RU2678397C1

RU2678397C1 - Tower rotation mechanism

Info

Publication number: RU2678397C1
Application number: RU2018111866A
Authority: RU
Inventors: Александр Валентинович Мухин; Николай Александрович Леонов; Андрей Борисович Карпенко; Иван Вячеславович Антипов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Специальное конструкторское бюро приборостроения и автоматики"
Priority date: 2018-04-02
Filing date: 2018-04-02
Publication date: 2019-01-28

Abstract

FIELD: machine building.SUBSTANCE: invention relates to automotive industry. Mechanism of rotation of the tower contains a gearbox having a kinematic chain of gear pairs of gears connected with the serrated crown of the gear, made according to a double-flow scheme with the power engagement of two threads with the gear crown. Backlash between the intermediate gear wheel and the main gear in the form of an elastic element - torsion, is made only on one of the threads, on the other stream the intermediate gear wheel is rigidly connected with the main gear, for example a backlash-free cone clutch. Exposing the moment of backlash on the stream with the backlash device, equal to the value of the moment of load, the gap will be selected between the main gear of this stream, the tower shoulder strap and the intermediate gear wheel, which, while rolling, will also choose the gap between the main gear of another stream and the shoulder strap.EFFECT: improved performance characteristics of the drive rotation of the tower by increasing the rigidity of the mechanism.1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к механизмам поворота башни танков, боевых машин пехоты и др.The invention relates to transport engineering, in particular to mechanisms for turning the turret of tanks, infantry fighting vehicles, etc.

К современным механизмам поворота башенных установок боевых машин, которые применяются в стабилизированных системах наведения вооружения, предъявляются повышенные требования к люфту и жесткости механизма.The modern mechanisms for turning turret installations of combat vehicles, which are used in stabilized weapon guidance systems, are subject to increased requirements for backlash and rigidity of the mechanism.

Для обеспечения высокой динамической точности, чувствительности, скорости и плавности в режиме слежения, а также минимального переходного процесса при максимальном разгоне и торможении (при реверсе) башни, механизм поворота должен иметь минимальный люфт и достаточную жесткость в кинематической цепи привода. Недостаточная жесткость и люфт механизма вызывают нежелательные колебания, упругие перемещения деталей механизма, повышенное изнашивание, нарушение точности и увеличение времени переходных процессов в режимах быстрого поворота башни и резкого торможения (при реверсе).To ensure high dynamic accuracy, sensitivity, speed and smoothness in tracking mode, as well as a minimum transient process with maximum acceleration and braking (when reversing) of the tower, the rotation mechanism should have minimal backlash and sufficient rigidity in the kinematic chain of the drive. Insufficient rigidity and backlash of the mechanism cause unwanted vibrations, elastic movements of the parts of the mechanism, increased wear, impaired accuracy and an increase in the time of transients in the modes of rapid rotation of the tower and sharp braking (when reversing).

Также для исключения повышенного износа зубьев погона и снижения максимальных контактных напряжений, которые возникают в местах сопряжения зубчатого венца погона башенной установки и выходной шестерни механизма поворота, применяют двухпоточную схему, с целью максимально увеличить высоту зуба коренной шестерни, которая находится в зацеплении с погоном, для увеличения площади зацепления.Also, to exclude increased wear of shoulder teeth and reduction of maximum contact stresses that occur in the places where the gear rim of the tower unit and the output gear of the rotation mechanism are mated, a two-threaded scheme is used to maximize the height of the root gear tooth, which is engaged with the shoulder strap, for increase the area of engagement.

Известен поворотный механизм башни (патент №2547669) - прототип, содержащий редуктор, имеющий связанную с зубчатым венцом погона кинематическую цепь зубчатых пар шестерен, выполненную по двухпоточной схеме с силовым зацеплением двух потоков с зубчатым венцом погона. Два зубчатых колеса соосно установлены на выходе каждого потока, связаны торсионом и люфтовыбирающим устройством. Первое зубчатое колесо - выходное (коренная шестерня), второе зубчатое колесо - промежуточное. Выходное зубчатое колесо выполнено с возможностью разворота относительно промежуточного колеса. Люфтовыбирающее устройство установлено между торсионом и промежуточным зубчатым колесом, выполнено регулируемым по направлению и величине люфтовыбирания. Направление моментов люфтовыбирания первого и второго потоков встречное, момент люфтовыбирания выбирается равным величине момента нагрузки.Known rotary mechanism of the tower (patent No. 2547669) is a prototype containing a gearbox having a kinematic chain of gear pairs of gears connected with a gear crown, made according to a two-stream scheme with power meshing of two flows with a gear gear. Two gears are coaxially mounted at the output of each stream, connected by a torsion bar and a backlash device. The first gear is the output gear (main gear), the second gear is the intermediate gear. The output gear wheel is rotatable relative to the intermediate wheel. A backlash device is installed between the torsion bar and the intermediate gear wheel, made adjustable in the direction and magnitude of the backlash. The direction of the backlash selection moments of the first and second flows is opposite, the backlash selection moment is chosen equal to the value of the load moment.

Недостатком вышеупомянутого механизма является то, что люфтовыбирающее устройство в виде упругого элемента (торсиона) имеющего достаточно низкую жесткость, выполнено на обоих выходных валах. Таким образом, жесткость редуктора будет соизмерима с жесткостью торсионов, установленных на выходных валах механизма, т.к. при передаче момента от двигателя к погону башни и в одну и в другую сторону, будет передаваться момент через упругий элемент (торсион).A disadvantage of the aforementioned mechanism is that the backlash device in the form of an elastic element (torsion) having a sufficiently low stiffness is made on both output shafts. Thus, the rigidity of the gearbox will be commensurate with the rigidity of the torsion bars mounted on the output shafts of the mechanism, as when transmitting the moment from the engine to the front of the tower and in one and the other direction, the moment will be transmitted through the elastic element (torsion).

Целью изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик привода поворота башни за счет увеличения жесткости механизма.The aim of the invention is to improve the operational characteristics of the turret rotation drive by increasing the rigidity of the mechanism.

Указанная цель достигается тем, что в механизме поворота башни, содержащем редуктор, имеющий связанную с зубчатым венцом погона кинематическую цепь зубчатых пар шестерен, выполненную по двухпоточной схеме с силовым зацеплением двух потоков с зубчатым венцом погона и предусмотрено следующее отличие: люфтовыбирание между промежуточным зубчатым колесом и коренной шестерней в виде упругого элемента - торсиона, выполнено на одном из потоков, на другом потоке промежуточное зубчатое колесо жестко связано с коренной шестерней, например, безлюфтовой конусной муфтой.This goal is achieved by the fact that in the rotation mechanism of the tower, containing a gearbox having a kinematic chain of gear pairs of gears connected with a gear ring, made according to a two-flow scheme with power meshing of two flows with a gear gear ring and the following difference is provided: backlash selection between the intermediate gear wheel and the main gear in the form of an elastic element - a torsion bar, is made on one of the threads, on the other thread the intermediate gear is rigidly connected to the main gear, for example, a bezel cone coupling.

Существенным отличительным признаком является жесткое соединение на одном из потоков зубчатого колеса с коренной шестерней и исключение на этом потоке упругого элемента (торсиона).An essential distinguishing feature is the rigid connection on one of the flows of the gear wheel with the main gear and the exclusion of the elastic element (torsion) on this flow.

Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями показывает, что вновь вводимые элементы известны в технике, но их введение в указанной связи в заявляемый механизм поворота башни позволяет улучшить эксплуатационные характеристики и увеличить жесткость привода поворота башни за счет исключения в одном из потоков упругого элемента с низкой жесткостью, в результате чего момент от двигателя к погону башни передается по кинематической цепи с элементами достаточной жесткости.Comparison of the proposed solution with other technical solutions shows that the newly introduced elements are known in the art, but their introduction into the stated tower rotation mechanism allows improving operational characteristics and increasing the tower rotation drive stiffness due to the exclusion of an elastic element with low rigidity in one of the flows As a result, the moment from the engine to the shoulder of the tower is transmitted along the kinematic chain with elements of sufficient rigidity.

Выставляя момент люфтовыбирания на потоке с люфтовыбирающим устройством, равным величине момента нагрузки, люфт будет выбираться между коренной шестерней этого потока, погоном башни и промежуточным зубчатым колесом, которое, прокручиваясь, также будет выбирать люфт между коренной шестерней другого потока и погона.By setting the play backlash moment on the flow with the backlash selector equal to the load moment, the play will be selected between the main gear of this flow, the tower shoulder and the intermediate gear, which, while scrolling, will also select the play between the main gear of the other thread and the shoulder strap.

Кроме того:Besides:

- обеспечивается реализация кинематики с использованием всей длины зубьев коренной шестерни при передаче потока мощности на погон, что снижает износ погона;- provides the implementation of kinematics using the entire length of the teeth of the main gear when transmitting the power flow to the shoulder strap, which reduces the wear of the shoulder strap;

- обеспечивается выборка суммарного люфта в редукторе и опоре башни без увеличения момента сопротивления, а соответствующая настройка момента люфтовыбирания обеспечивает выборку люфта в требуемом диапазоне момента нагрузки;- provides the selection of the total backlash in the gearbox and tower support without increasing the moment of resistance, and the corresponding adjustment of the backlash selection provides a backlash selection in the desired range of load moment;

Устройство и работа заявляемого изобретения поясняются графическими материаламиThe device and operation of the claimed invention are illustrated in graphic materials.

На фиг. 1 представлена кинематическая схема механизма поворота;In FIG. 1 is a kinematic diagram of a rotation mechanism;

На фиг. 2 представлен изометрический вид механизма и направление выборки люфтов при настройке люфтовыбирания.In FIG. Figure 2 shows an isometric view of the mechanism and the direction of the selection of backlash when setting backlash.

Механизм поворота состоит из двигателя 1 (фиг. 1, фиг. 2), связанного с зубчатым колесом 2, вал - шестерни 3, сдающего звена, выполненного в виде конусного вала 4, к которому поджимается пружинами 5 и гайкой 6 шестерня 7. Шестерня 7 связана, с одной стороны, с одним из потоков через зубчатое колесо 8, жестко соединенное (например, безлюфтовой конусной муфтой 9) с первой коренной шестерней 10, а с другой стороны с другим потоком через колесо 11, которое связано торсионом 12 со второй коренной шестерней 13. Обе коренные шестерни имеют зацепление с зубчатым венцом погона 14. Погон может быть как с внутренним так и с внешним зацеплением. Люфтовыбирающий механизм состоит из рычага 15, жестко связанного с торсионом 12 и коренной шестерней 13, рычага 16, жестко связанного с зубчатым колесом 11, и винтовым механизмом 17 между рычагами 15 и 16. Зубчатое колесо 11, находящееся в постоянном зацеплении с шестерней 18, совместно с зубцовой муфтой 19 и червячной парой 20 являются элементами ручного привода механизма. Червячная пара 20 также обеспечивает удержание вращения погона при неработающем двигателе 1. Переключение зубцовой муфтой 19 с моторной ветви на ручную ветвь механизма обеспечивается с помощью электромагнита 21.The rotation mechanism consists of an engine 1 (Fig. 1, Fig. 2), connected with a gear wheel 2, a shaft - gear 3, a delivery link, made in the form of a conical shaft 4, to which gear 7 is pressed by springs 5 and nut 6. Gear 7 connected, on the one hand, with one of the flows through the gear wheel 8, rigidly connected (for example, a clearance-free cone clutch 9) with the first main gear 10, and on the other hand with the other flow through the wheel 11, which is connected by a torsion bar 12 with the second main gear 13. Both main gears mesh with a gear ring om shoulder strap 14. Shoulder strap can be both with internal and external gearing. The backlash mechanism consists of a lever 15, rigidly connected to the torsion bar 12 and the main gear 13, a lever 16, rigidly connected to the gear wheel 11, and a screw mechanism 17 between the levers 15 and 16. The gear wheel 11, which is in constant engagement with the gear 18, together with a gear clutch 19 and a worm pair 20 are elements of a manual drive mechanism. The worm pair 20 also provides retention of the rotation of the shoulder strap when the engine 1 is not running. Switching by the gear coupling 19 from the motor branch to the manual branch of the mechanism is provided by means of an electromagnet 21.

Механизм поворота работает следующим образом.The rotation mechanism operates as follows.

Поток мощности, формируемый двигателем 1, передается через зубчатое колесо 2 и вал - шестерни 3 на вал 4 с фрикционной конусной муфтой, к которой поджимается пружинами 5 и гайкой 6 шестерня 7. При превышении допустимого момента шестерня 7 проскользнет по конусу вала 4 и тем самым предохранит механизм от поломки. Шестерня 7 передает потоки мощности в одну сторону через зубчатое колесо 8, которое жестко соединено муфтой 9 с коренной шестерней 10 и в другую сторону через зубчатое колесо 11, упруго соединенное торсионом 12 с коренной шестерней 13.The power flow generated by the engine 1 is transmitted through the gear wheel 2 and the gear shaft 3 to the shaft 4 with a friction cone clutch, to which the gear 7 is pressed by the springs 5 and the nut 6. When the permissible moment is exceeded, the gear 7 will slip along the cone of the shaft 4 and thereby protects the mechanism from breakage. Gear 7 transmits power flows to one side through gear 8, which is rigidly connected by clutch 9 to the main gear 10 and to the other side through gear 11, elastically connected by torsion 12 to the main gear 13.

При этом, если поток мощности передается, например, зацеплением деталей 7 и 8, через муфту 9 на коренную шестерню 10, которая постоянно поджата в одну сторону к погону 14, то коренная шестерня 13 будет вращаться в том же направлении, выбирая люфт с погоном 14. То есть передача потока мощности обеспечивается одной коренной шестерней с одновременной выборкой люфта в кинематической цепи другой коренной шестерней. При изменении направления вращения двигателя 1, поток мощности будет передаваться другой парой зацепления 7 и 11, через коренную шестерню 13, которая постоянно поджата к погону 14 в другую сторону, при этом коренная шестерня 10 будет вращаться в ту же сторону, выбирая люфт с погоном 14.Moreover, if the power flow is transmitted, for example, by engaging parts 7 and 8, through the clutch 9 to the main gear 10, which is constantly drawn in one direction to the shoulder strap 14, then the main gear 13 will rotate in the same direction, choosing a backlash with shoulder strap 14 That is, the transmission of power flow is provided by one main gear with simultaneous selection of play in the kinematic chain of the other main gear. When changing the direction of rotation of the engine 1, the power flow will be transmitted by another pair of gears 7 and 11, through the main gear 13, which is constantly drawn to the shoulder strap 14 in the other direction, while the main gear 10 will rotate in the same direction, choosing a backlash with shoulder strap 14 .

Схема выборки люфтов механизмом люфтовыбирания представлена на фиг 2. Сводя рычаг 15, жестко связанный с торсионом 12 и коренной шестерней 13, и рычаг 16, жестко связанный с зубчатым колесом 11, винтом 17 по стрелкам, происходит закручивание зубчатых колес согласно схеме на фиг. 2 и выборка люфтов в зубчатых зацеплениях.The backlash selection scheme of the backlash selection mechanism is shown in FIG. 2. The lever 15, rigidly connected to the torsion bar 12 and the main gear 13, and the lever 16, rigidly connected to the gear wheel 11, the screw 17 in the arrows, twist the gears according to the diagram in FIG. 2 and a selection of backlash in gears.

В механизме также предусмотрена возможность поворота башни ручным приводом: через червячную пару 20, зубцовую муфту 19 и шестерню 18, находящуюся в постоянном зацеплении с зубчатым колесом 11. Переключение зубцовой муфты 19 с режима ручного управления на моторную ветвь обеспечивается электромагнитом 21.The mechanism also provides for the possibility of turning the tower with a manual drive: through a worm pair 20, a gear coupling 19 and a gear 18, which is constantly engaged with a gear wheel 11. Switching the gear coupling 19 from the manual control mode to the motor branch is provided by an electromagnet 21.

Таким образом, момент, передаваемый двигателем к погонному устройству башни, передается в одну сторону по «жесткому» потоку, в котором все элементы связаны друг с другом без упругих элементов, что значительно увеличивает жесткость механизма. В другую сторону момент от двигателя будет передаваться по люфтовыбирающему потоку до тех пор, пока не выберется люфт «жесткого» потока с погоном и, так как оба потока передают момент в одну сторону, то после этого подключается «жесткий» поток.Thus, the moment transmitted by the engine to the running device of the tower is transmitted in one direction along a “rigid” flow, in which all elements are connected to each other without elastic elements, which significantly increases the rigidity of the mechanism. To the other side, the moment from the engine will be transmitted through a backlash flow until a backlash of the “hard” stream with overhead is selected and, since both streams transmit the moment in one direction, then a “hard” stream is connected.

Применение «жесткого» потока, позволяет исключить упругость в механизме, тем самым увеличив его жесткость, не ухудшая других характеристик.The use of a “hard” flow allows eliminating elasticity in the mechanism, thereby increasing its rigidity without affecting other characteristics.

По предлагаемому техническому решению в ОАО "СКБ ПА" был разработан и изготовлен механизм поворота МКРН.ЗОЗ 199.011 в рамках составной части ОКР по теме "Эпоха-СНВ". Результаты испытаний подтвердили эффективность предлагаемого решения.According to the proposed technical solution, SKB PA OJSC developed and manufactured the rotation mechanism MKRN.ZOZ 199.011 as part of the design and development work on the topic "Epoch-START". The test results confirmed the effectiveness of the proposed solution.

Claims

A turret rotary mechanism comprising a gearbox having a kinematic chain of gear pairs of gears connected with a shoulder gear ring, made according to a two-thread coaxial scheme with a single power engagement of two streams with a shoulder gear ring, while the output and intermediate wheels are connected by a torsion bar and a backlash at the output of one of the flows device, characterized in that on the other thread gears, one of which is output and the other intermediate, are rigidly interconnected.