Привод фрикционной передачи Советский патент 1985 года по МПК F16D27/00 

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано в быстродействующих электромеханических приводах, а также в прецизионных скоростных узлах и механизмах.

Известны приводы, содержащие ведущий вал, соединенный с ведомым валом при помощи пьезоэлектрической муфты 1.

Недостатком этих приводов является больщая длительность реверса, так как для того, чтобы изменить направление вращения необходимо остановить и вновь запустить приводной двигатель.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является привод, содержащий ведущий и ведомый валы, соединенные муфтой, включающей два связанных с генератором электрических колебаний кольцевых пьезокерамических преобразователя, один из которых установлен на ведущем валу 2.

Недостаток такого привода также состоит в длительности реверсирования.

Целью изобретения является сокращение времени реверсирования привода.

Для достижения цели в приводе, содержащем ведущий и ведомый валы, соединенные муфтой, включающей два связанных с генератором электрических колебаний кольцевых пьезокерамических преобразователя, один из которых установлен на ведущем валу, другой кольцевой пьезокерамический преобразователь также установлен на ведущем валу, а ведомый вал расположен перпендикулярно ведущему симметрично по отношению к преобразователям, торцом контактирует с преобразователями по образующим их наружных цилиндрических поверхностей и подпружинен к ним, при этом оба преобразователя закреплены на ведущем валу торцовыми поверхностями в зоне их узловых окружностей.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1 с диаграммой распределения амплитуды колебаний преобразователей.

Привод состоит из электродвигателя 1, соединенного с ведущим валом 2, на котором соосно установлены два кольцевых пьезокерамических преобразователя 3 и 4. Под прямым углом к ведущему валу 2 (по схеме фрикционного вариатора) с упругим натягом установлен ведомый вал 5. Пьезокерамические преобразователи 3 и 4 на ведущем валу 2 установлены в двух местах симметрично относительно оси ведомого вала 5 и контактируют с ним. Упругий натяг в зоне контакта преобразователей 3 и 4 и ведомого вала 5 осуществляется при помощи шарикоподщ.ипника 6 и пружины 7. К генератору 8 подключены внещние электроды преобразователей 3 и 4 через щеточные контакты 9 и 10 и переключающее устройство 11. Внутренние электроды через щеточный контакт 12 заземлены. Преобразователи 3 и 4 прикреплены к ведущему валу в зоне их узловых окружностей (фиг. 2).

Привод работает следующим образом. При вращении электродвигателем 1 ведущего вала 2 в зонах контакта пьезокера- . мических преобразователей 3 и 4 с ведомым валом 5 происходит проскальзывание. Моменты трения, приложенные к ведомому валу 5, имеют при этом противоположные знаки, т. е. компенсируют друг друга, и ведомый вал 5 остается неподвижным. При пoд ключении генератора 8 высокочастотных - электрических колебаний через щеточный контакт 9 и переключающее устройство 11 к кольцевому пьезокерамическому преобразователю 3 он начинает колебаться. В зоне его контакта с ведомым валом 5 вследствие колебаний сила трения уменьщается, равновесие моментов нарущается, и ведомый вал 5 начинает вращаться, так как к нему прилагается момент, равный

N-d

Ht(b-fip)

где f-rp -коэффициент трения в зоне контакта без наложения колебаний; ftp -то же, с наложенными колебаниями;

N -половина нормальной силы, создаваемой пружиной 7, действующей в зоне вала 5 с преобразователем; i -эквивалентный диаметр контактной зоны.

Реверс движения осуществляется с помощью переключающего устройства 11 путем переключения, генератора 8 высокочастотных электрических колебаний на преобразователь 4.

Благодаря тому, что возбуждаемые резонансные ультразвуковые (радиальные) колебания имеют при частоте порядка 30- 100 кГц период (1-3) 10 с, а время установления колебаний равно 3-5 периодам при добротности порядка (20-60) время переключения скорости реверса или время 0 разгона и торможения при использовании изобретения составляет милисекунды (при небольшом моменте инерции ведомого вала), что в несколько раз меньше, чем в базовом объекте - прототипе.

дг/ftU

W

ПРИВОД ФРИКЦИОННОЙ ПЕРЕДАЧИ, содержащий ведущий и ведомый валы, соединенные муфтой, включающей два связанных с генератором электрических колебаний кольцевых ньезокерамических преобразователя, один из которых установлен на ведущем валу, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени его реверсирования, другой кольцевой пьезокерамический преобразователь также установлен на ведущем валу, а ведомый вал расположен перпендикулярно ведущему симметрично по отношению к преобразователям, торцом контактирует с преобразователями по образующим их наружных цилиндрических поверхностей и под 1ружинен к ним, при этом оба преобразователя закреплены на ведущем валу торцовыми поверхностями в зоне их узловых окружностей. k/) СО со ;о