[go: up one dir, main page]

RU2842299C1 - Guided missile steering drive actuating mechanism based on cycloidal gear - Google Patents

Guided missile steering drive actuating mechanism based on cycloidal gear Download PDF

Info

Publication number
RU2842299C1
RU2842299C1 RU2024113817A RU2024113817A RU2842299C1 RU 2842299 C1 RU2842299 C1 RU 2842299C1 RU 2024113817 A RU2024113817 A RU 2024113817A RU 2024113817 A RU2024113817 A RU 2024113817A RU 2842299 C1 RU2842299 C1 RU 2842299C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gear
cycloidal
steering drive
steering
speed
Prior art date
Application number
RU2024113817A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Алексеевич Дулов
Константин Викторович Маркин
Андрей Александрович Попов
Валерий Михайлович Кашин
Александр Геннадьевич Смирнов
Николай Вячеславович Горохов
Original Assignee
Акционерное общество "Научно-производственная корпорация "Конструкторское бюро машиностроения"
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Научно-производственная корпорация "Конструкторское бюро машиностроения" filed Critical Акционерное общество "Научно-производственная корпорация "Конструкторское бюро машиностроения"
Application granted granted Critical
Publication of RU2842299C1 publication Critical patent/RU2842299C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: astronautics.
SUBSTANCE: invention relates to the field of rocketry, in particular to the guided missiles instrument compartments steering drives, and can be used for creation of actuators for rotation of rudders of aerodynamic surfaces of steering drive of missile or aircraft based on cycloidal gear, operating under action of high aerodynamic loads exerted on them. Controlled missile steering drive aerodynamic surface rudders rotation actuator incorporates motor and reduction gear. Made in the form of an electric machine, separately installed in the steering drive by one common assembly unit, which includes a two-stage reduction gear with a main high-speed cycloidal gear having a gear ratio of 4 to 70, and an auxiliary low-speed screw involute gear having a gear ratio of 1 to 1.5, an electric motor with a flange part and an output shaft, which are the component parts of the cycloidal gear. At that, flange part serves simultaneously as housing and toothed rim of cycloidal gear, and output shaft acts as eccentric shaft.
EFFECT: invention allows to create small-sized high-loaded and high-speed electric machines with cycloidal reduction gear for missiles steering drives, as well as other aircraft with aerodynamic surfaces control surfaces deflection angle of up to 30 degrees; and also, the steering drive design simplification and increase in the rocket manoeuvrability characteristics.
1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области ракетостроения в частности к рулевым приводам приборных отсеков управляемых ракет и может быть использовано при создании исполнительных механизмов для вращения рулей аэродинамических поверхностей рулевого привода ракеты или летательного аппарата на основе циклоидальной передачи, функционирующих под действием высоких аэродинамических нагрузок, оказываемых на них.The invention relates to the field of rocket engineering, in particular to steering drives for instrument compartments of guided missiles, and can be used in the creation of actuators for rotating the rudders of the aerodynamic surfaces of the steering drive of a missile or aircraft based on a cycloidal transmission, functioning under the action of high aerodynamic loads exerted on them.

Известно устройство рулевого привода для управления аэродинамическими поверхностями (патент RU 121794 U1, В64С 13/34, приоритет от 19.06.2012). Оно состоит из электродвигателя, многоступенчатого цилиндрического редуктора и шарико-винтовой передачи.A steering drive device for controlling aerodynamic surfaces is known (patent RU 121794 U1, B64C 13/34, priority from 19.06.2012). It consists of an electric motor, a multi-stage cylindrical gearbox and a ball screw transmission.

Достоинством рассматриваемого устройства является высокая нагрузочная способность, жесткость и высокая точность позиционирования выходного звена.The advantage of the device under consideration is its high load capacity, rigidity and high positioning accuracy of the output link.

Недостатками являются, чрезвычайно сложная конструкция рулевого привода вследствие большого количества промежуточных элементов необходимых для передачи крутящего момента от электродвигателя к рулю аэродинамических поверхностей, вследствие чего устройство имеет сниженный коэффициент полезного действия, необходимость в точной обработке шарико-винтовой передачи, что ограничивает область возможного применения данного устройства.The disadvantages are the extremely complex design of the steering drive due to the large number of intermediate elements required to transmit torque from the electric motor to the steering wheel of the aerodynamic surfaces, as a result of which the device has a reduced efficiency, the need for precise processing of the ball screw transmission, which limits the scope of possible application of this device.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является исполнительный механизм рулевого привода (патент RU 2265553 C1, В64С 13/28, приоритет от 29.03.2004). Механизм включает в себя электродвигатель и трехступенчатый редуктор состоящий из конической передачи и двух волновых передач.The closest to the proposed invention is the steering actuator (patent RU 2265553 C1, B64C 13/28, priority from 29.03.2004). The mechanism includes an electric motor and a three-stage gearbox consisting of a bevel gear and two wave gears.

К числу основных достоинств данного механизма относится управление рулем аэродинамических поверхностей без использования шарико-винтовой передачи, как в ранее рассмотренном устройстве. Также возможность создания больших передаточных отношений.The main advantages of this mechanism include control of the aerodynamic surfaces without using a ball screw transmission, as in the previously considered device. Also, the possibility of creating large gear ratios.

Основными недостатками механизма являются наличие сложных в изготовлении сопрягаемых поверхностей и деталей волновых передач редуктора, имеющих множество сферических форм, отсутствие возможности регулировки конического зацепления, низкая жесткость выходного вала вследствие консольной заделки, ограниченная нагрузочная способность конического зацепления, большие габаритные размеры механизма по причине имеющейся конической передачи.The main disadvantages of the mechanism are the presence of difficult-to-manufacture mating surfaces and parts of the gearbox wave transmissions, which have many spherical shapes, the lack of the ability to adjust the bevel gear, low rigidity of the output shaft due to the cantilever seal, limited load capacity of the bevel gear, and large overall dimensions of the mechanism due to the existing bevel gear.

Задачей, на решение которой направлено создание изобретения является разработка малогабаритной высоконагруженной и высокоскоростной машинки электрической с циклоидальным редуктором для использования в качестве исполнительного механизма рулевых приводов ракет и прочих летательных аппаратах с углом отклонения рулей аэродинамических поверхностей до 30 градусов.The task, which the invention is aimed at solving, is the development of a small-sized, highly loaded and high-speed electric machine with a cycloidal gearbox for use as an actuator for the steering drives of rockets and other aircraft with an angle of deflection of the aerodynamic surface rudders of up to 30 degrees.

Дополнительным техническим результатом является упрощение конструкции рулевого привода и повышение маневренных характеристик ракеты или летательного аппарата вследствие высокой нагрузочной способности циклоидальной передачи.An additional technical result is the simplification of the design of the steering drive and the increase in the maneuverability of the rocket or aircraft due to the high load capacity of the cycloidal transmission.

Для достижения указанного результата в предлагаемом изобретении механизм исполнительный вращения руля аэродинамических поверхностей рулевого привода управляемой ракеты выполнен в виде машинки электрической отдельно устанавливаемой в рулевой привод сборочным узлом, которая включает в себя двухступенчатый редуктор с основной быстроходной циклоидальной и вспомогательной тихоходной винтовой эвольвентной передачами, при этом она включает в себя электродвигатель, фланцевая часть и его выходной вал которого являются составными деталями циклоидальной передачи, где фланцевая часть служит корпусом циклоидальной передачи, а выходной вал выполняет функцию эксцентрикового вала. В свою очередь к фланцевой части крепится винтами корпус тихоходной шестерни винтовой эвольвентной передачи, которая при установке машинки электрической в корпус рулевого привода изделия вводится в зацепление с сопрягаемым зубчатым сектором шестерни винтовой эвольвентной передачи являющейся одновременно осью вращения аэродинамических поверхностей рулевого привода руля. Для удобства введения в зацепление в корпусе с тихоходной шестерней винтовой эвольвентной передачи имеется специальный вырез, при этом форма выреза может быть произвольной обеспечивающей удобство сборки. В свою очередь зубчатый сектор может быть выполнен в виде цельного зубчатого колеса. Основное передаточное отношение достигается за счет циклоидальной передачи и может составлять от 4 до 70 в зависимости от геометрических характеристик зацепления. Дополнительное передаточное отношение подбирается винтовой эвольвентной передачей в зависимости от требуемых оптимальных габаритных размеров в диапазоне от 1 до 1,5. При этом величина угла вращения тихоходной шестерни винтовой эвольвентной передачи ничем не ограничена и может составлять до 360 градусов, что позволяет упростить сборку рулевого привода в целом. Сущность изобретения поясняется чертежами.In order to achieve the specified result, in the proposed invention, the actuator mechanism for rotating the rudder of the aerodynamic surfaces of the steering drive of a guided missile is made in the form of an electric machine separately installed in the steering drive by an assembly unit, which includes a two-stage reducer with a main high-speed cycloidal and an auxiliary low-speed helical involute gear, while it includes an electric motor, the flange part and its output shaft of which are integral parts of the cycloidal gear, where the flange part serves as the housing of the cycloidal gear, and the output shaft performs the function of an eccentric shaft. In turn, the housing of the low-speed gear of the helical involute gear is fastened to the flange part with screws, which, when installing the electric machine in the housing of the steering drive of the product, is brought into engagement with the mating toothed sector of the gear of the helical involute gear, which is simultaneously the axis of rotation of the aerodynamic surfaces of the steering drive of the rudder. For ease of engagement, the housing with the low-speed pinion of the helical involute transmission has a special cutout, and the shape of the cutout can be arbitrary, ensuring ease of assembly. In turn, the toothed sector can be made in the form of a solid toothed wheel. The main gear ratio is achieved by means of a cycloidal transmission and can be from 4 to 70, depending on the geometric characteristics of the engagement. An additional gear ratio is selected by the helical involute transmission depending on the required optimal overall dimensions in the range from 1 to 1.5. In this case, the value of the rotation angle of the low-speed pinion of the helical involute transmission is not limited in any way and can be up to 360 degrees, which simplifies the assembly of the steering gear as a whole. The essence of the invention is explained by drawings.

На фиг. 1 представлен общий вид рулевого привода управляемой ракеты с указанием в его конструкции машинки электрической с циклоидальным редуктором, а также руля с аэродинамическими поверхностями (пластинами).Fig. 1 shows a general view of the steering drive of a guided missile, indicating in its design an electric machine with a cycloidal gearbox, as well as a rudder with aerodynamic surfaces (plates).

На фиг. 2 представлена общая компоновка машинки электрической, где видно, как пальцы механизма параллельных кривошипов циклоидального сателлита 4 необходимые для передачи крутящего момента соединяются через отверстия с тихоходной шестернею винтовой эвольвентной передачи 6, а также приведен разрез А-А.Fig. 2 shows the general layout of the electric machine, where it can be seen how the fingers of the parallel crank mechanism of the cycloidal satellite 4, necessary for transmitting torque, are connected through holes with the low-speed gear of the helical involute transmission 6, and section A-A is also shown.

На фиг. 3 изображен разрез А-А, который показывает, что цевки 3 размещаются в специальных выемках корпуса циклоидальной передачи 2, при этом циклоидальный сателлит 4 смещен эксцентриковым валом электродвигателя 5.Fig. 3 shows a section A-A, which shows that the pins 3 are placed in special recesses of the cycloidal transmission housing 2, while the cycloidal satellite 4 is offset by the eccentric shaft of the electric motor 5.

На фиг. 4 приведена упрощенная схема зацепления тихоходной шестерни винтовой эвольвентной передачи машинки электрической с зубчатым сектором оси руля аэродинамических поверхностей рулевого привода.Fig. 4 shows a simplified diagram of the engagement of the low-speed gear of the helical involute transmission of an electric machine with the toothed sector of the steering axis of the aerodynamic surfaces of the steering drive.

Для описания чертежей фиг. 2 и фиг. 3 приняты следующие обозначения:To describe the drawings Fig. 2 and Fig. 3, the following designations are used:

1 - электродвигатель;1 - electric motor;

2 - корпус циклоидальной передачи;2 - cycloidal transmission housing;

3 - цевки (ролики);3 - shanks (rollers);

4 - циклоидальный сателлит;4 - cycloidal satellite;

5 - эксцентриковый вал электродвигателя;5 - eccentric shaft of the electric motor;

6 - тихоходная шестерня винтовой эвольвентной передачи;6 - low-speed gear of helical involute transmission;

7 - фиксирующий от осевых перемещений винт;7 - screw that locks against axial movements;

8 - радиально-упорные подшипники;8 - radial thrust bearings;

9 - корпус;9 - body;

10 - защитная крышка;10 - protective cover;

11 - винты;11 - screws;

Принцип работы заключается в следующем. Эксцентриковый вал электродвигателя 5 вращаясь приводит к плоскопараллельному планетарному движению циклоидальный сателлит 4. Циклоидальный сателлит 4 обкатываясь по цевкам 3 размещенным в корпусе циклоидальной части 2 передает с помощью имеющихся пальцев механизма параллельных кривошипов выполненных единой деталью с сателлитом крутящий момент на тихоходную шестерню винтовой эвольвентной передачи 6 через имеющееся в ней отверстия. Она в свою очередь затянутая от осевых перемещений винтом 7 вращаясь в радиально упорных подшипниках 8 размещенных в корпусе 9 передает крутящий момент на зубчатый сектор сопряженной шестерни винтовой эвольвентной передачи руля аэродинамических поверхностей рулевого привода. Корпус 9 при этом крепится к корпусу циклоидальной части 2 винтами 11 и закрывается защитной крышкой 10, а циклоидальный сателлит 4 может быть закреплен на эксцентриковом валу электродвигателя 5 от осевых перемещений любым доступным способом обеспечивающем его надежную фиксацию.The principle of operation is as follows. The eccentric shaft of the electric motor 5, rotating, causes a plane-parallel planetary motion of the cycloidal satellite 4. The cycloidal satellite 4, rolling along the pins 3 located in the housing of the cycloidal part 2, transmits, with the help of the existing fingers of the parallel crank mechanism made as a single part with the satellite, the torque to the low-speed gear of the helical involute transmission 6 through the holes in it. It, in turn, tightened from axial movements by the screw 7, rotating in radial thrust bearings 8 located in the housing 9 transmits the torque to the toothed sector of the mating gear of the helical involute transmission of the rudder of the aerodynamic surfaces of the steering gear. The housing 9 is fastened to the housing of the cycloidal part 2 with screws 11 and is closed with a protective cover 10, and the cycloidal satellite 4 can be fastened to the eccentric shaft of the electric motor 5 from axial movements in any available way that ensures its reliable fixation.

Таким образом, предлагаемое изобретение может быть реализовано при создании механизмов исполнительных состоящих из одной малогабаритной высоконагруженной и высокоскоростной машинки электрической с циклоидальным редуктором для управления вращением рулями аэродинамических поверхностей рулевых приводов ракет и прочих летательных аппаратов.Thus, the proposed invention can be implemented by creating actuator mechanisms consisting of one small-sized, highly loaded and high-speed electric machine with a cycloidal gearbox for controlling the rotation of the rudders of the aerodynamic surfaces of the steering drives of rockets and other aircraft.

Claims (1)

Механизм исполнительный вращения рулей аэродинамических поверхностей рулевого привода управляемой ракеты, имеющий электродвигатель и редуктор, отличающийся тем, что выполнен в виде машинки электрической, отдельно устанавливаемой в рулевой привод одним общим сборочным узлом, включающим в себя двухступенчатый редуктор с основной быстроходной циклоидальной передачей, имеющей передаточное отношение от 4 до 70, и вспомогательной тихоходной винтовой эвольвентной передачей, имеющей передаточное отношение от 1 до 1,5, электродвигатель с фланцевой частью и выходным валом, являющимися составными деталями циклоидальной передачи, где фланцевая часть служит одновременно корпусом и зубчатым венцом циклоидальной передачи, а выходной вал выполняет функцию эксцентрикового вала.A mechanism for executing the rotation of the rudders of the aerodynamic surfaces of the steering drive of a guided missile, having an electric motor and a gearbox, characterized in that it is made in the form of an electric machine, separately installed in the steering drive with one common assembly unit, including a two-stage gearbox with a main high-speed cycloidal transmission, having a gear ratio from 4 to 70, and an auxiliary low-speed screw involute transmission, having a gear ratio from 1 to 1.5, an electric motor with a flange part and an output shaft, which are integral parts of the cycloidal transmission, where the flange part serves simultaneously as a housing and a toothed ring of the cycloidal transmission, and the output shaft performs the function of an eccentric shaft.
RU2024113817A 2024-05-22 Guided missile steering drive actuating mechanism based on cycloidal gear RU2842299C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2842299C1 true RU2842299C1 (en) 2025-06-24

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5423497A (en) * 1965-12-03 1995-06-13 Shorts Missile Systems Limited Control systems for moving bodies
RU2013133007A (en) * 2013-07-16 2015-01-27 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации ROCKET STEERING UNIT
RU2661944C1 (en) * 2017-10-19 2018-07-23 Акционерное общество "Машиностроительное конструкторское бюро "Факел" имени Академика П.Д. Грушина" (АО "МКБ "Факел") Steering drive of the controlled rocket and of the projectile
RU2705637C1 (en) * 2018-11-29 2019-11-11 Акционерное общество "Военно-промышленная корпорация "Научно-производственное объединение машиностроения" Missile steering gear unit

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5423497A (en) * 1965-12-03 1995-06-13 Shorts Missile Systems Limited Control systems for moving bodies
RU2013133007A (en) * 2013-07-16 2015-01-27 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации ROCKET STEERING UNIT
RU2546792C2 (en) * 2013-07-16 2015-04-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации Rocket steering drive unit
RU2661944C1 (en) * 2017-10-19 2018-07-23 Акционерное общество "Машиностроительное конструкторское бюро "Факел" имени Академика П.Д. Грушина" (АО "МКБ "Факел") Steering drive of the controlled rocket and of the projectile
RU2705637C1 (en) * 2018-11-29 2019-11-11 Акционерное общество "Военно-промышленная корпорация "Научно-производственное объединение машиностроения" Missile steering gear unit

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3986412A (en) Redundant motor reducer drive
EP0363997A2 (en) Counter-rotation pitch change system
US3453907A (en) Planetary gearing
US6827310B1 (en) Apparatus and method for fin actuation in a portable missile
US20110092332A1 (en) Compact backdrive resistant transmission
RU2842299C1 (en) Guided missile steering drive actuating mechanism based on cycloidal gear
US3729276A (en) Actuator assembly
US20240209929A1 (en) Strain wave drive
US3208293A (en) Low inertia actuator
US3101009A (en) Differential control
US4892253A (en) Yoke nozzle actuation system
US4549450A (en) Orbital speed reducer with compensation coupling
US8863597B2 (en) Stardrive propulsion system
US3724759A (en) Drive mechanism
GB1371372A (en) Variable pitch rotary blading
RU2842818C1 (en) Controlled missile steering drives differential unit based on cycloidal gear
EP4467845A1 (en) Strain wave drive
US20180222578A1 (en) Coaxial split torque gear box
EP4390178A1 (en) Strain wave drive
RU2763619C1 (en) Base variator of wide-range transmission
JP2709559B2 (en) Flying object steering system
RU2717327C1 (en) Control unit of unmanned controlled aircraft
RU2726245C1 (en) Planetary reduction gear
US3026740A (en) Propeller control mechanism
RU2850554C1 (en) Electric ventilated column