牙嵌式离合器的运动及失效分析

摘要

在空间可展开结构中,为了提高展开的可靠性,通常会对展开的核心部件即驱动源进行备份.当互为备份的两个驱动源有一个出现故障时,需要将其从传动链路中脱离出来,此时需要使用离合器来实现这个功能.牙嵌式离合器因为其体积小、结构简单、传递扭矩大,非常适合在空间可展开机构中使用.文章针对某牙嵌式离合器多次使用后离合力矩下降的问题,对牙嵌式离合器的离合力矩与结构尺寸的理论公式进行推导.分析出当离合器结构参数固定后,齿面摩擦和轴孔摩擦是造成牙嵌式离合器离合力矩变化的主要原因.通过齿面粗糙度、轴孔间隙对离合力矩的敏度分析,并结合零件表面观测结果,得出牙嵌式离合器离合力矩下降的主要原因是离合齿面的磨损,而轴孔磨损对离合力矩的影响并不明显.根据此结论,提高该类型牙嵌离合器齿面的表面粗糙度和硬度,可以提高牙嵌式离合器的保性能使用寿命,提高其在航天机构中使用的可靠性.