RU2039897C1 - Reduction gear for electric drive - Google Patents

Reduction gear for electric drive Download PDF

Info

Publication number
RU2039897C1
RU2039897C1 SU5038841A RU2039897C1 RU 2039897 C1 RU2039897 C1 RU 2039897C1 SU 5038841 A SU5038841 A SU 5038841A RU 2039897 C1 RU2039897 C1 RU 2039897C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gear
hysteresis brake
housing
shaft
bearings
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Н.И. Белоусов
Original Assignee
Головное конструкторское бюро научно-производственного объединения "Энергия" им.С.П.Королева
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Головное конструкторское бюро научно-производственного объединения "Энергия" им.С.П.Королева filed Critical Головное конструкторское бюро научно-производственного объединения "Энергия" им.С.П.Королева
Priority to SU5038841 priority Critical patent/RU2039897C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2039897C1 publication Critical patent/RU2039897C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
  • Gear Transmission (AREA)

Abstract

FIELD: instrument industry. SUBSTANCE: reduction gear has housing, plate with openings wherein assemblies of gear wheel are set in bearings, and hysteresis brake comprising housing, shaft set in bearings, gear wheel, and gear. The reduction gear is provided with a bushing received in the opening of the plate coaxially to the shaft of the hysteresis brake and locator of angular position of the bushing. The gear of the hysteresis brake is received in the bushing having a cutoff in side surface which serves for arranging the gear wheel of one of the assembly. The gear wheel engages the gear of hysteresis brake. One of the bearing of the shaft of the hysteresis brake is received in the bushing between the housing and gear of the hysteresis brake. EFFECT: enhanced reliability. 5 dwg

Description

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано в составе электроприводов систем автоматики изделий авиационной и ракетной техники. The invention relates to instrumentation and can be used as part of electric drives of automation systems for aircraft and rocket technology.

Известен редуктор, содержащий корпус и установленные в нем три вала с зубчатыми колесами [1]
Недостатком этого редуктора является его ограниченное применение, обусловленное незащищенностью от перегрузки выходного вала по крутящему моменту. При применении редуктора в составе электропривода такая незащищенность при указанной перегрузке может привести к разрушению элементов электропривода (перегреву и разрушению изоляции обмоток электродвигателя).Known gearbox containing a housing and installed in it three shafts with gears [1]
The disadvantage of this gearbox is its limited use, due to the insecurity from overloading the output shaft by torque. When using a gearbox as part of an electric drive, such insecurity with the indicated overload can lead to the destruction of electric drive elements (overheating and destruction of the insulation of the motor windings).

Известен редуктор, содержащий корпус и плату с отверстиями, в которых на подшипниках установлены блоки зубчатых колес и гистерезисный тормоз, снабженный зубчатым колесом и шестерней, выбранный в качестве прототипа [2] Редуктор содержит корпус, в котором установлена плата. В корпусе и плате выполнены отверстия, в которых установлены подшипники, в которых размещены блоки зубчатых колес и гистерезисный тормоз. Гистерезисный тормоз состоит из корпуса и ротора, жестко установленного на валу, размещенном в корпусе на подшипниках. Гистерезисный тормоз снабжен зубчатым колесом, присоединенным к корпусу гистерезисного тормоза, и шестерней, жестко закрепленной на валу посредством штифтового соединения. Один из блоков зубчатых колес находится в зацеплении с зубчатым колесом, а другой в зацеплении с шестерней. На плате установлен электродвигатель, шестерня которого находится в зацеплении с колесом первого блока зубчатых колес. A known gearbox comprising a housing and a board with holes in which gear blocks and a hysteresis brake equipped with a gear wheel and gear are mounted on bearings, selected as a prototype [2] The gearbox contains a housing in which the board is mounted. Holes are made in the housing and circuit board, in which bearings are installed, in which gear blocks and a hysteresis brake are placed. The hysteresis brake consists of a housing and a rotor rigidly mounted on a shaft, housed in bearings in the housing. The hysteresis brake is equipped with a gear wheel attached to the hysteresis brake housing and a gear rigidly fixed to the shaft by means of a pin connection. One of the gear blocks is meshed with the gear and the other is meshed with the gear. An electric motor is installed on the board, the gear of which is meshed with the wheel of the first block of gears.

Редуктор работает следующим образом. При вращении вала электродвигателя его шестерня приводит в движение первый блок зубчатых колес, являющийся входным валом редуктора. Вращающий момент передается через колесо на корпус гистерезисного тормоза. Так как ротор является постоянным магнитом, между ротором и корпусом осуществляется магнитное взаимодействие и при номинальном моменте на корпусе вращение ротора относительно этого корпуса в подшипниках отсутствует. Момент с этого корпуса передается на ротор и вал и через шестерню на второй блок зубчатых колес, являющийся выходным валом редуктора. The gearbox operates as follows. When the motor shaft rotates, its gear drives the first block of gears, which is the input shaft of the gearbox. Torque is transmitted through the wheel to the hysteresis brake housing. Since the rotor is a permanent magnet, there is magnetic interaction between the rotor and the housing, and at a rated moment on the housing there is no rotation of the rotor relative to this housing in the bearings. The moment from this housing is transmitted to the rotor and shaft and through the gear to the second block of gears, which is the output shaft of the gearbox.

При превышении моментом нагрузки допустимого значения (при упоре выходного звена) моменты на блоке зубчатых колес и гистерезисном тормозе возрастают. При достижении моментом, передаваемым гистерезисным тормозом, предельного значения ротор начинает прокручиваться относительно корпуса в подшипниках. Это обеспечивает размыкание кинематической цепи и предохранение элементов электропривода, в состав которого входит редуктор, от разрушения. Первый блок зубчатых колес и корпус вращаются в номинальном режиме, обеспечивая передачу на вал момента, равного моменту срабатывания гистерезисного тормоза, а вал вращается под воздействием этого момента и момента нагрузки (или неподвижен при упоре выходного звена редуктора). When the load moment exceeds the permissible value (when the output link is abutted), the moments on the gear block and hysteresis brake increase. When the moment transmitted by the hysteresis brake reaches the limit value, the rotor starts to scroll relative to the housing in the bearings. This ensures that the kinematic circuit is opened and the elements of the electric drive, which includes the gearbox, are protected from destruction. The first block of gears and the housing rotate in nominal mode, providing a moment equal to the moment of operation of the hysteresis brake on the shaft, and the shaft rotates under the influence of this moment and the load moment (or motionless when the output link of the gearbox stops).

Недостатком такого редуктора является малая надежность за счет малой вибропрочности. The disadvantage of this gearbox is low reliability due to the low vibration resistance.

Техническим результатом, достигаемым с помощью изобретения является повышение надежности за счет увеличения вибропрочности редуктора. The technical result achieved by the invention is to increase reliability by increasing the vibration resistance of the gearbox.

Этот результат достигается за счет того, что известный редуктор для электропривода, содержащий корпус и плату с отверстиями, в которых на подшипниках установлены блоки зубчатых колес и гистерезисный тормоз, снабженный зубчатым колесом и шестерней, согласно изобретению снабжен размещенной в отверстии платы соосно валу гистерезисного тормоза втулкой и фиксатором углового положения последней, шестерня размещена во втулке, выполненной с вырезом на боковой поверхности, предназначенным для размещения взаимодействующего с шестерней зубчатого колеса одного из блоков, и один из подшипников вала гистерезисного тормоза размещен в указанной втулке между корпусом и шестерней гистерезисного тормоза. This result is achieved due to the fact that the known gearbox for an electric drive, comprising a housing and a plate with holes in which gear blocks and a hysteresis brake equipped with a gear wheel and gear are mounted on bearings, according to the invention is equipped with a sleeve housed in the hole of the board aligned with the hysteresis brake shaft and the fixator of the angular position of the latter, the gear is placed in a sleeve made with a cutout on the side surface, designed to accommodate the gears interacting with the gear O of the wheel of one of the blocks, and one of the bearings of the hysteresis brake shaft is placed in the specified sleeve between the housing and the hysteresis brake gear.

На фиг.1 изображен предлагаемый редуктор; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 вид по стрелке Б на фиг.1; на фиг.4 втулка с вырезом, общий вид; на фиг.5 расчетная схема для определения собственной частоты изгибных колебаний гистерезисного тормоза в подшипниках. Figure 1 shows the proposed gearbox; figure 2 section aa in figure 1; figure 3 view along arrow B in figure 1; figure 4 sleeve with a neckline, General view; Fig.5 design scheme for determining the natural frequency of bending vibrations of the hysteresis brake in the bearings.

Редуктор содержит корпус 1, в котором установлена плата 2. В корпусе выполнены отверстия 3, а в плате отверстия 4. В этих отверстиях установлены подшипники 5, 7 и один из подшипников 6, в которых размещены блоки зубчатых колес 8, 9 и гистерезисный тормоз 10. Последний снабжен зубчатым колесом 15, винтами присоединенным к корпусу 11 гистерезисного тормоза, и шестерней 16, жестко закрепленной на валу 13 посредством штифтового соединения. На плате 2 размещен электродвигатель 17. Редуктор снабжен втулкой 18, размещенной в отверстии 4 платы 2. В этой втулке размещен второй подшипник 6 вала 13. Шестерня 16 размещена во внутренней полости втулки 18 между платой 2 и этим подшипником. На втулке 18 выполнен вырез 19 под зубчатое колесо блока зубчатых колес 9, входящее в зацепление с шестерней 16. The gearbox contains a housing 1, in which a board 2 is installed. Holes 3 are made in the housing, and holes 4 are made in the board. Bearings 5, 7 and one of bearings 6 are installed in these holes, in which gear blocks 8, 9 and hysteresis brake 10 are placed The latter is equipped with a gear wheel 15, screws attached to the hysteresis brake body 11, and a gear 16 fixed to the shaft 13 by means of a pin connection. An electric motor 17 is placed on the board 2. The gearbox is provided with a sleeve 18 located in the hole 4 of the board 2. A second bearing 6 of the shaft 13 is placed in this sleeve. The gear 16 is located in the inner cavity of the sleeve 18 between the board 2 and this bearing. On the sleeve 18, a cutout 19 is made for the gear of the block of gears 9, which engages with the gear 16.

Втулка также снабжена фиксатором 20 углового положения, жестко присоединенным винтами к втулке 18, имеющим выступ 21, входящий в отверстие 4 под подшипник блока зубчатых колес 9. Этим обеспечивается неизменное угловое положение втулки 18, что устраняет возможность попадания краев выреза 19 в зубья колеса блока зубчатых колес 9. Блок зубчатых колес 8 входит в зацепление с зубчатым колесом 15. The sleeve is also equipped with an angular position lock 20, rigidly attached by screws to the sleeve 18, having a protrusion 21, entering the hole 4 under the bearing of the gear block 9. This ensures a constant angular position of the sleeve 18, which eliminates the possibility of the edges of the cutout 19 getting into the gear teeth of the gear block wheels 9. The block of gears 8 is engaged with the gear wheel 15.

Редуктор работает следующим образом. При вращении вала электродвигателя 17 его вращение передается на колесо блока зубчатых колес 8, являющегося входным валом редуктора. Вращающий момент передается через колесо 15 на корпус 11 гистерезисного тормоза 10. За счет магнитного взаимодействия ротора и корпуса гистерезисного тормоза момент с корпуса 11 передается на вал 13 гистерезисного тормоза 10 и через шестерню 16 на блок зубчатых колес 9, являющийся выходным валом редуктора. The gearbox operates as follows. When the shaft of the motor 17 rotates, its rotation is transmitted to the wheel of the block of gears 8, which is the input shaft of the gearbox. The torque is transmitted through the wheel 15 to the housing 11 of the hysteresis brake 10. Due to the magnetic interaction of the rotor and the housing of the hysteresis brake, the moment from the housing 11 is transmitted to the shaft 13 of the hysteresis brake 10 and through the gear 16 to the gear unit 9, which is the output shaft of the gearbox.

При превышении моментом нагрузки допустимого значения (при упоре выходного звена) моменты на блоке зубчатых колес и гистерезисном тормозе возрастают. При достижении моментом, передаваемым гистерезисным тормозом, предельного значения (0,095±0,005 Н.м) вал 13 начинает прокручиваться относительно корпуса 11. Это обеспечивает размыкание кинематической цепи и предохранение элементов электропривода, в состав которого входит редуктор, от разрушения. When the load moment exceeds the permissible value (when the output link is abutted), the moments on the gear block and hysteresis brake increase. When the moment transmitted by the hysteresis brake reaches the limit value (0.095 ± 0.005 N.m), the shaft 13 starts to scroll relative to the housing 11. This ensures that the kinematic circuit is opened and the elements of the electric drive, which includes the gearbox, are destroyed.

Блок зубчатых колес 8 и корпус 11 вращаются в номинальном режиме, обеспечивая передачу на вал 13 момента, равного моменту срабатывания гистерезисного тормоза, а вал 13 вращается под воздействием этого момента и момента нагрузки (или неподвижен при упоре выходного звена редуктора). За счет того, что шестерня 16 размещена между подшипником 6 и платой 2 внутри втулки 18, уменьшается расстояние между опорами гистерезисного тормоза 10 подшипниками 6, что приводит к повышению собственной частоты колебаний гистерезисного тормоза. Наличие выреза 19 обеспечивает нормальную работу зацепления шестерни 16 с зубчатым колесом. The block of gears 8 and the housing 11 rotate in nominal mode, providing the transmission to the shaft 13 of the moment equal to the moment of operation of the hysteresis brake, and the shaft 13 rotates under the influence of this moment and the load moment (or motionless when the output link of the gearbox stops). Due to the fact that the gear 16 is placed between the bearing 6 and the circuit board 2 inside the sleeve 18, the distance between the bearings of the hysteresis brake 10 by the bearings 6 is reduced, which leads to an increase in the natural frequency of oscillation of the hysteresis brake. The presence of the cutout 19 ensures the normal operation of the engagement of the gear 16 with the gear.

Рассмотрим, как изменилась собственная частота колебаний гистерезисного тормоза по сравнению с прототипом. Расчетная схема приведена на фиг.5 (для упрощения примем массу гистерезисного тормоза сосредоточненной в ее центре масс), где m масса гистерезисного тормоза;
Е и I соответственно модуль упругости материала и момент инерции поперечного сечения вала гистерезисного тормоза;
l расстояние между подшипниками вала гистерезисного тормоза;
a,b соответственно расстояния от каждого подшипника до центра масс гистерезисного тормоза.Consider how the natural vibration frequency of the hysteresis brake has changed in comparison with the prototype. The calculation scheme is shown in figure 5 (to simplify, we take the mass of the hysteresis brake concentrated in its center of mass), where m is the mass of the hysteresis brake;
E and I, respectively, the elastic modulus of the material and the moment of inertia of the cross section of the hysteresis brake shaft;
l distance between the bearings of the hysteresis brake shaft;
a, b, respectively, the distance from each bearing to the center of mass of the hysteresis brake.

Собственная круговая частота колебаний р такой системы равна:
p

Figure 00000001
где α
Figure 00000002
+
Figure 00000003

Так как I1 I2 I (вал имеет одинаковую толщину), то:
α
Figure 00000004
=
Figure 00000005

Собственная частота f
Figure 00000006
Figure 00000007
Figure 00000008
Figure 00000009

Подставив I
Figure 00000010
где d диаметр вала, получим:
f
Figure 00000011
Figure 00000012

Таким образом, повышение собственной частоты колебаний позволяет вывести собственную частоту колебаний гистерезисного тормоза из диапазона частот вибрационных нагрузок. Вследствие этого устраняется опасность резонанса муфты. Существенным преимуществом описанной конструкции редуктора является возможность его производства на базе конструкции прототипа без каких-либо его доработок, а только введения двух новых деталей втулки и фиксатора. Это позволяет снизить затраты на проектирование, технологическую подготовку производства, обойтись существующей технологической оснасткой. Повышение надежности редуктора, достигаемое без значительных затрат, весьма важно для дорогостоящих объектов авиационной и космической техники.The natural circular frequency p of such a system is:
p
Figure 00000001
where α
Figure 00000002
+
Figure 00000003

Since I 1 I 2 I (the shaft has the same thickness), then:
α
Figure 00000004
=
Figure 00000005

Natural frequency f
Figure 00000006
Figure 00000007
Figure 00000008
Figure 00000009

Substituting I
Figure 00000010
where d is the shaft diameter, we get:
f
Figure 00000011
Figure 00000012

Thus, an increase in the natural frequency of oscillations allows you to derive the natural frequency of oscillations of the hysteresis brake from the frequency range of vibration loads. This eliminates the risk of coupling resonance. A significant advantage of the described design of the gearbox is the possibility of its production on the basis of the design of the prototype without any modifications, but only the introduction of two new parts of the sleeve and retainer. This allows you to reduce the cost of design, technological preparation of production, dispense with existing technological equipment. Improving the reliability of the gearbox, achieved without significant costs, is very important for expensive objects of aviation and space technology.

Claims (1)

РЕДУКТОР ДЛЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДА, содержащий корпус и плату с отверстиями, в которых на подшипниках установлены блоки зубчатых колес и гистерезисный тормоз, содержащий корпус, вал, установленный в подшипниках, зубчатое колесо и шестерню, отличающийся тем, что он снабжен размещенной в отверстии платы соосно с валом гистерезисного тормоза втулкой и фиксатором углового положения последней, шестерня гистерезисного тормоза размещена во втулке, выполненной с вырезом на боковой поверхности, предназначенным для размещения взаимодействующего с шестерней гистерезисного тормоза зубчатого колеса одного из блоков, и один из подшипников вала гистерезисного тормоза размещен во втулке между корпусом и шестерней гистерезисного тормоза. REDUCER FOR ELECTRIC ACTUATOR, comprising a housing and a plate with holes in which gear blocks and a hysteresis brake are installed on the bearings, comprising a housing, a shaft installed in the bearings, a gear wheel and gear, characterized in that it is provided aligned with the shaft located in the hole of the board the hysteresis brake with the sleeve and the angular position lock of the latter, the hysteresis brake gear is located in the sleeve, made with a cutout on the side surface, designed to accommodate interacting with the gear the horn of the hysteresis brake of the gear of one of the blocks, and one of the bearings of the shaft of the hysteresis brake is placed in the sleeve between the housing and the hysteresis brake gear.
SU5038841 1992-04-20 1992-04-20 Reduction gear for electric drive RU2039897C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5038841 RU2039897C1 (en) 1992-04-20 1992-04-20 Reduction gear for electric drive

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5038841 RU2039897C1 (en) 1992-04-20 1992-04-20 Reduction gear for electric drive

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2039897C1 true RU2039897C1 (en) 1995-07-20

Family

ID=21602561

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5038841 RU2039897C1 (en) 1992-04-20 1992-04-20 Reduction gear for electric drive

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2039897C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2472284C1 (en) * 2011-05-12 2013-01-10 Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнева" Electromechanical opening drive

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Чернявский С.А., Снесарев Г.А. и Козинцев Б.С. и др. Проектирование механических передач. Учебно-справочное пособие для втузов. М.: Машиностроение, 1984, с.35, рис.3.3. *
2. Чертеж НПО "Энергия" 33У.3531.001. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2472284C1 (en) * 2011-05-12 2013-01-10 Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнева" Electromechanical opening drive

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4503719A (en) Buffering mechanism for automotive starter
WO1986005470A1 (en) Joint driving apparatus for industrial robots
KR840004627A (en) Electric actuator
KR100446191B1 (en) Electric actuator for vehicle power steering system
CA2265909A1 (en) Adapter system
CN107191549B (en) Planet gear speed reducing mechanism and speed reducer thereof
KR20170088290A (en) Steering apparatus
JP2000050571A (en) Worm transmission with motor
US5810112A (en) Electrically powered steering mechanism
RU2039897C1 (en) Reduction gear for electric drive
KR100304057B1 (en) Universal mounting housing structure for parallel offset gearboxes and gearmotors
KR960003056A (en) Drive system with gearhead motor system
EP0233303A1 (en) Planetary gear apparatus
GB2347277A (en) Geared motor
JPS6343869A (en) Servo steering gear
EP3418605B1 (en) Speed reducing device having power source
US20050094331A1 (en) Electromechanical actuators
RU2136986C1 (en) Wave gear transmission
JPH0750599Y2 (en) Gear reducer
JPS62159831A (en) Shaft coupling having speed changing function
JP3249033B2 (en) Crane saddle
RU2080500C1 (en) Wave drive
KR0131184Y1 (en) Speed meter cable
KR200249219Y1 (en) Structure for outputting in motor
CN118554683A (en) Driving device