Силовой мини-привод петлеобразной формы



Силовой мини-привод петлеобразной формы
Силовой мини-привод петлеобразной формы
Силовой мини-привод петлеобразной формы
Силовой мини-привод петлеобразной формы

 


Владельцы патента RU 2519612:

Левин Александр Владимирович (RU)
Самсонович Семен Львович (RU)
Мамаев Геннадий Александрович (RU)
Степанов Вилен Степанович (RU)
Фролов Алексей Викторович (RU)
Грачев Дмитрий Сергеевич (RU)
Открытое акционерное общество "Авиационное оборудование" (RU)
Довгалёнок Владимир Маркович (RU)
Ситин Дмитрий Анатольевич (RU)
Крылов Николай Валерьевич (RU)

Изобретение относится к машиностроению и может быть применено в приводах автоматических систем управления летательных аппаратов. Силовой мини-привод петлеобразной формы состоит из одного или нескольких выходных редукторов (10), внутри которых размещены механические передачи, входные звенья которых объединены общим валом (1), соединенным с двигателем (13) через промежуточный редуктор (11). В качестве механической передачи выходных редукторов (10) использован набор параллельно соединенных волновых передач с телами качения (6), многорядного волнообразователя, сепараторов (5) и жестких колес (7). Жесткие колеса (7) выполнены в виде составных частей подвижных цилиндров, являющихся выходными звеньями выходных редукторов. Промежуточный редуктор (11) выполнен в виде волновой передачи с телами качения (20), жесткого колеса (21), которое является составной частью неподвижного цилиндра, а выходным звеном является сепаратор (19), соединенный с общим валом (1). Изобретение позволяет улучшить массогабаритные показатели, повысить КПД и надежность всей системы. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть применено в приводах автоматических систем управления летательных аппаратов.

Известны петлеобразные механизмы, включающие несколько выходных редукторов, объединенных общим валом. Выходные редукторы содержат механические передачи, размещенные внутри подвижных и неподвижных цилиндрических деталей, снабженных крепежными элементами.

В патенте [1] петлеобразный механизм ЛА содержит винтовую передачу, винты которой объединены общим валом. На наружной поверхности гайки выполнены резьбовые шпоночные канавки, а на внутренних цилиндрических поверхностях выполнены шпонки, вставленные в шпоночные канавки. При вращении общего вала гайка совершает поступательное движение по резьбе вдоль общего вала. Поступательное движение гайки и наличие резьбовых шпоночных канавок вызывают поворот подвижного цилиндра с крепежными элементами, соединенными с объектом управления. Передаточное число этого механизма равно отношению шага резьбовой шпоночной канавки и шага резьбы на общем валу.

Недостатками такого механизма являются большое трение между контактирующими поверхностями и ограниченное передаточное число. С целью уменьшения трения в этом же патенте предложена конструкция, в которой между подвижными звеньями использованы промежуточные тела качения - шарики.

В патенте [2] механическая передача выходного редуктора петлеобразного механизма содержит планетарные передачи. Центральные зубчатые колеса планетарных передач с внутренними зубьями выполнены на внутренней поверхности подвижных и неподвижных цилиндров. Ведущие центральные шестерни с наружными зубьями выполнены на общем валу. На осях сателлитов расположены зубчатые колеса с наружными зубьями, находящиеся в зацеплении с внутренними зубчатыми венцами подвижных или неподвижных цилиндров и ведущих центральных зубчатых колес.

Достоинством такой передачи является возможность создания большего момента и передаточного числа, чем в винтовых петлеобразных механизмах тех же габаритов, за счет многопарного зацепления и параллельного соединения планетарных передач.

Недостатком этого петлеобразного механизма является высокое трение за счет большого количества пар зубчатых колес.

В силовом мини-приводе подвижной аэродинамической поверхности [3] (прототипе) использованы высокоскоростной электродвигатель и двухступенчатая волновая передача с телами качения. Каждая ступень содержит дисковый волнообразователь, сепаратор с телами качения и жесткое колесо. В этих передачах реализуется большое передаточное число в одной ступени (от 6 до 60) при КПД>0,9 в одной ступени с лучшими массогабаритными показателями по сравнению с другими типами механических передач (см. рис.1.72 на стр.126 [4]). В волновых передачах с телами качения выходным звеном может быть как жесткое колесо, так и сепаратор.

Недостатком этого силового мини-привода подвижной аэродинамической поверхности является ограничение развиваемого момента из-за ограниченного объема двухступенчатого редуктора, а также невозможность использования нескольких таких силовых мини-приводов с общим синхронизирующим валом для управления объектами, имеющими элементы крепления к приводам, расположенные на большом расстоянии друг от друга.

Цель изобретения - создание механизмов петлеобразной формы, состоящих из двигателя, промежуточных и выходных ступеней волновой передачи с телами качения, с возможностью объединения нескольких петлеобразных механизмов общим синхронизирующим валом для управления объектами, имеющими элементы крепления к приводам, расположенные на большом расстоянии друг от друга, при этом каждый петлеобразный механизм должен обладать повышенной нагрузочной способностью в заданных габаритах, или, что то же, лучшими массогабаритными показателями, высоким КПД, и повышенной надежностью всей системы за счет общего синхронизирующего вала.

Поставленная цель достигается в силовом мини-приводе петлеобразной формы, состоящем из одного или нескольких выходных редукторов, промежуточных редукторов, электродвигателя и общего вала, при этом выходные редукторы выполнены из неподвижных и подвижных цилиндрических частей с крепежными элементами, внутри цилиндрических частей которых размещены механические передачи, так что выходные звенья этих передач соединены с подвижными цилиндрическими частями, а входные звенья выходных или промежуточных редукторов объединены общим валом. В качестве механической передачи выходных и промежуточных редукторов использован набор параллельно соединенных волновых передач с телами качения, состоящих из дисковых волнообразователей с эксцентриковыми втулками, сепараторов, представляющих собой цилиндры с отверстиями, в которых размещены тела качения, и жестких колес, при этом в выходных редукторах эксцентриковые втулки размещены на общем валу, сепараторы закреплены неподвижно, а жесткие колеса выполнены в виде составных частей подвижных цилиндров, являющихся выходными звеньями выходных редукторов, в промежуточных редукторах эксцентриковые втулки волнообразователей соединены с валом электродвигателя, жесткие колеса являются составными частями неподвижных цилиндров, а выходными звеньями являются сепараторы, соединенные с общим валом. Промежуточные редукторы размещены внутри неподвижной цилиндрической части последовательно с одной или двух сторон от выходного редуктора, при этом входные валы промежуточных редукторов объединены общим валом, соединенным с электродвигателем. Промежуточный редуктор размещен внутри корпуса электродвигателя, при этом общий вал проходит внутри вала электродвигателя. Промежуточный редуктор и электродвигатель размещены внутри неподвижной цилиндрической части одного из нескольких или каждого выходного редуктора.

На фиг.1 показан продольный разрез петлеобразного механизма, состоящего из двух выходных редукторов с общим валом.

На фиг.2 показан петлеобразный механизм, состоящий из двух выходных редукторов с двумя промежуточными редукторами с общим валом, присоединяемыми к торцам выходных редукторов.

На фиг.3 показан продольный разрез петлеобразного механизма, состоящего из электрического двигателя и промежуточного редуктора с общим валом.

На фиг.4 показан механизм петлеобразной формы, состоящий из электрического двигателя, предварительного редуктора и двух выходных редукторов с общим валом.

Силовой мини-привод петлеобразной формы состоит из нескольких выходных редукторов, двигателя (двигателей) и промежуточного редуктора (редукторов), соединенных общим валом.

Каждый выходной редуктор имеет петлеобразную форму, образованную неподвижными и подвижными цилиндрическими частями с крепежными элементами.

Выходной редуктор выполнен в виде набора параллельно соединенных волновых передач с телами качения, состоящих из дискового волнообразователя, сепаратора, тел качения и жесткого колеса (см. фиг.1). Дисковый волнообразователь состоит из ведущего общего вала 1, на наружной цилиндрической поверхности которого закреплены эксцентриковые втулки 2, опорных роликов 3 и цилиндрических дисков 4, так, что эксцентриковые втулки 2, опорные ролики 3 и цилиндрические диски 4 образуют подшипники, ось которых смещена относительно оси ведущего вала 1 на величину эксцентриситета. Сепаратор 5 имеет несколько рядов равномерно распределенных вдоль цилиндрической поверхности отверстий, в которых расположены тела качения (шарики или ролики) 6. Жесткое колесо 7 имеет внутреннюю профилированную периодическую поверхность, число периодов которой на единицу больше, чем число тел качения 6 в одном ряду.

Сепаратор 5 выполнен составным и является неподвижной цилиндрической частью выходного редуктора, и имеет проушины 8 для крепления к неподвижной части летательного аппарата. Жесткие колеса 7 являются подвижными цилиндрическими частями силового мини-привода, и имеют проушины 9 для крепления объекта управления. Жесткие колеса 7 выходного редуктора опираются на тела качения 6 и выполняют функцию наружной обоймы радиального подшипника. Общий вал 1 проходит сквозь всю конструкцию выходных редукторов и с обоих торцов выходных редукторов имеет элементы крепления к общему валу силового мини-привода.

Силовой мини-привод петлеобразной формы может содержать несколько блоков, каждый из которых состоит из выходных редукторов 10, объединенных с промежуточным редуктором (редукторами) 11, расположенным(-ми) с одной или с двух сторон от выходных редукторов (см. фиг.2). Общий вал 12 промежуточного редуктора с обоих торцов блока имеет элементы крепления к общему валу аналогичных блоков или электродвигателей.

Силовой мини-привод петлеобразной формы может содержать один или несколько блоков, каждый из которых состоит из электродвигателя 13, объединенного с промежуточным редуктором 11 (см. фиг.3 и фиг.4). Двигатель 13 выполнен с полым ротором 15. С обоих торцов блока размещены элементы крепления к валу силового мини-привода, проходящему внутри ротора 15 двигателя 13.

Силовой мини-привод петлеобразной формы может содержать один или несколько блоков, состоящих из выходных редукторов 10, промежуточного редуктора 11 и двигателя 13, соединенных между собой (см. фиг.4). С обоих торцов блока имеются элементы крепления их общего вала к общему валу аналогичных блоков непосредственно или через соединительные участки общего вала.

Промежуточный редуктор 11 выполнен в виде волновых передач с телами качения, состоящих из дискового волнообразователя, сепаратора, тел качения и жесткого колеса (см. фиг.3). Дисковый волнообразователь состоит из установленных на роторе 15 двигателя 13 эксцентриковых втулок 16, подшипников 17 и цилиндрических дисков 18. Сепаратор 19 имеет несколько рядов равномерно распределенных вдоль цилиндрической поверхности отверстий, в которых расположены тела качения (шарики или ролики) 20. Жесткое колесо 21 имеет внутреннюю профилированную периодическую поверхность, число периодов которой на единицу больше, чем число тел качения 20 в одном ряду.

Жесткое колесо 21 промежуточного редуктора выполнено неподвижным и является частью корпуса блока, который может быть выполнен как отдельный блок с элементами крепления к корпусу и валу двигателя, или размещен внутри корпуса двигателя, и при этом общий вал будет проходить внутри вала двигателя. Сепаратор 19 является составной частью выходного вала промежуточного редуктора и снабжен элементами крепления к выходному редуктору непосредственно (см. фиг.4) или через соединительные участки общего вала. Для вывода выходного вала промежуточного редуктора с другой стороны двигателя внутри ротора 15 двигателя 13 пропущен общий вал 22, жестко связанный с сепаратором 19 и имеющий элементы крепления к общему валу, аналогичному блоку или выходному редуктору непосредственно или через соединительные участки общего вала. Двигатель 13 и выходной редуктор при необходимости может быть снабжен датчиком положения 23.

Промежуточный редуктор и двигатель могут быть размещены и внутри неподвижной цилиндрической части одного из нескольких или каждого выходного редуктора.

Силовой мини-привод петлеобразной формы работает следующим образом.

После подачи на электродвигатель 13 напряжения его ротор 15 начинает вращаться (см. фиг 3 и 4). Вместе с ротором начинают вращаться посаженные на него эксцентриковые втулки 16 промежуточного редуктора. Эксцентричное движение передается от втулок 16 через подшипники 17 дискам волнообразователя 18, и через них телам качения 20. Тела качения 20, которые находятся в отверстиях сепаратора 19, начинают обкатываться по профилированной поверхности жесткого колеса 21, передавая движение сепаратору 19. Сепаратор 19 вращает жестко прикрепленные к нему общий вал 22 и общий вал 1 выходных редукторов 10. Эксцентриковые втулки 2 общего вала 1 передают эксцентричное движение через опорные ролики 3 дискам волнообразователя 4 и телам качения 6 (см. фиг.1). Тела качения 6 находятся в отверстиях неподвижного сепаратора 5, и обкатываются по профилированной поверхности жесткого колеса 7, передавая движение подвижному жесткому колесу 7. Жесткое колесо 7 каждого из выходных редукторов 10 передает вращение объекту управления, который крепится к проушинам 9.

Таким образом, построение силового мини-привода из набора выходных редукторов, двигателей и промежуточных редукторов, выполненных в виде механизмов петлеобразной формы, объединенных между собой общим валом, и содержащих волновые передачи с телами качения в выходных и промежуточных редукторах так, что выходной редуктор построен из набора параллельно соединенных волновых передач с выходным жестким колесом, а промежуточный редуктор - с выходным сепаратором, позволило получить силовой механизм петлеобразной формы с большим развиваемым моментом и малыми габаритами, а варианты компоновки электродвигателей, промежуточных и выходных редукторов расширяют возможности использования унифицированных блоков в различных системах.

Ссылки

1. Republique Francaise Brevet d′invention 2164143, 1972.

2. Robert К. Tiedeman, Arnold G. Seipel, William C. Leuze. Rotary hinge actuator / US Patent 4932613, 1990.

3. Оболенский Ю.Г., Самсонович С.Л., Степанов B.C. Силовой мини-привод подвижной аэродинамической поверхности летательного аппарата. Патент РФ № 2408125. Опубл. 27.12.2010 Бюл. №36.

4. Геращенко А.Н., Постников В.А., Самсонович С.Л. Пневматические, гидравлические и электрические приводы летательных аппаратов на основе волновых исполнительных механизмов: Учебник. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Изд-во МАИ-ПРИНТ, 2010. - 548 с.: ил.

1. Силовой мини-привод петлеобразной формы, состоящий из одного или нескольких выходных редукторов, промежуточных редукторов, электродвигателя и общего вала, при этом выходные редукторы выполнены из неподвижных и подвижных цилиндрических частей с крепежными элементами, внутри цилиндрических частей которых размещены механические передачи так, что выходные звенья этих передач соединены с подвижными цилиндрическими частями, а входные звенья выходных или промежуточных редукторов объединены общим валом, отличающийся тем, что в качестве механической передачи выходных и промежуточных редукторов использован набор параллельно соединенных волновых передач с телами качения, состоящих из дисковых волнообразователей с эксцентриковыми втулками, сепараторов, представляющих собой цилиндры с отверстиями, в которых размещены тела качения, и жестких колес, при этом в выходных редукторах эксцентриковые втулки размещены на общем валу, сепараторы закреплены неподвижно, а жесткие колеса выполнены в виде составных частей подвижных цилиндров, являющихся выходными звеньями выходных редукторов, в промежуточных редукторах эксцентриковые втулки волнообразователей соединены с валом электродвигателя, жесткие колеса являются составными частями неподвижных цилиндров, а выходными звеньями являются сепараторы, соединенные с общим валом.

2. Силовой мини-привод петлеобразной формы по п.1, отличающийся тем, что промежуточные редукторы размещены внутри неподвижной цилиндрической части последовательно с одной или двух сторон от выходного редуктора, при этом входные валы промежуточных редукторов объединены общим валом, соединенным с электродвигателем.

3. Силовой мини-привод петлеобразной формы по п.1, отличающийся тем, что промежуточный редуктор размещен внутри корпуса электродвигателя, при этом общий вал проходит внутри вала электродвигателя.

4. Силовой мини-привод петлеобразной формы по п.3, отличающийся тем, что промежуточный редуктор и электродвигатель размещены внутри неподвижной цилиндрической части одного из нескольких или каждого выходного редуктора.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к механическим передачам, работающим с повышенными пусковыми и рабочими нагрузками в приводах конвейеров, транспортирующих машин, элеваторов, грохотов, передаточных тележек, смесителей, прокатных клетей и грузоподъемных механизмов.

Изобретение относится к механическим передачам, в которых вращение от ведущего вала к ведомому передается ударом. .

Изобретение относится к передачам для промышленной приводной техники. .

Передача // 2442046
Изобретение относится к области машиностроения, а именно к передачам. .

Изобретение относится к механическим передачам приводов различного рода транспортирующих машин, конвейеров, элеваторов, передаточных тележек, а также приводов смесителей, прокатных клетей, например, клетей холодной прокатки труб и открытых профилей и в других видах механизмов.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к механизмам передачи вращательного движения. .

Изобретение относится к средствам преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное и двигателю, снабженному таким средством и имеющему оси цилиндров, параллельные оси коренного вала.

Изобретение относится к области механики, а именно к устройствам преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное, и может быть использовано в игрушках, в бытовых машинах, в приводах станков и транспортных средств.

Изобретение относится к области механики и может быть использовано в геофизике, сейсмологии, приборостроении, беспроволочной связи и научных исследованиях в этих областях, в машиностроении.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в качестве бесконтактных преобразователей различных видов движения друг в друга. .

Изобретение относится к устройству управления бесступенчатой трансмиссии для транспортного средства. Устройство содержит механизм бесступенчатой трансмиссии, механизм дополнительной трансмиссии, модуль управления трансмиссией и модуль задания целевой перегрузочной способности по крутящему моменту во время остановки.

Изобретение относится к области автотракторной техники, конкретно к коробкам передач (скоростей) с зубчатыми колесами. Коробка скоростей состоит из основного блока и блока заднего хода с размещенными в блоках несоосными валами.

Изобретение относится к коробкам передач со сдвоенным сцеплением в транспортных средствах. .

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в приводах сельхозмашин, в машинах-автоматах пищевой промышленности, в кинематических цепях полиграфических машин и во всех механизмах, имеющих в своем составе цепную передачу.

Изобретение относится к трансмиссионному модулю (10) для трактора, который может выборочно конфигурироваться между механизмом бесступенчатой трансмиссии и механизмом трансмиссии с мульти-передаточным числом.

Изобретение относится к автоматизированным коробкам передач с двумя несоосными входными валами, двумя сцеплениями и одним выходным валом. .

Изобретение относится к раздаточным коробкам транспортных средств. .

Изобретение относится к трансмиссиям транспортных средств. .

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в трансмиссиях тягово-транспортных средств. .

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в транспортном машиностроении, в частности в качестве бесступенчатой коробки передач автомобилей и других транспортных средств.

Группа изобретений относится к устройствам управления системой механизации крыла и касается переключателей, корпусов, рычагов и гашеток. Переключатель основного управления механизацией крыла самолета включает связанные между собой командный и задающий блоки управления.
Наверх