGW减速器串联组成，位于高速端；一级NGWN减速器位于低速端。
如图1所示，一种空间机构用大力矩重量比驱动组件，包括电机1，第一内齿圈壳体2，一级太阳轮3，一级行星架太阳轮4，二级行星架5，第一行星轮6，球面顶块7，第一轴承8，第一挡圈9，第一挡盖10，第二内齿圈壳体11，太阳轮12，行星架13，第二行星轮14，内齿圈输出轴15，壳体16，第二轴承17，第三轴承18，第四轴承19，第二挡圈20，第二挡盖21，隔圈22，销钉23。
其中第一内齿圈壳体2、一级太阳轮3、一级行星架太阳轮4、二级行星架5、第一行星轮6、球面顶块7、第一轴承8、第一挡圈9和第一挡盖10组成两级NGW减速器，位于高速端，其中一级太阳轮3为输入端，二级行星架5为输出端。两级NGW减速器共用一个第一内齿圈壳体2；一级太阳轮3与电机1的输出轴通过型面配合，并在径向安装紧定螺钉，进行轴向定位；二级太阳轮与一级行星架一体化设计为一级行星架太阳轮4，通过两个球面顶块7进行定位；一级行星架太阳轮4和二级行星架5上各安装三个第一行星轮6，每个第一行星轮6内有一个第一轴承8支撑，第一轴承8内圈通过第一挡盖10压紧在行星架上，第一轴承8外圈通过第一挡圈9在第一行星轮6内定位，且第一挡圈9与第一轴承8外圈留有一定轴向间隙，以适应空间高低温环境。
第二内齿圈壳体11、太阳轮12、行星架13、第二行星轮14、内齿圈输出轴15、壳体16、第二轴承17、第三轴承18、第四轴承19、第二挡圈20、第二挡盖21、隔圈22、销钉23组成NGWN减速器，位于低速端，其中太阳轮12为输入端，内齿圈输出轴15为输出端。第二内齿圈壳体11与第一内齿圈壳体2通过止口定位，径向螺钉连接，同时在径向均布安装两个销钉23，用于承受轴向载荷；太阳轮12与NGW减速器的二级行星架5通过型面配合，通过轴肩进行轴向定位，太阳轮12两端各通过一个第二轴承17支撑在第一内齿圈壳体2和行星架13内；行星架13上安装三个第二行星轮14，每个第二行星轮14内有两个第三轴承18支撑，第三轴承18内圈通过第二挡盖21压紧在行星架13上，第三轴承18外圈通过第二挡圈20在第二行星轮14内定位，且第二挡圈20与第三轴承18外圈留有一定轴向间隙，以适应空间高低温环境；壳体16与第二内齿圈壳体11通过止口定位，螺钉连接；内齿圈输出轴15位于壳体16内，其输出端通过两个第四轴承19支撑在壳体16内，另一端通过一个第二轴承17支撑在行星架13上；两个第四轴承19之间设有隔圈22，通过修磨隔圈22可以调节输出端的轴向间隙，以适应空间高低温环境；在第二内齿圈壳体11的法兰上设有螺纹孔，用于驱动组件安装固定；在内齿圈输出轴15的输出端设有矩形花键槽，用于转动负载与驱动组件连接。
所述第一轴承8、第二轴承17、第三轴承18、第四轴承19均为深沟球轴承。
所述第一轴承8、第二轴承17、第三轴承18、第四轴承19、球面顶块7的球面及所有齿轮表面均采取润滑措施。根据使用环境的不同可采用固体润滑或油脂润滑，固体润滑低温下性能较好，但工艺较复杂，且对装配试验的环境湿度有较高要求；油脂润滑需采用适应真空环境的油脂，实施过程简单，受环境湿度影响不明显，但到一定低温下效率会有所降低。不论采用何种润滑，驱动组件的结构形式无需改变。
本实施例中选择单级NGW减速器的减速比为5.7273，NGWN减速器的减速比为280，组合后驱动组件的减速比为9184.55。驱动组件输出力矩大于100Nm，转速0～0.12rpm可调，包络尺寸不大于Φ110mm×140mm，重量不超过2.3kg，可驱动负载惯量达15000kgm2的大型天线或大面积太阳电池阵转动。
NGW减速器具有轴向尺寸小、效率高、结构简单、制造方便、便于串联成多级传动、工艺性好等特点；NGWN减速器能实现较大的传动比，且结构紧凑。驱动组件采用两级NGW和一级NGWN串联的形式，体积小，重量轻，节省了安装空间；通过多级减速获得极大减速比，将输出力矩放大，驱动能力增强，能够驱动大惯量、大负载天线或太阳电池阵转动；且制造成本低，可满足低成本组批生产的长远发展需求。
本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (10)
1.一种空间机构用大力矩重量比驱动组件，其特征在于包括：电机(1)、两级NGW减速器和一级NGWN减速器；其中，
所述电机(1)和所述两级NGW减速器相连接，所述两级NGW减速器和所述一级NGWN减速器相连接。
2.根据权利要求1所述的空间机构用大力矩重量比驱动组件，其特征在于：两级NGW减速器包括第一内齿圈壳体(2)、一级太阳轮(3)、一级行星架太阳轮(4)、二级行星架(5)、第一行星轮(6)、球面顶块(7)、第一轴承(8)、第一挡圈(9)和第一挡盖(10)；其中，
所述一级太阳轮(3)、所述一级行星架太阳轮(4)、所述二级行星架(5)、所述第一行星轮(6)、所述球面顶块(7)、所述第一轴承(8)、所述第一挡圈(9)和所述第一挡盖(10)均设置在所述第一内齿圈壳体(2)的内部；
所述一级太阳轮(3)与电机(1)的输出轴连接；
所述一级行星架太阳轮(4)的两端通过两个所述球面顶块(7)进行定位；
所述一级行星架太阳轮(4)和所述二级行星架(5)上各安装三个所述第一行星轮(6)，每个所述第一行星轮(6)内设置有一个所述第一轴承(8)，所述第一轴承(8)的内圈通过所述第一挡盖(10)压紧在行星架上，所述第一轴承(8)的外圈通过所述第一挡圈(9)在所述第一行星轮(6)内定位。
3.根据权利要求2所述的空间机构用大力矩重量比驱动组件，其特征在于：一级NGWN减速器包括第二内齿圈壳体(11)、太阳轮(12)、行星架(13)、第二行星轮(14)、内齿圈输出轴(15)、壳体(16)、第二轴承(17)、第三轴承(18)、第四轴承(19)、第二挡圈(20)和第二挡盖(21)；其中，
所述第二内齿圈壳体(11)与所述第一内齿圈壳体(2)通过止口定位，螺钉连接；
所述太阳轮(12)与所述二级行星架(5)连接，所述太阳轮(12)的两端各通过一个所述第二轴承(17)分别支撑在所述第一内齿圈壳体(2)和所述行星架(13)内；
所述行星架(13)上安装三个所述第二行星轮(14)，每个所述第二行星轮(14)内设置有两个所述第三轴承(18)，所述第三轴承(18)的内圈通过所述第二挡盖(21)压紧在行星架(13)上，所述第三轴承(18)的外圈通过所述第二挡圈(20)在所述第二行星轮(14)内定位；
所述壳体(16)与所述第二内齿圈壳体(11)通过止口定位，螺钉连接；所述内齿圈输出轴(15)位于所述壳体(16)内，所述内齿圈输出轴(15)的输出端通过两个所述第四轴承(19)支撑在所述壳体(16)内，所述内齿圈输出轴(15)的另一端通过一个所述第二轴承(17)支撑在所述行星架(13)上。
4.根据权利要求2所述的空间机构用大力矩重量比驱动组件，其特征在于：所述一级太阳轮(3)与电机(1)的输出轴之间为型面配合，并在径向安装紧定螺钉，进行轴向定位。
5.根据权利要求3所述的空间机构用大力矩重量比驱动组件，其特征在于：所述第一挡圈与所述第一轴承外圈之间、所述第二挡圈与所述第二轴承外圈之间均留有间隙，以适应空间高低温环境。
6.根据权利要求3所述的空间机构用大力矩重量比驱动组件，其特征在于：所述两个第四轴承之间设有隔圈，通过修磨隔圈可以调节输出端的轴向间隙，以适应空间高低温环境。
7.根据权利要求3所述的空间机构用大力矩重量比驱动组件，其特征在于：所述第二内齿圈壳体的法兰上设有螺纹孔，用于驱动组件安装固定。
8.根据权利要求3所述的空间机构用大力矩重量比驱动组件，其特征在于：所述第二内齿圈壳体与所述第一内齿圈壳体通过径向螺钉连接，同时在径向均布安装两个销钉，用于承受轴向载荷。
9.根据权利要求3所述的空间机构用大力矩重量比驱动组件，其特征在于：所述内齿圈输出轴的输出端设有矩形花键槽，用于转动负载与驱动组件连接。
10.根据权利要求3所述的空间机构用大力矩重量比驱动组件，其特征在于：所述第一轴承、第二轴承、第三轴承、第四轴承均为深沟球轴承。
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