航天器用冗余传动机构制造技术

航天器用冗余传动机构，它涉及一种传动机构，以解决现有具有动力冗余功能的驱动备份机构体积大、传动效率低以及可靠性差，不适用于航天器应用的问题。它包括第一齿轮轴、第二齿轮轴、具有内外齿的第一齿轮、定齿轮、第三齿轮轴、太阳轮、行星齿轮、具有内外齿的第二齿轮、输出轴和箱体，具有内外齿的第一齿轮、定齿轮、第三齿轮轴、太阳轮、行星齿轮、具有内外齿的第二齿轮、输出轴分别置于箱体内，具有内外齿的第一齿轮的内齿与定齿轮啮合，定齿轮与第三齿轮轴的一端的轮齿啮合并带动第三齿轮轴转动，太阳轮与行星齿轮啮合，行星齿轮与具有内外齿的第二齿轮的内齿啮合并带动输出轴转动。本发明专利技术用于空间探索领域的航天器上用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种传动机构，具体涉及一种航天器上用冗余传动机构。
技术介绍
所谓备份，是指产品所包含的为完成规定功能所必不可少组成部分的额外附加成分。应用研究表明，提高系统的冗余度能够有效地提高系统的运行可靠性。差速器是针对提高空间展开系统的可靠性而提出一种具有动力冗余功能的动力备份机构。动力备份装置安装在空间机构上，用于对空间机构的动力进行备份，以提高空间机构的可靠性。动力备份机构应在保证应用功能和性能的前提下，具有尽可能小的体积、重量和运行平稳性。对驱动进行备份设计，就是对驱动部分并联相同或者不同的单元，最终目的是实现备份单元和原单元相同的功能。19世纪在国外，备份设计技术最早应用于计算机电子技术、自动控制等领域，随着经济的发展，备份设计技术由以控制系统为平台逐渐应用到过程控制、石油勘探、矿石资源开采和生态学等诸多科学领域。以机械结构作为备份系统最先应用于罗盘、钟表的制作，而后逐渐为汽车行业所接纳，因其对系统可靠性的有效提高，备份设计技术也大量应用于物资管理系统及流水生产线当中。随着空间探索热潮的兴起，备份设计技术又为航天器提供了可靠的保障。在机械制造领域中，冗余设计技术广泛应用于各个方面，如并联机床、飞行器惯性制导等领域，在汽车行业中，冗余设计技术的应用实例报道较多，如汽车的制动和转向系统即为冗余设计技术应用的典型，但冗余设计技术在飞行器驱动与传动硬件系统中的应用技术研究还未见报道。但是，现有的具有动力冗余功能的驱动备份机构体积大，传动效率较低，可靠性差，不能提高系统的冗余度，不适用于航天器上应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是为解决现有具有动力冗余功能的驱动备份机构体积大、传动效率低以及可靠性差，不适用于航天器应用的问题，进而提供一种航天器用冗余传动机构。本专利技术为解决上述问题采取的技术方案是本专利技术的航天器用冗余传动机构包括第一齿轮轴、第二齿轮轴、具有内外齿的第一齿轮、定齿轮、第三齿轮轴、太阳轮、行星齿轮、具有内外齿的第二齿轮、输出轴和箱体，具有内外齿的第一齿轮、定齿轮、第三齿轮轴、太阳轮、行星齿轮、具有内外齿的第二齿轮、输出轴分别置于箱体内，第三齿轮轴的一端安装有具有内外齿的第一齿轮，第一齿轮轴的一端伸出箱体外，第一齿轮轴的另一端置于箱体内且第一齿轮轴的另一端的轮齿与具有内外齿的第一齿轮的外齿啮合，具有内外齿的第一齿轮的内齿与定齿轮啮合，定齿轮与第三齿轮轴的一端的轮齿啮合并带动第三齿轮轴转动，第三齿轮轴的另一端安装有太阳轮，太阳轮与行星齿轮啮合，输出轴的一端连接有行星齿轮，输出轴的另一端安装有具有内外齿的第二齿轮，行星齿轮与具有内外齿的第二齿轮的内齿啮合并带动输出轴转动，第二齿轮轴的一端伸出箱体外，第二齿轮轴的另一端置于箱体内，且第二齿轮轴的另一端的轮齿与具有内外齿的第二齿轮的外齿啮合，第一齿轮轴和第二齿轮轴并列设置且转动方向相反。本专利技术的有益效果是1、本专利技术整体结构对称，传动比近似相同，2、本专利技术采用行星齿轮，体积小，重量轻，3、本专利技术轮系设计具有两自由度，是由行星差动轮系(太阳轮、行星齿轮、具有内外齿的第二齿轮)和定齿轮系(第一齿轮轴、第二齿轮轴、具有内外齿的第一齿轮、定齿轮)组合而成的复杂轮系，4、本专利技术齿轮数量虽较多，但是齿轮的种类少，成本较低，5、本专利技术两输入轴(第一齿轮轴和第二齿轮轴)输入转速相反，对速度匹配无要求，当同时输入时，一旦一轴停止转动，另一轴仍可以正常工作，使所驱动设备正常运行，无需人工切换，安装在航天器机构上，能有效地提高系统的冗余度，能够有效地提高系统的运行可靠性，6、本专利技术对所有零件进行了强度校核，零件强度和传动可靠性高，通过分析计算，总传动效率达到91. 4% 92.4%。附图说明图I是本专利技术的立体结构示意图，图2是图I的B-B剖视图，图3是本专利技术的具有内外齿的第一齿轮、具有内外齿的第二齿轮、第三齿轮轴、太阳轮、输出轴、定齿轮与行星齿轮连接的机构运动简图。具体实施例方式具体实施方式一结合图I-图3说明本实施方式，本实施方式的航天器用冗余传动机构包括第一齿轮轴I、第二齿轮轴2、具有内外齿的第一齿轮3、定齿轮4、第三齿轮轴5、太阳轮6、行星齿轮7、具有内外齿的第二齿轮8、输出轴9和箱体10，具有内外齿的第一齿轮3、定齿轮4、第三齿轮轴5、太阳轮6、行星齿轮7、具有内外齿的第二齿轮8、输出轴9分别置于箱体10内，第三齿轮轴5的一端安装有具有内外齿的第一齿轮3，第一齿轮轴I的一端伸出箱体10外，第一齿轮轴I的另一端置于箱体10内且第一齿轮轴I的另一端的轮齿1-1与具有内外齿的第一齿轮3的外齿啮合，具有内外齿的第一齿轮3的内齿与定齿轮4啮合，定齿轮4与第三齿轮轴5的一端的轮齿5-1啮合并带动第三齿轮轴5转动，第三齿轮轴5的另一端安装有太阳轮6，太阳轮6与行星齿轮7啮合，输出轴9的一端连接有行星齿轮7，输出轴9的另一端安装有具有内外齿的第二齿轮8，行星齿轮7与具有内外齿的第二齿轮8的内齿啮合并带动输出轴9转动，第二齿轮轴2的一端伸出箱体10外，第二齿轮轴2的另一端置于箱体10内，且第二齿轮轴2的另一端的轮齿2-1与具有内外齿的第二齿轮8的外齿哨合,第一齿轮轴I和第二齿轮轴2并列设置且转动方向相反。具体实施方式二结合图2说明本实施方式，第三齿轮轴5的另一端与太阳轮6通过键连接。如此设置，安装拆卸高效可靠方便。其它与具体实施方式一相同。具体实施方式三结合图2说明本实施方式，本实施方式所述定齿轮4为直齿轮。如此设置，加工使用方便。其它与具体实施方式一或二相同。具体实施方式四结合图2说明本实施方式，本实施方式所述太阳轮6和行星齿轮7均为直齿轮。如此设置，加工使用方便。其它与具体实施方式一或二相同。具体实施方式五结合图2说明本实施方式，本实施方式所述定齿轮4的数量为三个，三个定齿轮4沿第三齿轮轴5的周向均布设置，且三个定齿轮4均分别与第三齿轮轴5的一端的轮齿5-1和具有内外齿的第一齿轮3的内齿哨合。如此设置，承载能力大，工作平稳可靠。其它与具体实施方式一或二相同。具体实施方式六结合图2说明本实施方式，本实施方式所述行星齿轮7的数量为三个，三个行星齿轮7沿输出轴9的周向均布设置，且三个行星齿轮7均分别与太阳轮6和具有内外齿的第二齿轮8的内齿啮合。如此设置，体积小，承载能力大，工作平稳可靠，传递效率高。其它与具体实施方式一或二相同。具体实施方式七结合图2说明本实施方式,本实施方式的具有内外齿的第一齿轮3和具有内外齿的第二齿轮8的内齿的齿数和模数均相同。如此设置，种类少，加工使用方便，成本较低。其它与具体实施方式一相同。具体实施方式八结合图2说明本实施方式，本实施方式的具有内外齿的第一齿轮3和具有内外齿的第二齿轮8的外齿的齿数和模数均相同。如此设置，种类少，加工使用方便，成本较低。其它与具体实施方式一相同。具体实施方式九结合图2说明本实施方式，本实施方式的定齿轮4与行星齿轮7的齿数和模数均相同。如此设置，种类少，加工使用方便，成本较低。其它与具体实施方式一或二相同。具体实施方式十结合图2说明本实施方式，本实施方式的第一齿轮轴I与第二齿轮轴2的轮齿的齿数和模数均相同。如此设置，种类少，加工使用方便，成本较低。其它与具体实施方式一或二相同。工作原理结合图2和图3说明本专利技术工作过程，本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
航天器用冗余传动机构，其特征在于：所述传动机构包括第一齿轮轴(1)、第二齿轮轴(2)、具有内外齿的第一齿轮(3)、定齿轮(4)、第三齿轮轴(5)、太阳轮(6)、行星齿轮(7)、具有内外齿的第二齿轮(8)、输出轴(9)和箱体(10)，具有内外齿的第一齿轮(3)、定齿轮(4)、第三齿轮轴(5)、太阳轮(6)、行星齿轮(7)、具有内外齿的第二齿轮(8)、输出轴(9)分别置于箱体(10)内，第三齿轮轴(5)的一端安装有具有内外齿的第一齿轮(3)，第一齿轮轴(1)的一端伸出箱体(10)外，第一齿轮轴(1)的另一端置于箱体(10)内且第一齿轮轴(1)的另一端的轮齿(1?1)与具有内外齿的第一齿轮(3)的外齿啮合，具有内外齿的第一齿轮(3)的内齿与定齿轮(4)啮合，定齿轮(4)与第三齿轮轴(5)的一端的轮齿(5?1)啮合并带动第三齿轮轴(5)转动，第三齿轮轴(5)的另一端安装有太阳轮(6)，太阳轮(6)与行星齿轮(7)啮合，输出轴(9)的一端连接有行星齿轮(7)，输出轴(9)的另一端安装有具有内外齿的第二齿轮(8)，行星齿轮(7)与具有内外齿的第二齿轮(8)的内齿啮合并带动输出轴(9)转动，第二齿轮轴(2)的一端伸出箱体(10)外，第二齿轮轴(2)的另一端置于箱体(10)内，且第二齿轮轴(2)的另一端的轮齿(2?1)与具有内外齿的第二齿轮(8)的外齿啮合，第一齿轮轴(1)和第二齿轮轴(2)并列设置且转动方向相反。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘荣强，丁锋，程钢，郭宏伟，邓宗全，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，北京空间飞行器总体设计部，
类型：发明
国别省市：