專利名稱：一種航天器用萬向節(jié)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種航天器用萬向節(jié)，具體地說，涉及一種單十字軸萬向節(jié)，尤其適用于航天器上有較高軸向承載要求的場(chǎng)合。
背景技術(shù)：
萬向節(jié)屬于空間連桿機(jī)構(gòu)，能夠連接空間同一平面上相交的兩軸，具有兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，其種類有很多。其中，現(xiàn)有常用的單十字軸萬向節(jié)如圖1和圖2所示，由叉形接頭、 中心塊、塞銷、銷桿和套筒組成。其中，兩個(gè)叉形接頭分別為第一叉形接頭和第二叉形接頭， 叉形接頭的耳片上開有同軸的通孔，中心塊為一個(gè)開有兩個(gè)正交孔的六面體，塞銷中部開有凹槽；塞銷與外套套筒的銷桿相互垂直配置并插入中心塊的孔中，與中心塊構(gòu)成十字軸， 兩個(gè)叉形接頭的通孔正交放置，中心塊位于叉形接頭的中間，十字軸的軸頸分別支撐在兩個(gè)叉形接頭的通孔中組成轉(zhuǎn)動(dòng)副，并通過銷桿兩端與其連接叉形接頭鉚接在一起，使整個(gè)萬向節(jié)形成一個(gè)整體。這種萬向節(jié)廣泛應(yīng)用于各種需要傳遞扭矩的場(chǎng)合。單十字軸萬向節(jié)在航天器上也有一定的應(yīng)用，如月球著陸器著陸緩沖機(jī)構(gòu)與主結(jié)構(gòu)間的連接要求具有兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，另外，由于著陸緩沖機(jī)構(gòu)需要緩沖整個(gè)主結(jié)構(gòu)的著陸沖擊載荷，緩沖后需支撐著陸器主結(jié)構(gòu)，因此要求此處連接具備高的軸向承載能力。圖1 和圖2中所示的萬向節(jié)由于采用鉚接的連接形式，其承受軸向載荷的能力較弱，若要提高其軸向承載能力，那么必須采用較大結(jié)構(gòu)尺寸的萬向節(jié)，重量和體積也必將會(huì)有較大的增加，這對(duì)于對(duì)重量和尺寸有極為苛刻要求的航天產(chǎn)品顯然是不適合的。另外，著陸緩沖機(jī)構(gòu)需要進(jìn)行大量的地面試驗(yàn)，試驗(yàn)過程中需對(duì)著陸緩沖機(jī)構(gòu)進(jìn)行多次的分解和重裝配，而圖1 和圖2所示的萬向節(jié)由于采用鉚接的連接形式，若要分解必須將銷桿破壞，因此從方便拆裝的角度講，圖1和圖2的萬向節(jié)也是不適合的。
發(fā)明內(nèi)容為克服現(xiàn)有常用的單十字軸萬向節(jié)軸向承載能力不足、拆裝便利性不高以及無法適用于航天器連接要求的問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種航天器用萬向節(jié)，具體地說，涉及一種單十字軸萬向節(jié)，所述萬向節(jié)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、軸向承載能力強(qiáng)且便于拆裝。本實(shí)用新型的目的是通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。一種航天器用萬向節(jié)，所述萬向節(jié)由叉形接頭、中心塊和半軸組成。其中，兩個(gè)叉形接頭分別為第一叉形接頭和第二叉形接頭，叉形接頭的耳片上開有同軸的通孔，中心塊是一個(gè)開有兩個(gè)正交螺紋通孔的六面體，半軸的形狀同六角頭光桿螺栓。兩個(gè)叉形接頭的通孔正交放置，中心塊位于叉形接頭的中間，四個(gè)半軸通過叉形接頭上的通孔與中心塊螺接；四個(gè)半軸與中心塊共同組成十字軸，十字軸兩個(gè)軸的軸頸分別與第一叉形接頭和第二叉形接頭耳片上的通孔配合組成兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副，形成一種航天器用萬向節(jié)。優(yōu)選在所述十字軸的軸頸與第一叉形接頭和第二叉形接頭耳片上通孔的配合處涂覆MO&實(shí)現(xiàn)潤(rùn)滑；在所述十字軸的軸頸與第一叉形接頭和第二叉形接頭耳片上通孔的配合處設(shè)置一個(gè)軸套或者滾動(dòng)軸承，能夠進(jìn)一步減小該配合面的摩擦；在第一叉形接和第二叉形接頭的端面設(shè)置螺紋外部接口，便于用螺釘將所述萬向節(jié)與物體連接。本實(shí)用新型中，所述叉形接頭、中心塊和半軸所使用材料均為本領(lǐng)域制備萬向節(jié)的常規(guī)材料。有益效果1.本實(shí)用新型一種航天器用萬向節(jié)，所述萬向節(jié)的十字軸采用螺栓半軸形式，與現(xiàn)有常用單十字軸萬向節(jié)鉚接形式的十字軸結(jié)構(gòu)相比，承受軸向載荷的能力有較大提高; 特別是當(dāng)兩個(gè)叉形接頭軸線存在較大夾角且軸向載荷較大的情況下，現(xiàn)有的單十字軸萬向節(jié)鉚接點(diǎn)由于承載能力弱，可能導(dǎo)致叉形接頭的耳片從十字軸處脫開，從而導(dǎo)致連接失效， 而本實(shí)用新型萬向節(jié)十字軸的螺栓半軸形式尾端的螺栓頭結(jié)構(gòu)對(duì)叉形接頭的耳片有約束和限位作用，可防止叉形接頭耳片從十字軸處脫開；2.本實(shí)用新型一種航天器用萬向節(jié)，采用螺栓半軸與中心塊螺接裝配為一個(gè)整體，方便分解和裝配，現(xiàn)有常用單十字軸萬向節(jié)鉚接形式的十字軸結(jié)構(gòu)在分解時(shí)必須將銷桿破壞后才能分解，重裝配時(shí)需更換新的銷桿；3.本實(shí)用新型一種航天器用萬向節(jié)，在轉(zhuǎn)動(dòng)副的接觸表面通過涂覆MO&實(shí)現(xiàn)潤(rùn)滑，與現(xiàn)有萬向節(jié)采用的脂潤(rùn)滑方式相比，可有效防止空間環(huán)境下的真空冷焊和摩擦焊現(xiàn)象的發(fā)生。

圖1為現(xiàn)有單十字軸萬向節(jié)結(jié)構(gòu)圖。圖2為圖1的A-A剖面圖。圖3為本實(shí)用新型一種航天器用萬向節(jié)結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為圖3的B-B剖面圖。圖5為本實(shí)用新型一種航天器用萬向節(jié)的叉形接頭端面外部接口示意圖。其中1-第一叉形接頭，2-第二叉形接頭，3-中心塊，4-銷桿，5-套筒，6_塞銷， 7-半軸，8-外部接口。
具體實(shí)施方式
為了充分說明本實(shí)用新型的特性以及實(shí)施本實(shí)用新型的方式，下面給出實(shí)施例。實(shí)施例如圖3、4所示，一種航天器用萬向節(jié)，所述萬向節(jié)由第一叉形接頭1、第二叉形接頭2、中心塊3和半軸7組成。其中，第一叉形接頭1和第二叉形接頭2分別有兩個(gè)對(duì)稱布置的耳片，在兩個(gè)耳片上開有同軸的通孔；中心塊3是一個(gè)開有兩個(gè)正交螺紋通孔的六面體；半軸7的結(jié)構(gòu)同六角頭光桿螺栓，前端為螺紋部分，中部為圓柱段，尾部為六角頭形式。裝配時(shí)，第一叉形接頭1和第二叉形接頭2的通孔正交放置，中心塊3位于第一叉形接頭1和第二叉形接頭2的中間，四個(gè)半軸7通過第一叉形接頭1和第二叉形接頭2耳片上的四個(gè)通孔與中心塊3上的螺紋孔螺接，使第一叉形接頭1、第二叉形接頭2、中心塊3和四個(gè)半軸7組成一個(gè)整體。如圖4所示，四個(gè)半軸7與中心塊3共同組成十字軸，十字軸的兩個(gè)軸的軸頸分別與第一叉形接頭1和第二叉形接頭2耳片上的通孔配合組成兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副，使整個(gè)萬向節(jié)具備兩個(gè)自由度。為保證萬向節(jié)在真空高承載條件下運(yùn)動(dòng)的可靠性，在半軸7的圓柱段采用涂覆MO&干膜的方式進(jìn)行潤(rùn)滑。如圖5所示，第一叉形接頭1和第二叉形接頭2的端面分別均布有四個(gè)帶螺紋的外部接口 8，可以方便的用四個(gè)螺釘與物體連接。在所述半軸7與第一叉形接頭1和第二叉形接頭2耳片上通孔的配合處，即十字軸兩個(gè)軸的軸頸分別與第一叉形接頭1和第二叉形接頭2耳片上的通孔配合處，可以設(shè)置一個(gè)軸套或者滾動(dòng)軸承，能夠進(jìn)一步減小該配合面的摩擦。本實(shí)用新型未公開技術(shù)屬本領(lǐng)域技術(shù)人員公知常識(shí)。本實(shí)用新型包括但不限于以上實(shí)施例，凡是在本實(shí)用新型的精神和原則之下進(jìn)行的任何等同替換或局部改進(jìn)，都將視為在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種航天器用萬向節(jié)，其特征在于所述萬向節(jié)由叉形接頭、中心塊C3)和半軸(7) 組成；其中，兩個(gè)叉形接頭分別為第一叉形接頭(1)和第二叉形接頭0)，叉形接頭的耳片上開有同軸的通孔，中心塊C3)是一個(gè)開有兩個(gè)正交螺紋通孔的六面體，半軸(7)的形狀同六角頭光桿螺栓；第一叉形接頭(1)和第二叉形接頭( 的通孔正交放置，中心塊C3)位于叉形接頭的中間，四個(gè)半軸(7)通過叉形接頭上的通孔與中心塊C3)螺接；四個(gè)半軸(7)與中心塊C3)共同組成十字軸，十字軸兩個(gè)軸的軸頸分別與第一叉形接頭(1)和第二叉形接頭(2)耳片上的通孔配合組成兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副，形成一種航天器用萬向節(jié)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種航天器用萬向節(jié)，其特征在于在十字軸的軸頸與第一叉形接頭(1)和第二叉形接頭( 耳片上通孔的配合處涂覆MoS2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種航天器用萬向節(jié)，其特征在于在十字軸的軸頸與第一叉形接頭(1)和第二叉形接頭( 耳片上通孔的配合處設(shè)置一個(gè)軸套。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種航天器用萬向節(jié)，其特征在于在十字軸的軸頸與第一叉形接頭(1)和第二叉形接頭( 耳片上通孔的配合處設(shè)置一個(gè)滾動(dòng)軸承。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種航天器用萬向節(jié)，其特征在于叉形接頭(1)和叉形接頭O)的端面設(shè)置螺紋外部接口(8)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種航天器用萬向節(jié)，所述萬向節(jié)由叉形接頭、中心塊和半軸組成；其中，兩個(gè)叉形接頭分別為第一叉形接頭和第二叉形接頭，叉形接頭的耳片上開有同軸的通孔，中心塊是一個(gè)開有兩個(gè)正交螺紋通孔的六面體，半軸的形狀同六角頭光桿螺栓；第一叉形接頭和第二叉形接頭的通孔正交放置，中心塊位于叉形接頭的中間，四個(gè)半軸通過叉形接頭上的通孔與中心塊螺接；四個(gè)半軸與中心塊共同組成十字軸，十字軸兩個(gè)軸的軸頸分別與第一叉形接頭和第二叉形接頭耳片上的通孔配合組成兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副，形成所述用萬向節(jié)。所述萬向節(jié)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、軸向承載能力強(qiáng)且便于拆裝。
文檔編號(hào)F16D3/26GK202338577SQ20112051060
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2011年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月8日
發(fā)明者徐青華, 曾福明, 朱汪, 楊建中, 滿劍鋒, 羅敏 申請(qǐng)人:北京空間飛行器總體設(shè)計(jì)部