МАГНИТНАЯ ПЕРЕДАЧА Российский патент 2014 года по МПК F16D27/01 

Изобретение относится к механизмам передачи вращательного движения и может быть применено в муфтах, редукторах и мультипликаторах.

Известны редукторы по АС СССР №211573, содержащие ведущую и ведомую шестерни, имеющие элементы для передачи крутящего момента (зубья), равномерно размещенные на их боковых поверхностях.

Недостатки: низкая надежность, обусловленная общими недостатками всех зубчатых передач, а именно поломки зубьев при ударных нагрузках, износ зубьев, потребность в смазке.

Известен магнитная муфта-редуктор по АС СССР №1113869, МПК H02K 49/70, опубл. 15.09.1974 г. Магнитная муфта-редуктор содержит ротор с постоянными магнитами на наружной поверхности, герметизирующий стакан и обойму, концентрично установленные с зазором друг относительно друга, с зубцами на внутренней поверхности, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности, она снабжена набором постоянных магнитов на зубцах упомянутой обоймы и на наружной поверхности герметизирующего стакана, причем магниты обоймы и стакана обращены друг к другу разноименными полюсами, а количество магнитов на герметизирующем стакане превышает количество магнитов на зубцах на величину, кратную числу полюсов магнита ротора.

Недостаток - сложность конструкции.

Известна магнитная муфта-редуктор по АС СССР №1449737, МПК F16D 27/01, опубл. 07.09.1989 г.

Муфта-редуктор включает ведущий вал. На нем жестко закреплены постоянный магнит и дисковый магнитопровод с числом групп торцовых зубцов, равным числу полюсов. Между торцовыми зубцами размещены магнитоизолированный стакан и немагнитная ведомая втулка. В стакане - продольные пазы, которые заполнены магнитопроводящим материалом. Зубцы втулки выполнены из магнитопроводящего материала.

Недостаток - сложность конструкции.

Известна магнитная передача, содержащая соосно установленные ведущий и ведомые валы, закрепленный на ведущем валу ведущий элемент, выполненный в виде многополосного постоянного магнита, одноименные полюса которого расположены на его диаметрально противоположных сторонах, расположенный концентрично ему кольцевой элемент из немагнитного материала со сквозными радиальными пазами, заполненными магнитопроводящим материалом, и охватывающий последний зубчатый элемент, число зубьев которого отлично от числа пазов кольцевого элемента на число полюсов ведущего.

Зубчатый элемент выполнен в виде постоянного магнита, намагниченного в радиальном направлении, и закреплен на ведомом валу, а кольцевой элемент установлен неподвижно АС СССР №675233, МПК F16Y 1/06.

Недостатки этой передачи - ограниченный диапазон передаточного числа и сложность получения высоких передаточных чисел из-за необходимости изготовления зубчатого элемента со значительным числом зубьев.

Известен магнитный редуктор по патенту РФ на изобретение №2082042, МПК F16H 1/06, опубл. 20.06.1997 г, прототип.

Этот магнитный редуктор содержит корпус, в котором на подшипниках установлены ведущий вал с ведущим элементом, промежуточный вал с зубчатым элементом и дополнительным ведущим элементом и ведомый вал с дополнительным зубчатым элементом. Основной и дополнительный кольцевые элементы смонтированы неподвижно внутри корпуса.

Недостатки - ограничение передаваемой мощности и проскальзывание в передаче при возрастании нагрузки на выходном валу.

Задачи создания изобретения - обеспечение передачи большей мощности без смазки редуктора.

Решение указанных задач достигнуто в магнитной передаче, содержащей ведомый и ведущий валы, на которых установлены соответственно ведомый и ведущий диски из магнитопроницаемого материала с постоянными магнитами, установленными с одинаковым шагом по периферии, тем, что согласно изобретению постоянные магниты, по меньшей мере одного диска выполнены трапециевидной формы и установлены в трапециевидных полостях, выполненных в цилиндре с зазором. Постоянные магниты трапециевидной формы могут быть установлены на осях. Полости зазоров могут быть заполнены смазывающей жидкостью. Ведущий и ведомый валы могут быть установлены параллельно. Продольные оси ведущего и ведомого валов могут быть выполнены соосно.

Сущность изобретения поясняется на чертеже фиг.1…6, где:

на фиг.1 приведена схема магнитной передачи,

на фиг.2 приведена конструкция передачи с внутренним зацеплением,

на фиг.3 приведен разрез А-А,

на фиг.4 и 5 приведена схема установки постоянных магнитов 5 с зазором,

на фиг.6 поясняется работа магнитной передачи (редуктора).

Магнитная передача фиг.1…6 содержит ведомый вал 1, на котором установлен ведомый диск 2, ведущий вал 3, на котором установлен ведущий диск 4.

Оси валов 1 и 3 или параллельны, или они выполнены соосно. На периметру дисков 2 и 4 внутри них установлены постоянные магниты 5. Постоянные магниты по меньшей мере на одном диске выполнены трапециевидной формы, намагничены в радиальном направлении и установлены в полостях 6 трапециевидной формы с зазорои 7. Постоянные магниты 5 трапециевидной формы могут быть установлены на осях 8. Между дисками 2 и 4 выполнен зазор. Диски 2 и 4 выполнены из магнитопроницаемого материала.

Постоянные магниты 5 на другом диске могут быть выполнены и установлены или трапациевидной, или цилиндрической формы. Полости зазоров 7 могут быть заполнены смазкой. Валы 1 и 3 установлены на подшипниках 9. Все детали передачи выполнены в корпусе 10.

Ориентация полюсов постоянных магнитов 5 в дисках 2 и 4 противоположная (фиг.6) для обеспечения сцепления дисков 2 и 4 при отсутствии на них зубьев или контакта.

При работе предложенной магнитной передачи (фиг.6) в передаче момента от диска 2 к ведомому диску 4 активно участвуют не только одна пара постоянных магнитов 5, но и соседние пары постоянных магнитов 5, которые поворачиваются разноименными магнитными полюсами навстречу друг другу, и образуя прямые магнитные линии 11. При этом для удаленных магнитов магнитные линии не замыкаются или их длина получается очень большой - магнитные линии 12 и не влияют на работу передачи. В результате предложенная передача может передавать момент на 30…50% больше, чем если бы постоянные магниты были бы закреплены жестко.

В отличие от зубчатого зацепления в передаче отсутствует механический контакт, это дает ряд преимуществ:

- при резком возрастании нагрузки на потребителе энергии происходит проскальзывание вращения ведущей шестерни 1 относительно ведомой шестерни 2. При этом в связи с отсутствием зубьев они не разрушаются;

- отпадает необходимость смазки передачи и подшипников;

- смягчаются ударные нагрузки при работе;

- повышается надежность;

- увеличивается ресурс работы устройства;

- обеспечивается работоспособность устройства при любых условиях: в вакууме, например в космосе, при высоком давлении окружающей среды, например под водой, и в агрессивных средах: кислотных, щелочных и средах, содержащих абразивные частицы. Это обеспечивается абсолютной герметичностью корпуса и отсутствием уплотнений по вращающимся деталям.

Применение изобретения позволило повысить передаваемый крутящий момент.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано преимущественно для редукторов или мультипликаторов. Магнитная передача содержит ведомый и ведущий валы, на которых установлены, соответственно ведомый и ведущий диски из магнитопроницаемого материала с постоянными магнитами, установленными с одинаковым шагом по периферии. Постоянные магниты по меньшей мере одного цилиндра выполнены трапециевидной формы и установлены в трапециевидных полостях, выполненных в диске с зазором. Постоянные магниты трапециевидной формы могут быть установлены на осях. Полости зазоров могут быть заполнены смазывающей жидкостью. Ведущий и ведомый валы могут быть установлены параллельно. Продольные оси ведущего и ведомого валов могут быть выполнены соосно. Обеспечивается передача большей мощности без смазки редуктора. 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Магнитная передача, содержащая ведомый и ведущий валы, на которых установлены соответственно ведомый и ведущий диски из магнитопроницаемого материала с постоянными магнитами, установленными с одинаковым шагом по периферии, отличающаяся тем, что постоянные магниты по меньшей мере одного диска выполнены трапециевидной формы и установлены в трапециевидных полостях, выполненных в диске с зазором.

2. Магнитная передача по п.1, отличающаяся тем, что постоянные магниты трапециевидной формы установлены на осях.

3. Магнитная передача по п.1 или 2, отличающаяся тем, что полости зазоров заполнены смазывающей жидкостью.

4. Магнитная передача по п.1 или 2, отличающаяся тем, что ведущий и ведомый валы установлены параллельно.

5. Магнитная передача по п.1 или 2, отличающаяся тем, что продольные оси ведущего и ведомого валов выполнены соосно.