Волновая передача Советский патент 1981 года по МПК F16H13/00 

1

Изобретение относится к устройствам волновых передач и может быть нспопьзовано во многих отраслях народного хо зяйства в кинематических и силовых приводах с высокооборотными приводными устройствами, на1чэимер турбинами.

Известна электромагнитная волновая передача, содержащая гибкое и жесткое колеса, управляющие системы электромагнитов .

Недостаток электромагнитной волновой передачи - низкая нагрузочная способность и КПД, сложность системы .коммутации и управления.

Известен также элекгрогидравлический преобразователь, содержащий гибкий . магнитопроводящий пгатиндр, деформ2|(уемы изнутри магнитами, полюса которцлх образуют воздушные зазоры, с гибким шшиндром |2.

Недостатками этого преобразователя применительно к волновым пер едачам, являются небольшая долговечность гибкого элемента, наличие возду1ины х зазоров

между гибким колесом к магнитами, снижающих нагрузочную способность и КПД, возможность механического контакта ; между гибким колесом н магнитами, необходимость точной установки начапышх зазоров между гибким колесом и магнитами.

Наиболее блнзкоб к предлагаемой оотехнической сущности является волновая передача, содержащая , устано&лешшш в нем жесткое колесо, гибкое колесо, генератор вала с постоянными ма-г гкитами шш электромагнитами, смешенными один относительно друхчэго на половину углового шага я образующими с гибким колесом воздушные зазоры, залолнеа- т ные магнитной жщхкостью шш порсшком З

Недостаток известной волновой передачи заключается в невысокой долговечности гибкого колеса возникновения в нем дополнительных перешбов вследствие искажения формы гибкого кодеса арк . нагружешш передачи. Цель изсбретслия -- увеличение долго вечности передачи. Постбшленцая цель достигается тем, что генергатор волн снабжен расположенным внутри гибкого колеса ведущим валом с фланцем, на Наружной поверхности которого установлен один из магнитов, и размещенным на ведущем валу с возмо ностью поворота и охватывающим гибкое колесо кольцом, на внутренней поверхности которого установлены . -другие ма гниты, взаимодействующие с первыми. Кроме того на сопрягаемых поверхностях ведущего вала и кольца выполнены соответственно выступ и паз с соотноше1шем размеров, обеспечивающих взаимный проворот на заданный угол. На фиг. Г схематически изображена предлагаемая передача, общий вид на фиг. 2 - разрез на фиг. 1. Волновая передача содержит гибкое колесо 1 в виде магнитопроводящего цилиндра, ведущий вал 2 с фланцем 3, на наружной поверхности которого уста- новлегш постояш ые; магниты 4, кольцо 5, установленное на ведущем валу 2 с возможностью проворота в преде лах угла, определяемого степе1й ю искаже1шя поперечного сечения гибкого колеса при максимальной нагрузке, и охватывающее гибкое колесо 1. На внут- тренней поверхности кольца 5. установ лены nocTOHHHJsie магниты 6. На сопрягаемых поверхностях кол ца 5 и ведущего вала 2 выполнены соот ветственно паз 7 и выступ 8 с соотношением размеров, обеспечивающих взаимный проворот вала 2 икольца 5 на указанный угол (с уч-етом возможности реверсирования передачи). Магниты 4 и 6 смещены друг относительно друга на половину углового щага магнитов. Для двухволновой передачи зоны расположен магьштов 4 и 6 смещены на 9О (при сборке передачи). Между магнитами 4, 6 и гибким колесом- 1 помещена магнит ная жидкость 9. С целью создания емкостей 10 для магнитной жидкости 9 магниты 4 и 6 заглублены относительно соответствующих поверхностей фланца 3 и кольца 5, обращенных к гибком колесу 1, Магниты 4 и 6 выполнены и сплавов редкоземельных элементов с эл ментами группы железа, например сама с кобальтом.. Магниты 4 и б через маг нитную жидкость 9 притягивают гибкое колесо 1, деформируя его по двум взаимно перпендикулярным направлениям, магниты 4 - изнутри, а магниты 6 с ужи. Де4юрмироваякое гибкое Kwieco .1 водится в зубчатый или фрикционный онтакт с жестким колесом (на черетеже е показано ). Для волновой зубчатой переачи числа зубьев гибкого и жесткогоолеса отличаются друг от друга на веичину, кратную числу волн деформации, адаваемых .генератором. Генератор деформаций, выполненный в виде системы магнитов 4 и 6, расположенных внутри и снаружи гибкого колеса, является одновременно генератором внутреннего и наружного расположения, а поэтому допускает выполнение на гибком колесе 1 как наружных, так и внутренних зубьев. Жесткое колесо в этом случае имеет соответственно внутренние и наружные зубья и располагается снаружи или внутри гибкого колеса. При - наружно.м расположении жесткого колеса оно имеет бспьше зубьев, чем гибкое колесо, а при внутреннем - наоборот, меньше. При фрикциошюм взаимодействии гибкого и жесткого колес аналогичные соотноше- 11ия имеют место - для периметров их взаимодействующих поверхностей. Вращающимся элементом передачи, с которого снимается нагрузка в виде крутящего момента, могут быть как гибкое так и жесткое колеса. Для этого каждое из них соответствующим образом соединено с выходным валом передач.и. Выход- 1ЮЙ вал на опорах вращения устанавливается в корпусе передачи. (Жесткое колесо, корпус передачи, выходной вал с опорами начертеже не показаны). Передача работает следующим образом. При Вращении вала 2 малая ось эллипса деформированного поперечного сечения гибкого колеса 1 начинает перемещаться по окружности, гфинуждая. при этом к синхронному перемещению и большую ось (за счет естественного изгибания тонкостенного цилиндра). Возш каюище в начальный момент движения большой оси эллипса неуравновешенные силы между ее полюсами и магнитами 6 приводят к тому, что кольцо 5 начинает вращаться синхронно с боль- щой осью эллипса. Вращающиеся си11хронно магниты 4 и 6 возбуждают в гибком колесе 1 бегущую волну деформаций, при этом все новые участки гибкого колеса вводятся в зацепление с жестким, что при взаимном их обкате с малой разницей поримо-гров приводит к прообразоваш1ю и{)а|цатолы1ого движе1и1Я с большим кс эффиш1ентом редукции угловой скорости вращающегося ведомого элемента передачи (гибкого или жесткого колеса). Нагружение передачи значительшлми крутящими моментами, а также существе ное изменение нагрузки в процессе работы передачи обусловливает ис.;ажение первоначальной формы деформации поперечного сечения гибкого колеса 1. См щение большой оси относительно магнитов 6 приводит (как и в момент пуска) к образованию между ними клинового зазора, и, как следствие, неуравиовешенных магнитных сшт, которые поворачивают кольцо 5 до совпадения с полюсами большой оси деформированного гибкого колеса 1. Таким образом кольцо 5 с магнитами 6 автоматически отслеживает положение большой оси деформированного гибкого колеса 1, обеспечивая, тем самым, минимальный зазор между ними. проворот кольца 5 относительно вапа 2 ограничьн велйч1шой угла, определяемого соотношением угловых размеров паза 7, кольца 5 и выступа 8 вала 2, имеющего величину менее 90 ЧТО исключает возможность совмещения магнитов 4 и 6 в одну плоскость. Наличи кольца с магнитами, расположенными снаружи гибкого колеса, связанного с веду щим валом с возможностью их взаимного проворота позволяет отсле.живать по ложение большой оси гибкого колеса,обе слечквая симметричность формы деформа ции, тем самым, исключая дополнительные neperii6bit что повышает долговечность гибкого колеса. Магнитная жидкость между гибким колесом и магнитами исключает воздуш- НЁ1Й зазор между ними, являющийся основ ным источником потерь в магнитной цепи, что способствует увеличению нагрузочной способности и КПД передачи. При этом исключается полностью возможность возникновения механического контакта между гибким колесом и магнита.ми, а также не требуется точная установка начальных зазоров между ними, что упрощает сборку передачи. Магнитная жидкость, работая как демпфер, снижает уровень динамичности нагрузок, возникаю щих в гибком цилиндре при его деформировании, что также повышает его долговечность. Наличие емкостей предотвращает растекание магнитной жидкости. стабилизируя ее положение относительно ма 626 нитов, и упрощает процесс сборки передачь. Деформирование гибкого колеса не только изнутри, но и позволяет более надежно точно создать требуемую форму деформации гибкого колеса.. Предлагаемая волновая передача позволяет создать мощные высокоскоростные приводы, очличающиеся простотой конструкции, компактностью, высоким КПД и долговечностью. Формула изобретения 1. Волновая передача, содержащая кор пус, установленные в нем жесткое колесо, гибкое колесо, генератор волн с постоянными магнитами или элeктpo faгшIтами, смещенными один относительно другого на половину углового шага и образующими с гибким копесом воздушные зазоры, заполненные магнитной жидкостью или порошком, отличающаяся тем, что, с целью увеличения долговечности передачи, генератор волн снабжен расположенными внутри гибкого колеса ведущим валом с фланцем, на наружной поверхности которого установлен один из MarHHTDBj и раз.мещенным на ведущем валу с возможностью проворота и охватывающим гибкое колесо кольцом, на внутренней поверхности которого установлены другие магниты, Бзаимодействующие с первыми. 2. Волновая передача по п. 1, о т личающаяся тем, что, на сопрягаемых поверхностях ведущего вала и кольца выполнены соответственно вытуп и паз с соотношением размеров, обеспечивающих взаимный проворот на аданный угол. Источники информации, финятые во внимание .при экспертизе 1.Шувалов С. А. Пантйкин П.Я. Исследование волновой электромагнитной ередачи типа ремансии. Известия Вузов, М., Машиностроение , 1973, № 5, . 29-33. .. 2.Авторское свидетельство СССР ,330264, кл. Р 15 С 3/02, 1972. 3.Цейтлии Н. И. BiinHOBbie переачи. Сб. трудов, Станкш, М., 197О . 329, фиг, 3 (прототип).

Фаг. 2