Мотор-колесо на базе циклоидального (планетарно-цевочного) редуктора

Изобретение мотор-колесу. В мотор-колесе на базе циклоидального редуктора расположены цевки циклоидального редуктора и циклоидальные диски, установленные эксцентрично и диаметрально противоположно относительно друг друга, статор и ротор электродвигателя, связанные с циклоидальным редуктором. Статор мотор-колеса, неподвижно закрепленный при помощи пальцев и втулки с токопроводящими и токоотводящими проводами внутри на крышке редуктора, приводит в движение плоский ротор с магнитами, жестко связанный с валом мотор-колеса. Вал посредством эксцентрикового подшипника передает усилие на циклоидальные диски, которые входят в зацепление с цевками, расположенными на корпусе электромотор-редуктора. Достигается получение высоких мощностных характеристик при малых габаритах устройства. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к машиностроению и приборостроению, в которых находят применение мотор-колеса, конструктивно объединяющие двигатели вращения и редукторы, в частности мотор-колесо с редуктором на базе циклоидальной (планетарно-цевочной) передачи. Технический результат, на достижение которого направлено данное изобретение, состоит в получении высоких мощностных характеристик при малых габаритах устройства. Сущность изобретения состоит в том, что в мотор-колесе на базе циклоидального редуктора, содержащем корпус с крышкой, в котором расположены цевки циклоидального редуктора и циклоидальные диски, установленные эксцентрично и диаметрально противоположны относительно друг друга, статор и ротор электродвигателя, связанные с циклоидальным редуктором. Согласно данному изобретению статор мотор-колеса, неподвижно закрепленный при помощи пальцев и втулки, с токопроводящими и токоотводящими проводами внутри, на крышке редуктора, приводит в движение плоский ротор с магнитами, жестко связанный с валом мотор-колеса. Вал посредством эксцентрикового подшипника передает усилие на циклоидальные диски, которые входят в зацепление с цевками, расположенными на корпусе электромотор-редуктора.

Известен двигатель, на коллекторе которого имеются соединительные провода, замыкающие накоротко равнопотенциальные сегменты; щетки состоят из низкоскоростной щетки, высокоскоростной щетки, а также общей щетки. Окружная ширина высокоскоростной щетки делается меньше окружной ширины низкоскоростной щетки. Высокоскоростная щетка и низкоскоростная щетка выполнены таким образом, чтобы исключался их одновременный скользящий контакт с равнопотенциальными сегментами. Кроме этого сердечники якорей выполнены таким образом, чтобы множество зубьев были расположены центрально-симметрично вокруг вращающегося вала через равные промежутки в направлении вдоль окружности, а зубья и пазы образованы таким образом, чтобы их положение попеременно менялось через 90 градусов в направлении вдоль окружности (RU 2520937 C1, 27.06.2014).

Недостатком данного изобретения является небольшая несущая способность, при тех же характеристиках оно обладает большими массо-габаритными характеристиками, более низким КПД, более низкий срок службы.

Известен планетарный редуктор мотор-колеса, содержащий вращающийся корпус-ступицу в виде центрального колеса с внутренними зубьями, центральные колеса с внешними зубьями, неподвижное и подвижные водила с набором сателлитов. Корпус-ступица смонтирован на промежуточных опорах качения. Неподвижное водило зафиксировано от вращения на крепежном фланце посредством шлицевой втулки. Центральные колеса с внешними зубьями выполнены одного модуля (RU 2049281 C1, 27.11.1995).

Недостатком данного изобретения является редуктор с эвольвентным зацеплением, в сравнении с редуктором с циклоидальным зацеплением при тех же характеристиках он обладает большими массо-габаритными характеристиками, более низким КПД, более низким сроком службы.

Известно мотор-колесо, содержащее установленный на оси электродвигатель, связанный с редуктором, имеющим установленное на выходном валу зубчатое колесо, кинематически связанное с ободом колеса для привода последнего, при этом ступица колеса закрыта диском (СССР N 500087, кл. B60K 7/00, 1972).

Недостатком является сложность конструкции, а также трудоемкость в изготовлении, высокие массо-габаритные показатели.

Известно мотор-колесо, на оси которого установлен электродвигатель, связанный с редуктором. Зубчатое колесо, установленное на выходном валу редуктора, находится в зацеплении с цевочным колесом внутреннего зацепления, закрепленным на ободе и образованным роликовой цепью, уложенной в кольцевой торцевой канавке обода и закрытой диском ступицы колеса (RU 2094242 C1, 27.10.1997). Данный аналог выбран в качестве ближайшего.

Недостатком данного изобретения является сложность изготовления, так как состоит из большого количества частей, при тех же характеристиках оно обладает большими массо-габаритными характеристиками, более низким КПД, более низким сроком службы и при данных кинематических схемах невозможность получения низких значений передаточных чисел.

В соответствии с настоящим изобретением в корпусе электромотор-редуктора размещается статор электромотор-редуктора, неподвижно закрепленный при помощи полых пальцев, с токопроводящими и токоотводящими проводами внутри, на крышке редуктора, ротор с магнитами, жестко закрепленный на валу, который посредством эксцентрикового подшипника передает вращение на циклоидальные диски - сателлиты. Циклоидальные диски, входя в зацепление с цевками, расположенными на внутренней поверхности корпуса, передают момент на корпус.

На фиг. 1 показан один из вариантов исполнения мотор-колеса на базе циклоидального (планетарно-цевочного) редуктора в корпусе.

На фиг. 2 показан один из вариантов исполнения мотор-колеса на базе циклоидального (планетарно-цевочного) редуктора, вид А-А.

На фиг. 3 показан один из вариантов исполнения мотор-колеса на базе циклоидального (планетарно-цевочного) редуктора, вид В-В.

На фиг. 4 показан один из вариантов исполнения мотор-колеса на базе циклоидального (планетарно-цевочного) редуктора в корпусе с жестко закрепленным валом.

На фиг. 1 изображен предпочтительный вариант исполнения электромотор-редуктора, имеющего в своем составе корпус 1 с крышкой 1а; крышки редуктора 2 и 2а, соединенные между собой втулками: на крышке 2а располагаются катушки электромагнитов 4 статора, приводящие в движение ротор 5 с магнитами 6, жестко закрепленный на валу 7. Электропитание к катушкам мотор-колеса подводится сквозь втулку 3, связывающую крышки редуктора 2 и 2а. Вращение ротора 5 передается на вал 7, вал, в свою очередь, при помощи жестко закрепленных на нем эксцентриков с подшипниками 9 приводит в движение циклоидальные диски 10, причем использование двух циклоидальных дисков, расположенных диаметрально противоположно относительно друг друга, позволяет увеличить поверхность сцепления циклоидальных дисков с цевками до 66%, обеспечивая большую несущую способность редуктора. Циклоидальные диски 10, входя в зацепление с цевками 12, подвижно закрепленными пальцами 11 и совершающими вращательное движение, передают момент на корпус 1 с шиной 17 мотор-колеса. Вращение колеса осуществляется за счет вращения корпуса. При создании изделий с меньшей нагрузкой допустимо не использовать в конструкции подшипника 14 либо 15.

На фиг. 4 изображен один из вариантов исполнения электромотор редуктора с жестко зафиксированным валом 7. При данной конструкции мотор-колеса катушки электромагнитов 4 располагаются на роторе 5. Подведение электропитания осуществляется через отверстие в валу. Электромагниты 4, войдя в магнитное зацепление с магнитами 7 на статоре 2а, приводят его в движение. Статор 2а также является внутренней крышкой циклоидального редуктора, связанной с внешней крышкой 2 при помощи пальцев 8. Во время вращения статора пальцы 8 входят в контакт с циклоидальными дисками 10, расположенными эксцентрично, при помощи эксцентриковых подшипников 9 на валу и диаметрально противоположно относительно друг друга, приводя их в движение. Циклоидальные диски 10, входя в зацепление с цевками 12, подвижно закрепленными пальцами 11 и совершающими вращательное движение, передают момент на корпус 1 с шиной 17 мотор-колеса. Вращение колеса осуществляется за счет вращения корпуса.

Приведенное выше описание содержит много особенностей и его не следует понимать, как единственное верное, а скорее как пример для конкретного экземпляра. Возможны различные варианты исполнения данного устройства. Например, изделие может быть выполнено полностью из нержавеющей стали, меди, алюминия, углеродного волокна, пластика и других материалов, обладающих требуемым запасом прочности под необходимые задачи. Использование в конструкции твердых сортов пластика обеспечивает, при сохранении прочности, уменьшение массы изделия и делает систему самосмазывающейся. Также элементы конструкции, подверженные трению, могут быть выполнены с нанесением алмазоподобного трибологического покрытия, способствующего увеличению износостойкости с эффектом сухой смазки. Конструкция электродвигателя может быть выполнена с расположением катушек электромагнитов на статоре, роторе, а также в виде плоского печатного якоря.

Внедрение данного устройства обеспечивает улучшение мотор-колес на базе циклоидального редуктора. Планетарно-цевочная конструкция обеспечивает лучшие (меньшие по сравнению с аналогами) массо-габаритные показатели, более высокий КПД (92-98%), обусловленный тем, что циклоидальное зацепление работает практически при отсутствии трения-скольжения в кинематических парах, и это обеспечивает малоизносную надежную работу привода в течение длительного срока эксплуатации редуктора, также в циклоидальном зацеплении зуб не подвержен изгибу, а работает только на контакт, поэтому для циклоидального профиля определяющим является контактное напряжение, а не изгибающее, что позволяет передачам с циклоидальным зацеплением передавать большие нагрузки, способность выдерживать кратковременные нагрузки до 500% без разрушения.

1. Мотор-колесо, содержащее на оси электродвигатель, связанный с планетарным редуктором, отличающийся тем, что механизм зацепления выполнен в виде циклоидальной передачи, состоящей из центрального цевочного колеса, выполняющего роль корпус-обода, циклоидальных дисков, расположенных эксцентрично на валу, входящих в зацепление с цевками центрального колеса, причем используются два циклоидальных диска, расположенных диаметрально противоположно относительно друг друга.

2. Мотор-колесо по п. 1, отличающееся тем, что в качестве электромотора используется бесколлекторный двигатель постоянного тока, расположенный в корпусе мотор-колеса, приводящий в движение циклоидальный редуктор.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области машиностроения, а более конкретно к инерционным движителям. Инерционный движитель содержит корпус, установленные в нем ведомые валы с закрепленным на каждом из них дебалансом, вращаемые во взаимно противоположных направлениях, и механизмы для вращения ведомых валов.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в качестве мотора-колеса транспортных, дорожных и других передвижных средств. Способ бесконтактного (бесподшипникового) вращения обода колеса заключается в том, что происходит центрирование кругового цилиндрического магнитопровода и находящегося внутри него цилиндрического электромагнита, внешний диаметр которого меньше внутреннего диаметра магнитопровода, при условии прохождения магнитного потока через имеющийся между ними зазор.

Изобретение относится к области физики магнетизма и может быть использовано в качестве колеса на магнитной подушке, вместо подшипника качения колеса, применительно к работе подвижного устройства на колесном ходу.

Колесо (10) содержит наружный обод (20), ступицу (30) и по меньшей мере одно опорное устройство, посредством которого наружный обод (20) колеса опирается на ступицу (30); при этом в указанном колесе предусмотрено регулировочное устройство (48), посредством которого регулируется положение ступицы (30) относительно наружного обода (20) колеса.

Изобретение относится к области транспортного машиностроения. Трансмиссия содержит планетарную передачу, используемую как асимметричный дифференциал, и электромагнитную силовую муфту скольжения.

Изобретение относится к транспортным средствам. Транспортное средство с увеличенным запасом хода содержит колеса, раму, турбовальный двигатель, генератор, аккумуляторные батареи с радиатором, приводные электромоторы, газовый резервуар, устройство повторного использования тепловой энергии, трубу для передачи тепловой энергии и нагреватель сжатого воздуха.

Изобретение относится к колесам со встроенными электродвигателями. Мотор-колесо содержит обод с шиной, полую ось для сопряжения с полуосью автомобиля, электродвигатель, состоящий из закрепленного на полой оси статора с катушками обмотки, размещенными с фиксированным угловым расстоянием, ротор, соединенный с ободом колеса и подвижно закрепленный на подшипниках на полой оси, и датчики положения ротора.

Изобретение относится к области транспортных средств, в частности к устройствам электрического привода велосипедов. Устройство электрического привода велосипеда включает раскрепленную в колесе под покрышкой на ободе прямыми спицами втулку, корпус с аккумуляторами и системой управления, электродвигатели с шестернями.

Изобретение к колесам со встроенными электродвигателями. Мотор-колесо содержит обод с шиной, полую ось для сопряжения с полуосью автомобиля, электродвигатель.

Изобретение относится к транспортным средствам. Автотранспортное средство содержит электромашину для обеспечения движущей силы, несущий каркас, который образует корпус автотранспортного средства, и подрамник.

Изобретение относится к внутриколесному узлу с двигателем. Внутриколесный узел (1) с двигателем содержит корпус (10), двигатель (20), редуктор (30), содержащий вращающуюся деталь (34), и выходной вал (36), прикрепленный к вращающейся детали (34) и проходящий в корпус (10), проходя за пределы корпуса в осевом направлении наружу, и подшипник (40) ступицы, содержащий подшипниковую часть (42) и ступичную часть (44), объединенную с подшипниковой частью (42). Часть выходного вала (36) поддерживается только подшипниковой частью (42). Часть (42) подшипниковой части расположена внутри корпуса (10). Внутри этой части расположен первый уплотнительный элемент (50), который герметично закрывает зазор между внутренним кольцом (40a) и наружным кольцом (40b). Достигается повышение надежности. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Группа изобретений относится к расположению двигателей в ведущих колесах транспортного средства. Способ создания движущего момента в колесе транспортного средства грузоподъемностью от 170 тонн заключается в следующем. Внутри ступицы колеса размещают не связные между собой первичные элементы - индукторы, имеющие разомкнутые изогнутые магнитопроводы. Вторичные элементы, не связные между собой общим магнитопроводом, закрепляют на подвижной ступице так, что пары индуктор - вторичный элемент образуют в объеме ступицы секторы. Число секторов определяют путем расчета. Магнитные поля индукторов в каждом секторе синхронизируют, а движущие моменты, создаваемые каждым индуктором через воздушный зазор во вторичном элементе секторов, суммируют. Также заявлено устройство создания движущего момента, содержащее в подвеске колеса несущий цилиндр, на котором жестко закреплены круговая кассета с первичными элементами - индукторами. В качестве вторичных элементов на внутренней поверхности ступицы закреплены намагниченные пластины с радиальным направлением магнитного поля. Технический результат заключается в повышении надежности работы электромеханической трансмиссии. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение мотор-колесу. В мотор-колесе на базе циклоидального редуктора расположены цевки циклоидального редуктора и циклоидальные диски, установленные эксцентрично и диаметрально противоположно относительно друг друга, статор и ротор электродвигателя, связанные с циклоидальным редуктором. Статор мотор-колеса, неподвижно закрепленный при помощи пальцев и втулки с токопроводящими и токоотводящими проводами внутри на крышке редуктора, приводит в движение плоский ротор с магнитами, жестко связанный с валом мотор-колеса. Вал посредством эксцентрикового подшипника передает усилие на циклоидальные диски, которые входят в зацепление с цевками, расположенными на корпусе электромотор-редуктора. Достигается получение высоких мощностных характеристик при малых габаритах устройства. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Наверх