Особенности разработки имитационной модели редукторной сборки привода космического аппарата

Автор: А. В. Горбунов, О. И. Желтышев, А. С. Саблин, М. А. Загайнов, С. А. Кузнецов

Журнал: Космические аппараты и технологии.

Рубрика: Ракетно-космическая техника

Статья в выпуске: 4, 2022 года.

Бесплатный доступ

Рассматривается редукторная сборка привода вращательного движения системы космического аппарата. Такие редукторные сборки являются одним из основных элементов систем космического аппарата с применением крупногабаритных конструкций, которые в транспортном положении находятся в сложенном состоянии. В связи с развитием вычислительной техники появляется возможность создавать более точные имитационные модели таких конструкций. Целью работы является создание имитационной модели, позволяющей производить анализ возникающих нагрузок на волновом редукторе из состава редукторной сборки привода космического аппарата. В первом разделе рассматривается процесс создания конечно-элементной модели привода. Одной из особенностей создания конечно-элементной модели является способ учета предварительного напряженно-деформированного состояния в элементах конструкции волновой передачи. Во втором разделе производится анализ полученных данных в ходе проведения расчета. Исследуются полученные эквивалентные напряжения на деталях конструкции, контактные напряжения в зубчатом зацеплении, определяется крутильная жесткость элементов редуктора, рассматриваются различные положения зуба при движении. Исследовано влияние нагрузок, прикладываемых к выходному звену редуктора на поверхности зубчатых колес. Полученная имитационная модель позволяет рассматривать аналогичные редукторные сборки, в которых применяются волновые передачи.

Еще

Редуктор, привод, космический аппарат, метод конечных элементов, прочность

Короткий адрес: https://sciup.org/14124852

IDR: 14124852   |   УДК: 62-83, 621.83   |   DOI: 10.26732/j.st.2022.4.04

Features of the development of a simulation model of the gearbox assembly of the spacecraft drive

The gear assembly of the rotational motion drive of the spacecraft system is considered. Such gear assemblies are one of the main elements of spacecraft systems with the use of large-sized structures that are folded in the transport position. Due to the development of computer technology, it becomes possible to create more accurate simulation models of such structures. The aim of the work is to create a simulation model that allows to analyze emerging loads on a wave transmission, which is part of the gear assembly of the spacecraft drive. Section one discusses the process of creating a finite element model of the drive. One of the features of creating a finite element model is a method of taking into account the preliminary stress-strain state in the structural elements of the wave transmission. Section two analyzes the data obtained during the calculation. The obtained equivalent stresses on the structural parts, contact stresses in the gear engagement are investigated, the torsional rigidity of the gearbox elements is determined, various tooth positions are considered during movement. The influence of loads applied to the output link of the gearbox on the surface of the gears is investigated. The obtained simulation model allows us to consider similar gear assemblies in which wave transmissions are used.

Еще

Список литературы Особенности разработки имитационной модели редукторной сборки привода космического аппарата

  • Chaosheng S. Parameter design of double-circular-arc tooth profile and its influence on meshing characteristics of harmonic drive. Mechanism and Machine Theory, 2022. 167 p.
  • Ishikawa S. Strain wave gearing having double-contact negative deflection tooth profile. Patent no. 9746065B2 US. 2013.
  • Routh B. Design aspects of harmonic drive gear and performance improvement of its by problems identification: A review // AIP Conference Proceedings 1943. 2018. 020016. doi: 10.1063/1.5029592.
  • Wael A. A. Using ANSYS for Finite Element Analysis. Momentum Press, 2018. vol. 2. 240 p.
  • Yague-Spaude E. Computational Design, Simulation of Meshing, and Stress Analysis of Strain Wave Gear Drives. Rochester Institute of Technology, 2021.
  • Гинзбург Е. Г., Голованов Н. Ф., Фирун Н. Б., Халебский Н. Т. Зубчатые передачи. Л. : Машиностроение, 1980. 416 с.
  • Горбунов А. В., Коротков Е. Б., Слободзян Н. С. Высокоточная система наведения и ориентации космических бортовых приборов на базе гексапода с пространственным датчиком положения // Вопросы радиоэлектроники. 2017. № 7. С. 42–47.
  • Кудрявцев В. Н., Кирдяшев Ю. Н., Гинзбург Е. Г. Планетарные передачи : справочник. Л. : Машиностроение, 1977. 536 с.
  • Матвеев С. А., Горбунов А. В., Надежин М. И., Толмачев А. С., Ширшов А. Д., Яковенко Н. Г. Прецизионные мехатронные устройства и робототехнические комплексы на их основе // Роботизация Вооруженных Сил Российской Федерации : сб. статей V Военно-научной конференции. Анапа. 2020. С. 201–203.
  • Янгулов В. С. Волновые и винтовые механизмы и передачи : учеб. пособие. Томск : Изд-во Томского политехнического университета, 2011. 184 с.
Еще