Invenţia se referă la industria construcţiilor de maşini, în special la motoarele-reductoare, şi poate fi folosită la transmisii de forţă de capacitate mică pentru obţinerea unei rotaţii lente a arborelui de ieşire, de exemplu, în aparate. The invention relates to the machine building industry, in particular to gear motors, and can be used in low-capacity power transmissions to obtain slow rotation of the output shaft, for example, in appliances.

Se cunoaşte un motor-reductor planetar, ce include un motor electric şi o transmisie planetară dinţată, care conţine o carcasă, în care este amplasată o transmisie cu roţi dinţate, care include două roţi dinţate centrale, una dintre ele fiind fixată în carcasă şi una mobilă, legată rigid cu un arbore condus şi, amplasat între ele, un satelit cu două coroane, precum şi un mecanism de mişcare a satelitului [1]. A planetary gearmotor is known, which includes an electric motor and a planetary gear transmission, which contains a housing, in which is placed a gear transmission, which includes two central gears, one of which is fixed in the housing and one movable, rigidly connected to a driven shaft and, located between them, a satellite with two crowns, as well as a mechanism for moving the satellite [1].

Această soluţie posedă posibilităţi cinematice reduse şi o construcţie complicată, fapt ce complică procesul de fabricare-asamblare. This solution has reduced kinematic possibilities and a complicated construction, which complicates the manufacturing-assembly process.

Se cunoaşte, de asemenea, un motor-reductor frontal, care conţine o carcasă, în care sunt amplasate două roţi dinţate centrale, una dintre ele fiind fixată în carcasă, iar a doua fiind legată rigid cu un arbore condus. Între roţile dinţate centrale este amplasat un satelit, precum şi un mecanism de mişcare precesională a satelitului [2]. A front gear motor is also known, which contains a housing, in which two central gears are located, one of which is fixed in the housing, and the second is rigidly connected to a driven shaft. Between the central gears is located a satellite, as well as a mechanism for precessional movement of the satellite [2].

Dezavantajul acestui motor-reductor constă în construcţia complicată a satelitului, fapt ce complică procesul de fabricare şi reduce fiabilitatea. The disadvantage of this gearmotor is the complicated construction of the satellite, which complicates the manufacturing process and reduces reliability.

Problema tehnică pe care o rezolvă invenţia este simplificarea construcţiei şi procesului de fabricare, majorarea fiabilităţii. The technical problem that the invention solves is simplifying the construction and manufacturing process, increasing reliability.

Mini motorul-reductor precesional, conform primei variante, înlătură dezavantajele menţionate mai sus prin aceea că conţine o carcasă cu un capac, în care sunt amplasate două roţi dinţate centrale, una fixă, legată rigid cu capacul, şi una mobilă, legată rigid cu un arbore condus. Între roţile dinţate centrale este amplasat liber un satelit, executat în formă de disc, pe suprafaţa exterioară a căruia este executat un canal circular închis, în care este amplasat un inel cu posibilitatea de a se roti, pe suprafaţa exterioară a căruia este executat un canal în forma unei unde sinusoidale. Mini motorul-reductor precesional mai conţine un mecanism de mişcare de precesie a satelitului, care include cel puţin trei blocuri de piezoelemente, fixate uniform pe suprafaţa laterală interioară a carcasei şi conectate la o sursă de curent electric. Fiecare din blocurile de piezoelemente conţine câte un generator de oscilaţii mecanice longitudinale, amplasat tangenţial la cercul carcasei, şi câte două generatoare de oscilaţii mecanice transversale, amplasate de o parte şi de alta a generatorului de oscilaţii mecanice longitudinale, orientate perpendicular acestuia din urmă. În flanşa satelitului sunt executate, într-un număr prestabilit, bolţuri cu spaţiu între ele, totodată numărul de bolţuri Z2 = Z1 ± 1, unde Z1 este numărul de dinţi ai roţii dinţate centrale fixe. The mini precessional gear motor, according to the first variant, eliminates the above-mentioned disadvantages by containing a housing with a cover, in which two central gear wheels are placed, one fixed, rigidly connected to the cover, and one movable, rigidly connected to a driven shaft. Between the central gear wheels, a satellite is freely placed, made in the form of a disk, on the outer surface of which a closed circular channel is made, in which a ring with the possibility of rotation is placed, on the outer surface of which a channel in the form of a sine wave is made. The mini precessional gear motor also contains a mechanism for the precessional movement of the satellite, which includes at least three blocks of piezoelements, uniformly fixed on the inner lateral surface of the housing and connected to an electric current source. Each of the piezoelement blocks contains a generator of longitudinal mechanical oscillations, located tangentially to the housing circle, and two generators of transverse mechanical oscillations, located on either side of the generator of longitudinal mechanical oscillations, oriented perpendicular to the latter. In the satellite flange, a predetermined number of bolts with space between them are made, at the same time the number of bolts Z2 = Z1 ± 1, where Z1 is the number of teeth of the fixed central gear wheel.

Mini motorul-reductor precesional, conform variantei a doua, înlătură dezavantajele menţionate mai sus prin aceea că conţine o carcasă cu un capac, în care sunt amplasate două roţi dinţate centrale fixe, una legată rigid cu capacul şi a doua legată rigid cu carcasa. Între roţile dinţate centrale este amplasat un satelit, executat în formă de disc, care este legat cu un arbore condus prin intermediul unui element elastic, un capăt al arborelui fiind executat sferoidal. Pe suprafaţa exterioară a satelitului este executat un canal circular închis, în care este amplasat un inel cu posibilitatea de a se roti, pe suprafaţa exterioară a căruia este executat un canal în forma unei unde sinusoidale. Mini motorul-reductor precesional mai conţine un mecanism de mişcare de precesie a satelitului, care include cel puţin trei blocuri de piezoelemente, fixate uniform pe suprafaţa laterală interioară a carcasei şi conectate la o sursă de curent electric. Fiecare din blocurile de piezoelemente conţine câte un generator de oscilaţii mecanice longitudinale, amplasat tangenţial la cercul carcasei, şi câte două generatoare de oscilaţii mecanice transversale, amplasate de o parte şi de alta a generatorului de oscilaţii mecanice longitudinale, orientate perpendicular acestuia din urmă. În flanşa satelitului sunt executate, într-un număr prestabilit, bolţuri cu spaţiu între ele, totodată numărul de bolţuri Z2 = Z1 ± 1, unde Z1 este numărul de dinţi ai roţii dinţate centrale fixe legate rigid cu capacul. The mini precessional gear motor, according to the second variant, eliminates the above-mentioned disadvantages by containing a housing with a cover, in which two fixed central gears are placed, one rigidly connected to the cover and the second rigidly connected to the housing. Between the central gears is placed a satellite, made in the form of a disk, which is connected to a driven shaft by means of an elastic element, one end of the shaft being made spherical. On the outer surface of the satellite is made a closed circular channel, in which is placed a ring with the possibility of rotation, on the outer surface of which is made a channel in the form of a sine wave. The mini precessional gear motor also contains a mechanism for the precessional movement of the satellite, which includes at least three blocks of piezoelements, uniformly fixed on the inner lateral surface of the housing and connected to an electric current source. Each of the piezoelement blocks contains a generator of longitudinal mechanical oscillations, located tangentially to the housing circle, and two generators of transverse mechanical oscillations, located on either side of the generator of longitudinal mechanical oscillations, oriented perpendicular to the latter. In the satellite flange, a predetermined number of bolts with space between them are made, at the same time the number of bolts Z2 = Z1 ± 1, where Z1 is the number of teeth of the fixed central gear wheel rigidly connected to the cover.

Bolţurile satelitului sunt executate în secţiune circulare, iar dinţii roţilor dinţate centrale sunt executaţi cu profil convex-concav variabil. The satellite pins are made in circular section, and the teeth of the central gears are made with a variable convex-concave profile.

Bolţurile satelitului sunt executate în secţiune elipsoidale, iar dinţii roţilor dinţate centrale sunt executaţi cu profil rectiliniu cu un unghi α variabil la vârf. The satellite pins are made in ellipsoidal section, and the teeth of the central gears are made with a rectilinear profile with a variable angle α at the tip.

Particularităţile invenţiei constau în faptul că mini motorul-reductor precesional este compus dintr-un număr minim de elemente de bază, simplificându-se astfel construcţia şi asamblarea şi majorându-se fiabilitatea; cu acelaşi număr de elemente de bază se poate obţine o gamă largă de raporturi de transmisie, lărgindu-se astfel posibilităţile cinematice ale mini motorului-reductor; toate elementele mobile sunt executate din materiale compozite, cu proprietăţi de auto-ungere, excluzându-se astfel lagărele de rostogolire, care, pentru dimensiuni mici, creează mari probleme de executare şi de asamblare; bolţurile satelitului şi dinţii roţilor dinţate fixă şi mobilă pot avea diferite profiluri în secţiune normală, ceea ce îmbunătăţeşte condiţiile de angrenare, totodată în anumite cazuri simplifică tehnologia de prelucrare; se simplifică procesul de asamblare prin asigurarea asamblării automatizate. The particularities of the invention consist in the fact that the mini precessional gear motor is composed of a minimum number of basic elements, thus simplifying the construction and assembly and increasing the reliability; with the same number of basic elements, a wide range of transmission ratios can be obtained, thus broadening the kinematic possibilities of the mini gear motor; all the moving elements are made of composite materials, with self-lubricating properties, thus excluding the rolling bearings, which, for small dimensions, create great execution and assembly problems; the satellite bolts and the teeth of the fixed and mobile gears can have different profiles in normal section, which improves the meshing conditions, at the same time in certain cases simplifies the processing technology; the assembly process is simplified by ensuring automated assembly.

Invenţia se explică prin desenele din fig. 1-11, care reprezintă: The invention is explained by the drawings in Fig. 1-11, which represent:

- fig. 1, vederea generală a mini motorului-reductor precesional, conform primei variante; - Fig. 1, general view of the mini precessional gear motor, according to the first variant;

- fig. 2, vederea frontală a satelitului; - Fig. 2, front view of the satellite;

- fig. 3, secţiunea B-B (mărită) din fig. 2; - fig. 3, section B-B (enlarged) of fig. 2;

- fig. 4, secţiunea A-A a carcasei din fig. 1; - Fig. 4, section A-A of the casing of Fig. 1;

- fig. 5, desfăşurata inelului cu canalul în forma unei unde sinusoidale şi schema amplasării piezoelementelor din fig. 3, 4; - Fig. 5, the development of the ring with the channel in the form of a sinusoidal wave and the layout of the piezoelements in Fig. 3, 4;

- fig. 6, profilul convex-concav variabil al dinţilor roţilor dinţate fixă şi mobilă; - Fig. 6, the variable convex-concave profile of the teeth of the fixed and movable gears;

- fig. 7, secţiunea B-B (mărită) din fig. 2; - fig. 7, section B-B (enlarged) of fig. 2;

- fig. 8, profilul rectiliniu al dinţilor roţilor dinţate fixă şi mobilă; - Fig. 8, the rectilinear profile of the teeth of the fixed and movable gears;

- fig. 9, vederea generală a mini motorului-reductor precesional, conform variantei a doua; - Fig. 9, general view of the mini precessional gear motor, according to the second variant;

- fig. 10, schema generării oscilaţiilor transversale; - Fig. 10, diagram of the generation of transverse oscillations;

- fig. 11, schema generării eforturilor de centrare. - Fig. 11, scheme of centering effort generation.

Mini motorul-reductor precesional, conform primei variante, conţine carcasa 1 (fig. 1), în interiorul căreia sunt amplasate două roţi dinţate centrale, una fixă 2, legată rigid cu capacul 3 carcasei 1, şi una mobilă 4, legată rigid cu arborele condus 5, care se sprijină, cu posibilitatea de a se roti, pe bucşa antifricţiune 6 montată rigid în carcasa 1. Între roţile dinţate centrale fixă 2 şi mobilă 4 este amplasat liber satelitul 7, executat în formă de disc, pe suprafaţa exterioară sferică a căruia este executat un canal circular închis 8 (fig. 2, 3). În interiorul canalului circular închis 8 este amplasat, cu posibilitatea de a se roti, inelul 9, pe suprafaţa exterioară sferică a căruia este executat un canal 10 în forma unei unde sinusoidale. În flanşa satelitului 7 sunt executate bolţuri 12 cu spaţiu 11 între ele, care sunt executate în secţiune circulare. Pe suprafaţa cilindrică interioară corespunzătoare a carcasei 1 sunt fixate, la unghiuri egale, cel puţin trei blocuri de piezoelemente 13 (fig. 4), fixate uniform pe suprafaţa laterală interioară a carcasei 1 şi conectate la o sursă de curent electric. Fiecare din blocurile de piezoelemente 13 conţine câte un generator de oscilaţii mecanice longitudinale 14, amplasat tangenţial la cercul carcasei 1, şi câte două generatoare de oscilaţii mecanice transversale 15, amplasate de o parte şi de alta a generatorului de oscilaţii mecanice longitudinale 14 (fig. 5), orientate perpendicular acestuia din urmă. Dinţii 16 roţilor dinţate centrale fixă 2 şi mobilă 4 sunt executaţi cu profil convex-concav variabil (fig. 6). Bolţurile 12 satelitului 7 pot fi executate în secţiune elipsoidale (fig. 7), iar dinţii 16 roţilor dinţate centrale fixă 2 şi mobilă 4 sunt executaţi cu profil rectiliniu cu un unghi α variabil la vârf (fig. 8). The mini precessional gear motor, according to the first variant, contains the housing 1 (fig. 1), inside which are placed two central gears, a fixed one 2, rigidly connected to the cover 3 of the housing 1, and a movable one 4, rigidly connected to the driven shaft 5, which rests, with the possibility of rotation, on the anti-friction bushing 6 rigidly mounted in the housing 1. Between the fixed 2 and movable central gears 4, the satellite 7 is freely placed, made in the form of a disk, on the spherical outer surface of which a closed circular channel 8 is made (fig. 2, 3). Inside the closed circular channel 8, the ring 9 is placed, with the possibility of rotation, on the spherical outer surface of which a channel 10 is made in the form of a sine wave. In the flange of the satellite 7, bolts 12 with a space 11 between them are made, which are made in circular section. On the corresponding inner cylindrical surface of the housing 1, at least three blocks of piezoelements 13 (fig. 4) are fixed, at equal angles, uniformly fixed on the inner lateral surface of the housing 1 and connected to an electric current source. Each of the blocks of piezoelements 13 contains a generator of longitudinal mechanical oscillations 14, located tangentially to the circle of the housing 1, and two generators of transverse mechanical oscillations 15, located on either side of the generator of longitudinal mechanical oscillations 14 (fig. 5), oriented perpendicular to the latter. The teeth 16 of the fixed central gear wheels 2 and mobile 4 are made with a variable convex-concave profile (fig. 6). The pins 12 of the satellite 7 can be made in ellipsoidal section (fig. 7), and the teeth 16 of the fixed central gear wheels 2 and mobile 4 are made with a rectilinear profile with a variable angle α at the tip (fig. 8).

În mini motorul-reductor precesional, conform variantei a doua (fig. 9), roţile dinţate centrale 2 şi 4 sunt legate rigid cu carcasa 1, iar satelitul 7 este legat cu arborele condus 5 prin intermediul elementului elastic 17. In the mini precessional gear motor, according to the second variant (fig. 9), the central gears 2 and 4 are rigidly connected to the housing 1, and the satellite 7 is connected to the driven shaft 5 by means of the elastic element 17.

Mini motorul-reductor precesional, conform primei variante, funcţionează în modul următor. The mini precessional gear motor, according to the first variant, operates in the following way.

La recepţionarea semnalelor electrice generatoarele de oscilaţii mecanice longitudinale 14 comunică inelului 9 oscilaţii longitudinale, care provoacă mişcarea de rotaţie a acestuia în canalul circular închis 8 al satelitului 7, iar generatoarele de oscilaţii mecanice transversale 15 comunică inelului 9 şi, împreună cu el, satelitului 7 oscilaţii transversale, care le provoacă o mişcare oscilatorie. Generatoarele de oscilaţii mecanice transversale 15 atrag inelul 9 în direcţie transversală până când planul de simetrie al graficului oscilaţiilor (amplitudinea maximă), deplasat la distanţa a (fig. 10, 11), va coincide cu linia medie a canalului 10. Conectarea şi deconectarea piezoelementelor 13 se face consecutiv pe circumferinţă, ceea ce conduce la repetarea ciclică a procesului. Amplasarea inelului 9 cu posibilitatea de a se roti în canalul circular închis 8 al satelitului 7 asigură transformarea componentelor de mişcare longitudinală şi transversală a inelului 9 la activarea consecutivă a tuturor piezoelementelor 13 în mişcare de precesie a satelitului 7 (ciclu complet de precesie) în jurul centrului de precesie O (punctul de intersecţie a generatoarelor dinţilor roţilor dinţate centrale 2 şi 4 şi a bolţurilor 12 satelitului 7). Astfel satelitul 7 va efectua o mişcare de precesie în jurul punctului de precesie O cu amplitudinea: , unde de este diametrul suprafeţei sferice exterioare a satelitului, iar θ - unghiul de precesie, totodată amplitudinea sinusoidei canalului 10 inelului 9 coincide cu amplitudinea mişcării de precesie a satelitului 7. Ca rezultat al angrenării bolţurilor 12 satelitului 7 cu dinţii 16 roţilor dinţate centrale fixă 2 şi, respectiv, mobilă 4, aceasta din urma şi, respectiv, arborele condus 5, cu care aceasta este legată rigid, vor obţine o mişcare de rotaţie cu raportul de transmisie după cum urmează: Upon receiving the electrical signals, the longitudinal mechanical oscillation generators 14 communicate longitudinal oscillations to the ring 9, which cause its rotational movement in the closed circular channel 8 of the satellite 7, and the transverse mechanical oscillation generators 15 communicate transverse oscillations to the ring 9 and, together with it, to the satellite 7, which cause them to have an oscillatory movement. The transverse mechanical oscillation generators 15 attract the ring 9 in the transverse direction until the plane of symmetry of the oscillation graph (maximum amplitude), shifted by a distance a (Fig. 10, 11), coincides with the middle line of the channel 10. The connection and disconnection of the piezoelements 13 is made consecutively on the circumference, which leads to the cyclic repetition of the process. The placement of the ring 9 with the possibility of rotation in the closed circular channel 8 of the satellite 7 ensures the transformation of the longitudinal and transverse motion components of the ring 9 upon consecutive activation of all the piezoelements 13 into precession motion of the satellite 7 (complete precession cycle) around the precession center O (the intersection point of the tooth generators of the central gears 2 and 4 and the pins 12 of the satellite 7). Thus, the satellite 7 will perform a precession movement around the precession point O with the amplitude: , where is the diameter of the outer spherical surface of the satellite, and θ - the precession angle, at the same time the amplitude of the sinusoid of the channel 10 of the ring 9 coincides with the amplitude of the precession movement of the satellite 7. As a result of the engagement of the pins 12 of the satellite 7 with the teeth 16 of the fixed central gear wheels 2 and, respectively, the mobile 4, the latter and, respectively, the driven shaft 5, with which it is rigidly connected, will obtain a rotational movement with the transmission ratio as follows:

Cazul I: Z2 = Z3; Z1 = Z2 + 1; Z4 = Z2 - 1 sau Z1 = Z2 - 1; Z4 = Z2 + 1 Case I: Z2 = Z3; Z1 = Z2 + 1; Z4 = Z2 - 1 or Z1 = Z2 - 1; Z4 = Z2 + 1

(1) (1)

unde: Z2 (Z3) este numărul de bolţuri ale flanşei satelitului 7; where: Z2 (Z3) is the number of bolts of the satellite flange 7;

Z1, Z4  - numărul de dinţi ai roţilor dinţate centrale fixă 2 şi mobilă 4. Z1, Z4 - number of teeth of the fixed 2 and movable 4 central gears.

Cazul II: Z1 = Z2 = Z3; Z4 = Z3 ± 1 Case II: Z1 = Z2 = Z3; Z4 = Z3 ± 1

(2) (2)

Principiul de funcţionare al motorului-reductor precesional, conform variantei a doua, este similar celui descris anterior. Diferenţa constă în aceea că roţile dinţate centrale 2 şi 4 sunt fixe, iar satelitul 7 prin intermediul elementului elastic 17 este legat cu arborele condus 5, căruia îi comunică o mişcare de rotaţie cu raportul de transmisie: The operating principle of the precessional gear motor, according to the second variant, is similar to the one described previously. The difference is that the central gears 2 and 4 are fixed, and the satellite 7 is connected to the driven shaft 5 by means of the elastic element 17, to which it communicates a rotational movement with the transmission ratio:

(3) (3)

unde: Z1 = Z4 = Z2 ± 1; Z2 = Z3. where: Z1 = Z4 = Z2 ± 1; Z2 = Z3.

Această soluţie tehnică permite mărirea capacităţii portante a mini motorului-reductor precesional, deoarece sarcina este transmisă prin două fluxuri, fiecare roată dinţată centrală fiind solicitată cu jumătate din momentul de torsiune sumar. This technical solution allows the load capacity of the mini precessional gearmotor to be increased, because the load is transmitted through two flows, with each central gearwheel being loaded with half of the total torque.

1. RU 2150623 C1 2000.06.10 1. RU 2150623 C1 2000.06.10

2. MD 2943 C2 2006.08.31 2. MD 2943 C2 2006.08.31