一种防卡滞精密同步铰链制造技术

一种防卡滞精密同步铰链，涉及空间折展机构技术领域，解决了现有空间同步铰链组合结构存在的结构复杂、加工成本高、装配精度低、结构卡滞失效情况多的问题。该同步铰链包括与桁架结构相连的同步铰链架，同步铰链架上设置有装配工艺槽；安装在同步铰链架的中空腔体内的两组同步锥齿结构，每组同步锥齿结构均包括通过转轴与装配工艺槽的配合实现与同步铰链架相连的同步锥齿连接架；通过自定位紧固钉与同步锥齿连接架定位相连的同步锥齿和热靴卡滞调整垫，两组同步锥齿结构通过两个同步锥齿的相互啮合实现同步运动。本发明专利技术的同步铰链结构简单，极易加工和装配，成本低，有效避免了卡滞失效，提高了同步展开机构的可靠性，适应性好，使用广。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及空间折展机构
，具体涉及一种防卡滞精密同步铰链。
技术介绍
同步铰链是通过一对齿轮副的平稳啮合来实现所连部件同步运动的一种机构，这 种机构结构简单，可靠性高，运用广泛，尤其是在空间折展机构领域的应用越来越多。由于 运载火箭搭载平台空间尺寸的限制，大型空间桁架结构在发射阶段折叠收拢于运载火箭搭 载平台内，待其入轨到达指定位置后，再展开成预期工作状态，并实现正常工作。同步铰链 因其结构简单可靠的优点常被大量用于大型空间星载桁架的同步展开机构中。与本专利技术最为接近的现有技术是中国肖勇著硕士论文《环形可展开大型卫星天线 结构设计与研究》一文中第58页图4. 3-15所示空间同步铰链组合。如图1所示，该空间同 步铰链组合结构包括铰链架I和两对同步齿2，铰链架I和同步齿2之间通过连接轴连接， 连接轴两端安装有垫片3，两对同步齿2以连接轴为中心转动，铰链架I和两对同步齿2均 可以与桁架结构相连，同步接头架4和齿圈6通过联接销5连接成为同步齿2，联接销5具 有连接和基准定位作用。这种空间同步铰链组合的最大缺点是结构复杂、加工成本高、装 配精度不易保证、结构卡滞失效情况多有发生，不利于大型空间星载桁架的同步展开机构 可靠性的提高。
技术实现思路
为了解决现有空间同步铰链组合结构存在的结构复杂、加工成本高、装配精度低、 结构卡滞失效情况多的问题，本专利技术提供一种结构简单可靠、低成本、高装配精度的防卡滞 精密同步铰链。本专利技术为解决技术问题所采用的技术方案如下一种防卡滞精密同步铰链，该同步铰链包括与桁架结构相连的同步铰链架，所述同步铰链架上设置有装配工艺槽；安装在所述同步铰链架的中空腔体内的两组同步锥齿结构，所述每组同步锥齿结 构均包括通过转轴与装配工艺槽的配合实现与所述同步铰链架相连的同步锥齿连接架； 通过自定位紧固钉与所述同步锥齿连接架定位相连的同步锥齿和热靴卡滞调整垫，两组同 步锥齿结构通过两个同步锥齿的相互啮合实现同步运动。所述同步锥齿连接架和同步铰链架上均设置有可与桁架结构相连的接口。所述两个同步锥齿分别为同一等顶隙直齿锥齿轮的1/3圆周部分。该同步铰链还包括安装在所述转轴与所述装配工艺槽连接处的限位弹性挡圈。所述同步锥齿的小端面与所述热靴卡滞调整垫接触，所述同步锥齿的大端面与所 述同步锥齿连接架之间留有调整间隙。所述热靴卡滞调整垫采用殷钢、TC4或硬铝制成。所述调整垫片采用铜合金制成。本专利技术的积极效果是1、本专利技术中的同步铰链架13中两个成对放置的同步锥齿8分别为同一直齿锥齿轮的1/3圆周部分，它们的参数一致、当量齿轮模数和压力角分别相等且轴交角成一定夹角，可有效避免由加工装配误差造成的同步铰链的卡滞失效情况；2、本专利技术中的热靴卡滞调整垫9可依据同步铰链的使用环境要求进行热补偿设计，从而使该同步铰链具备一定工作温度范围内的防卡滞功能，这将有利于大型空间桁架结构同步展开机构可靠性的提高，通过合理选择热靴卡滞调整垫9与调整垫片12的材料和尺寸可实现同步铰链无卡滞运动；3、本专利技术的同步铰链结构简单，极易加工和装配，避免了复杂组合结构所引起的加工制造难题，可大幅降低结构件加工装调成本，缩短加工周期，同时该同步铰链结构简洁化的处理方式，可大大提高其安全性和可靠性，在空间项目的研制中是极其重要的一项考核指标；4、本专利技术的同步铰链利用简单可靠结构实现高精度的大型空间桁架结构的同步展开功能，且其采用防卡滞设计方法，有效地避免了同步铰链的卡滞失效，非常利于大型空间桁架结构同步展开机构可靠性的提高，适应性较好，使用范围广泛，尤其适用于空间展开机构。附图说明图1为现有的空间同步铰链组合结构的示意图；图2为现有的空间同步铰链组合结构中同步齿的结构示意图；图3为本专利技术的一种防卡滞精密同步铰链的结构示意图；图4为图3中的防卡滞精密同步铰链内部的结构示意图；图5为图4中的防卡滞精密同步铰链内部的半剖视图。图中1、铰链架，2、同步齿，3、垫片，4、同步接头架，5、联接销，6、齿圈，7、同步锥齿连接架，8、同步锥齿，9、热靴卡滞调整垫，10、转轴，11、自定位紧固钉，12、调整垫片，13、同步铰链架，14、限位弹性挡圈，15、装配工艺槽，16、接口。具体实施例方式以下结合附图对本专利技术作进一步详细说明。如图3所示，本专利技术的防卡滞精密同步铰链为组合体结构，主要由同步锥齿连接架7、同步锥齿8、热靴卡滞调整垫9和同步铰链架13组成，该同步铰链的主体为同步铰链架13，提供加工与装配基准，它与桁架结构联接杆相连，是整个大型空间桁架结构同步展开机构的主要运动部件，同步铰链架13为一中空腔体，其上设置有作为装配调整窗口的装配工艺槽15，用于实现与同步锥齿连接架7的连接，同步铰链架13上的固定夹角实现桁架结构连接的分度功能，该固定夹角为桁架结构的连接角度；同步锥齿连接架7、同步锥齿8和热靴卡滞调整垫9组成同步锥齿结构，本专利技术中包括两组同步锥齿结构，首先将同步锥齿8和热靴卡滞调整垫9通过具有自定位和连接作用的自定位紧固钉11与同步锥齿连接架7定位相连在一起，然后再将同步锥齿连接架7、同步锥齿8和热靴卡滞调整垫9组成的同步锥齿结构通过转轴10与装配工艺槽15的配合再与同步铰链架13相连；两组同步锥齿结构通过两个同步锥齿8的相互啮合实现同步运动。如图4所示，同步锥齿连接架7上设置有用于安装转轴10的中心通孔，还设置有与桁架结构联接杆连接的接口 16以及用于安装自定位紧固钉11的三个螺钉孔。如图5所示，首先将同步锥齿8安装在同步锥齿连接架7上，然后再将热靴卡滞调整垫9安装在同步锥齿8与同步锥齿连接架7之间的间隙位置，同步锥齿8的小端面与热靴卡滞调整垫9接触，同步锥齿8的大端面与同步锥齿连接架7之间留有调整间隙，调整热靴卡滞调整垫9的厚度尺寸及材料属性可使该同步铰链具备一定温度范围内的防卡滞功能，保证了装配的准确性和定位重复性。上述的小端面和大端面均位于同步锥齿8上，是相对来说的，分别指的是同步锥齿8的两个侧面。上述的同步锥齿连接架7、同步锥齿8、热靴卡滞调整垫9由自定位紧固钉11定位连接后，再通过转轴10、调整垫片12和限位弹性挡圈14连接固定，并通过热靴卡滞调整垫9、调整垫片12和同步铰链架13上的装配工艺槽15对同步锥齿8的啮合情况进行精确装调定位。同步铰链架13中两个成对放置的同步锥齿8相互啮合，实现与之相连的同步锥齿连接架7的同步运动，两个成对放置的同步锥齿8分别为同一等顶隙直齿锥齿轮的1/3圆周部分，两个同步锥齿8的参数一致，当量齿轮模数和压力角分别相等，且轴交角成一定夹角，减小了同步锥齿8的加工装配误差对同步铰链运动的影响，保证了两个相互啮合的同步锥齿8的加工参数、当量齿轮模数和压力角的一致性，可提高同步锥齿8的加工和装调精度，有效避免了由加工装配误差造成的同步铰链的卡滞失效情况。在精密机械中，由于齿轮的工作条件不同，轮齿的损坏形式也不同，因此，同步锥齿8根据其不同的工作条件，如载荷的大小及性质、温度变化的范围及运动速度范围等选用不同性能的材料，一般对于传递载荷较大的齿轮，常选用强度、硬度等综合性能较好的45Cr、40Cr等；对于受冲击后易折断的齿轮，常选用韧性较好的20Cr等；对于要求重量较轻的齿轮，常选用塑料或轻金属2A12等。同步锥本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种防卡滞精密同步铰链，其特征在于，该同步铰链包括：与桁架结构相连的同步铰链架（13），所述同步铰链架（13）上设置有装配工艺槽（15）；安装在所述同步铰链架（13）的中空腔体内的两组同步锥齿结构，所述每组同步锥齿结构均包括：通过转轴（10）与装配工艺槽（15）的配合实现与所述同步铰链架（13）相连的同步锥齿连接架（7）；通过自定位紧固钉（11）与所述同步锥齿连接架（7）定位相连的同步锥齿（8）和热靴卡滞调整垫（9），两组同步锥齿结构通过两个同步锥齿（8）的相互啮合实现同步运动。

【技术特征摘要】
1.一种防卡滞精密同步铰链，其特征在于，该同步铰链包括 与桁架结构相连的同步铰链架(13)，所述同步铰链架(13)上设置有装配工艺槽(15)； 安装在所述同步铰链架(13)的中空腔体内的两组同步锥齿结构，所述每组同步锥齿结构均包括通过转轴(10)与装配工艺槽(15)的配合实现与所述同步铰链架(13)相连的同步锥齿连接架(7);通过自定位紧固钉(11)与所述同步锥齿连接架(7)定位相连的同步锥齿(8)和热靴卡滞调整垫(9)，两组同步锥齿结构通过两个同步锥齿(8)的相互啮合实现同步运动。2.根据权利要求1所述的一种防卡滞精密同步铰链，其特征在于，所述同步锥齿连接架(7 )和同步铰链架(13 )上均设置有可与桁架结构相连的接口( 16 )。3.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫勇，金光，张雷，安源，孔林，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：