Волновой торцовый электродвигатель Советский патент 1984 года по МПК H02K41/06 

2,Электродвигатель по п. 1, отличающийся тем, что втулка имеет наружную коническую поверхность, а преобразующий элемент выполнен в виде гибкого кольца круглого сечения,

3,Электродвигатель по п. 1, о тли чающий ся Iем, что втулка имеет внутреннюю коническую поверхность, а преобразующий элемент наружную коническую поверхность.

4, Электродвигатель по п. 1, отличающийся тем, что втулка имеет кольцевую проточку, а преобразующий элемент выполнен в виде набора шариков, помещенных в

эту проточку, причем количество шариков по крайней мере на один превышает то, при котором каждый шарцк имеет контакт с соседними шариками, опорной поверхностью втулки и гибкого колеса волновой передачи.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в дискретных приводах промышленных роботов и манипуляторов. Известны волновые торцовые элект двигатели, содержащие кольцевой ста тор с обмоткой, закрепленный в корпусе, жесткое зубчатое колесо, установленное неподвижно в корпусе,и гибкое зубчатое колесо, расположенное на выходном валу 1. Недостаток таких электродвигате лей - отсутствие самоторможения пр обесточенных обмотках статора. Наиболее близок к предлагаемому ,по технической сущности волновой торцовый электродвигатель, содержащий кольцевой статор обмоткой, закрепленный в корпусе, жесткое , зубчатое колесо, установленное неподвижно в корпусе,, и гибкое зубча тое колесо, расположенное на выход ном валу 2 . Недостатками известного двигате ля является отсутствие самоторможе ния и проворох выходного вала под действием крутящего момента при обесточенных обмотках статора. Цель изобретения - обеспечение сам)торможения и устранение проскока зубьев под нагрузкой при отключенных обмотках управления, а также повышение точности и жесткости эа счет осевого предварительного натяга в зацеплении. I Поставленная цель достигается тем, что в корпусе волнового торцо вого электродвигателя, содержащего кольцевой статор с обмоткой, жесткое зубчатое колесо, установленное неподвижно в корпусе, и гибкое зубчатое колесо, расположенное на выходном валу., соосно с выходным валом жестко закреплена втулка и расположен элемент, преобразующий осевую деформацию в радиальную. Преобразующий элемент может быть выполнен в виде гибкого кольца, имеющего наружную коническую по-верхность, а втулка с внутренней конической поверхностью, или втулку выполняют с наружной, а преобразующий элемент - с внутренней конической поверхностью. Преобразующий элемент может быть выполнен в виде набора шариков помещенных в кольцевой проточке втулки, причем количество шариков по крайней мере на один превышает то, при котором каждый шарик имеет контакт с соседними шариками, опорной поверхностью втулки и гибкого колеса волновой передачи, Преобразующий элемент не имеет предварительной деформации и представляет собой кольцо. Деформация преобразующего элемента и гибкого колеса достигается в результате выбора осевых зазоров и создания предварительного натяга при сборке двигателя вследствие разницы зубьев жесткого и гибкого колес волновой передачи. На фиг. 1 представлен торцовый волновый электродвигатель, общий вид; на фиг. 2 - то же, в котором втулка имеет внутреннюю, а преобразующий элемент - наружную коническую поверхность; на фиг. 3 - то же, вариант, в котором втулка имеет кольцевую проточку, а преобразующий элемент выполнен в виде набора шариков, помещенных в эту проточку,.. На фиг. 4 представлена развертка по центрам шариков, расположенных в кольцевой проточке втулки фиг. 3. Внутри корпуса 1 волнового торцового электродвигателя неподвижно закреплен кольцевой статор 2 с обмотками 3 управления, расположенными в пазах статора 2. Полюсные наконечники 4, являющиеся частью кольцевого статора 2, с нарезанным

на них торцовыми зубьями выполняют роль жесткого колеса и находятся в зацеплении с зубьями гибкого плоского колеса 5, неподвижно закрепленного, внутренней частью, с выходним валом 6, установленным в подшипниках 7, за счет преобразующего элемента 8, размещенного на втулке 9, установленной концентрично гибкому колесу 5 в корпусе 1.

Преобразующий элемент 8 (фиг. 1) может быть выполнен в виде гибкого кольца круглого поперечного сечения и помещен на втулке 9 с наружной конической поверхностью.

Волновой торцовый электродвигатель работает следующим образом..

При подаче питания на обмотки 3 статора 2 создается вращающееся электромагнитное поле, которое перемещает волны деформации гибкого колеса 5 и преобразующего элемента 8. Вследствие разницы зубьев жесткого 4 и гибкого 5 зубчатых колес редукция частоты вращаю1цегося поля и выходной вал 6 имеет малую частоту вращения. Преобразующий элемент 8, деформируясь под действием поля вместе с гибким колесом 5, при отключении обмоток 3 обеспечивает постоянный контакт жесткого 4 и гибкого 5 колес, что вызывает самоторможение электродвигателя, которое сохраняется в случае приложения к валу б двигателя крутящего момента....

Преобразующие элементы по фиг. 1 и 2 8 преобразуют собственную радиальную деформацию, т.е. деформа0 ЦИК) Г1гбкого кольца круглого поперечного сечения (фиг. 1) или гибкого кольца клинового поперечного сечения (фиг. 2), в осевую деформацию гибкого колеса 5. Преобразующий эле5 мент 8, представленный на фиг. 3, осуществляет осевую деформацию гибкого колеса 5 за счет избыточного набора шариков, помещенных в кольцевую проточку втулки 9.

0 Предлагаемый волновой торцовый электродвигатель имеет существенно больший тормозной момент, чем в известных конструкциях, в которых он создается за счет сил магнитного

5 поля, что исключает проскок зубьев при крутящем моменте на валу, а повышенная жесткость деформируемых элементов увеличивает точность поворота выходного вала.