ВОЛНОВОЙ ПРИВОД Российский патент 2006 года по МПК F16H1/00 F16H57/02 

Изобретение относится к деталям машин и может быть использовано в качестве приводов изделий авиационной и ракетной техники.

Известен волновой привод, содержащий корпус, размещенные в нем электродвигатель и волновую зубчатую передачу [1]. Недостатком волнового привода является незащищенность его от перегрузки выходного вала по моменту в связи с отсутствием в конструкции муфты предельного момента.

Этого недостатка лишен выбранный в качестве прототипа волновой привод, содержащий корпус, установленные внутри него на двух подшипниках выходной вал и электродвигатель, а также волновую зубчатую передачу с неподвижным гибким колесом, жесткое колесо которой жестко связано с выходным валом, генератор волн, муфту предельного момента, размещенную в полости выходного вала, причем один из подшипников муфты предельного момента размещен между валом муфты предельного момента и выходным валом, установленное на муфте зубчатое колесо, связанное со смонтированной на валу электродвигателя шестерней, а также n (n=1, 2 и т.д.) сателлитов [2]. Наличие муфты предельного момента обеспечивает защиту привода от перегрузки выходного вала по моменту.

Недостатком такого волнового привода являются его значительные осевые габариты из-за последовательной компоновки электродвигателя, муфты предельного момента и генератора волн, что ограничивает применение прототипа в ракетно-космических изделиях из-за дефицита свободного пространства. Еще одним недостатком указанного волнового привода является сложность конструкции, обусловленная наличием у генератора волн двух подшипников, на которых он установлен на выходном валу.

Задачей, решаемой заявленным изобретением, является расширение компоновочных возможностей и снижение себестоимости производства за счет снижения осевых габаритов и упрощения конструкции волнового привода.

Технический результат достигается за счет того, что в известном волновом приводе, содержащем корпус, установленные внутри него на двух подшипниках выходной вал и электродвигатель, а также волновую зубчатую передачу с неподвижным гибким колесом, жесткое колесо которой жестко связано с выходным валом, генератор волн, размещенную на двух подшипниках в полости выходного вала муфту предельного момента, установленное на ней с ближайшей к электродвигателю стороны связанное со смонтированной на валу электродвигателя шестерней зубчатое колесо, а также n (n=1, 2 и т.д.) сателлитов, причем один из подшипников муфты предельного момента размещен между валом муфты предельного момента и выходным валом, согласно изобретению, корпус снабжен жестко присоединенным к нему стаканом, дно которого размещено внутри гибкого колеса, электродвигатель размещен внутри стакана соосно муфте предельного момента и закреплен на его дне, генератор волн закреплен на корпусе муфты предельного момента, а зубчатое колесо - на ее валу, при этом n сателлитов установлены в вырезах, выполненных в дне стакана, на осях, размещенных в дне стакана, сателлиты введены в зацепление с зубчатым колесом и смонтированной на валу электродвигателя шестерней, и второй подшипник муфты предельного момента установлен между зубчатым колесом и дном стакана. В результате решается задача снижения осевых габаритов, т.к. муфта предельного момента размещена внутри выходного вала на участке между его подшипниками, а генератор установлен на корпусе муфты, что сокращает осевые габариты. Также достигается и упрощение конструкции волнового привода, т.к. генератор волн вращается не на собственных подшипниках, как в прототипе, а на подшипниках муфты предельного момента.

На иллюстрации приведен пример конкретного исполнения волнового привода, продольный разрез.

Волновой привод содержит корпус 1, установленные внутри него на двух подшипниках 2 выходной вал 3 и электродвигатель 4, а также волновую зубчатую передачу 5 с неподвижным гибким колесом 6 и генератором волн 7. Жесткое колесо 8 волновой зубчатой передачи 5 жестко связано - в данном примере выполнено за одно целое - с выходным валом 3. В полости 9 выходного вала 3 размещена на двух подшипниках 10 и 11 муфта 12 предельного момента. На муфте 12 предельного момента установлено с ближайшей к электродвигателю 4 стороны 13 связанное со смонтированной на валу электродвигателя 4 шестерней 14 зубчатое колесо 15. Волновой привод содержит также три сателлита 16. Один из подшипников муфты 12 предельного момента - подшипник 10 - размещен между валом 17 муфты 12 предельного момента и выходным валом 3. Корпус 1 снабжен жестко присоединенным к нему стаканом 18, дно 19 которого размещено внутри гибкого колеса 6. Электродвигатель 4 размещен внутри стакана 18 соосно муфте 12 предельного момента и закреплен на его дне 19. Генератор волн 7 жестко закреплен винтами 20 на корпусе 21 муфты 12 предельного момента, а зубчатое колесо 15 - на ее валу 17 посредством штифта 22. Сателлиты 16 установлены в вырезах 23, выполненных в дне 19 стакана 18 на осях 24, размещенных в дне 19. Сателлиты 16 введены в зацепление с зубчатым колесом 15 и смонтированной на валу электродвигателя 4 шестерней 14. Второй подшипник 11 муфты 12 предельного момента установлен между зубчатым колесом 15 и дном 19 стакана 18. В данном примере конкретного выполнения число сателлитов 16 равно трем, однако оно может быть произвольным, начиная от одного, и ограничено лишь геометрическими размерами зубчатого колеса 15, поэтому защищается обобщающий признак "n сателлитов".

Волновой привод работает следующим образом: при подаче питающего напряжения на электродвигатель 4 вращается его вал с шестерней 14. Далее вращающий момент через сателлиты 16 и зубчатое колесо 15 передается на вал 17 муфты 12 предельного момента и на ее корпус 21 с установленным на последнем генераторе волн 7 (при номинальном моменте на муфте 12, не превышающем момента срабатывания муфты). Генератор волн 7, в свою очередь, деформирует гибкое колесо 6 и приводит в движение жесткое колесо 8 и выполненный с ним заодно выходной вал 3, размещенный в корпусе 1 в подшипниках 2. При перегрузке по моменту выходного вала 3 и его остановке останавливаются генератор волн 7 и корпус 21 муфты 12 предельного момента, следствием чего является повышение момента, развиваемого электродвигателем 4. Однако это повышение не превышает величины приведенного к валу электродвигателя 4 момента срабатывания муфты 12 предельного момента, т.к. вал 17 муфты 12 начинает проворачиваться относительно ее корпуса 21, защищая от отказа как электродвигатель 4, так и элементы волновой зубчатой передачи 5. При устранении условий, вызвавших срабатывание муфты 12, происходит снижение момента на валах 3 и 17, вращение вала муфты 12 относительно ее корпуса прекращается, и работа устройства продолжается по вышеописанной схеме.

В результате использования изобретения достигается снижение осевых габаритов, т.к. муфта предельного момента размещена внутри выходного вала на участке между его подшипниками, а генератор установлен на корпусе муфты, что сокращает осевые габариты. При этом увеличивается диаметр выходного вала, но общие радиальные габариты привода не изменяются, т.к. максимальным радиальным габаритом является наружный диаметр корпуса в зоне охвата им жесткого колеса. Снижение осевых габаритов при сохранении радиальных существенно упрощает компоновку привода в летательном аппарате. Также достигается и упрощение конструкции волнового привода, т.к. генератор волн вращается не на собственных подшипниках, как в прототипе, а на подшипниках муфты предельного момента.

Указанные преимущества позволяют рекомендовать заявленное техническое решение к использованию в изделиях авиационной и ракетной техники.

Литература

1. Патент РФ №1490350 по кл. F 16 H 1/00, 1989 г.

2. Патент РФ №2136986 по кл. F 16 H 1/00, 1999 г. (прототип).

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в качестве приводов автоматики изделий авиационной и ракетной техники. Волновой привод содержит корпус 1, электродвигатель 4, выходной вал 3, волновую зубчатую передачу, n (n=1, 2 и т.д.) сателлитов 16, размещенную в полости выходного вала муфту 12 предельного момента. Подшипник 10 муфты 12 предельного момента размещен между валом 17 муфты предельного момента и выходным валом 3. Корпус 1 снабжен стаканом 18, дно которого размещено внутри гибкого колеса 6. Электродвигатель размещен внутри стакана соосно муфте предельного момента и закреплен на его дне. Генератор волн 7 закреплен на корпусе муфты предельного момента. Зубчатое колесо 15 закреплено на валу 17 муфты предельного момента. Второй подшипник 11 муфты предельного момента установлен между зубчатым колесом 15 и дном 19 стакана 18. Техническим результатом является снижение осевых габаритов и упрощение конструкции. 1 ил.

Волновой привод, содержащий корпус, установленные внутри него на двух подшипниках выходной вал и электродвигатель, а также волновую зубчатую передачу с неподвижным гибким колесом, жесткое колесо которой жестко связано с выходным валом, генератор волн, размещенную на двух подшипниках в полости выходного вала муфту предельного момента, установленное на ней с ближайшей к электродвигателю стороны связанное со смонтированной на валу электродвигателя шестерней зубчатое колесо, а также n (n=1, 2 и т.д.) сателлитов, причем один из подшипников муфты предельного момента размещен между валом муфты предельного момента и выходным валом, отличающийся тем, что корпус снабжен жестко присоединенным к нему стаканом, дно которого размещено внутри гибкого колеса, электродвигатель размещен внутри стакана соосно муфте предельного момента и закреплен на его дне, генератор волн закреплен на корпусе муфты предельного момента, а зубчатое колесо - на ее валу, при этом n сателлитов установлены в вырезах, выполненных в дне стакана, на осях, размещенных в дне стакана, сателлиты введены в зацепление с зубчатым колесом и смонтированной на валу электродвигателя шестерней и второй подшипник муфты предельного момента установлен между зубчатым колесом и дном стакана.