RU2096892C1 - Double-rotor electric drive - Google Patents
Double-rotor electric drive Download PDFInfo
- Publication number
- RU2096892C1 RU2096892C1 RU94033508A RU94033508A RU2096892C1 RU 2096892 C1 RU2096892 C1 RU 2096892C1 RU 94033508 A RU94033508 A RU 94033508A RU 94033508 A RU94033508 A RU 94033508A RU 2096892 C1 RU2096892 C1 RU 2096892C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- grooves
- cones
- rim
- rings
- drive
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Friction Gearing (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к электроприводам. The invention relates to the field of mechanical engineering, in particular to electric drives.
Известны приводы с противоположно вращающимися роторами, которые чаще всего применяются для вращения сдвоенных гребных судовых винтов. К таким приводам относится контрроторный каскад с синхронным генератором (см. Парфенов Э.Е. и Алексеев С.А. "Исследование бесконтактного контрроторного каскада с синхронным генератором". Известия АН СССР. Энергетика и транспорт, N 2, 1978, с. 107). Drives with oppositely rotating rotors are known, which are most often used to rotate twin ship propellers. Such drives include a counter-rotor cascade with a synchronous generator (see Parfenov E.E. and Alekseev S.A. “Study of the contactless counter-rotor cascade with a synchronous generator.” Proceedings of the USSR Academy of Sciences. Energy and Transport,
Недостатками этого привода являются применение привода только для гребного движителя и отсутствие регулирования частоты вращения выходных валов. The disadvantages of this drive are the use of the drive only for the propeller and the lack of regulation of the frequency of rotation of the output shafts.
Наиболее близким по устройству и по достигаемому результату является электромеханическая система для привода гребных винтов по а. с. N 403003, 1973, БИ N 42. The closest to the device and the achieved result is an electromechanical system for driving propellers in a. from. N 403003, 1973, BI N 42.
В этом приводе установленные на корпусе два соосных ротора соединены с двумя гребными винтами, вращающимися в противоположных направлениях. In this drive, two coaxial rotors mounted on the housing are connected to two propellers rotating in opposite directions.
Недостатками такого привода являются ограниченное его применение и постоянная частота вращения выходных валов. Увеличение крутящего момента достигается только за счет электромагнитных сил, что требует больших габаритов электропривода в сравнении с равноценной механической передачей. The disadvantages of this drive are its limited use and a constant speed of the output shafts. The increase in torque is achieved only due to electromagnetic forces, which requires large dimensions of the electric drive in comparison with an equivalent mechanical transmission.
Задачей изобретения является автоматическое регулирование частоты вращения выходного вала в зависимости от величины вращающего момента на этом валу. The objective of the invention is to automatically control the speed of the output shaft depending on the magnitude of the torque on this shaft.
Поставленная задача достигается тем, что электропривод с двумя вращающимися в противоположных направлениях роторами установлен на неподвижной оси, закрепленной в корпусе, лапы которого крепятся к станине или к корпусу машины орудия. Со стороны выходного вала привода, который соединен с наружным ротором, установлены на оси подшипники наружного и внутреннего роторов. На выходном валу установлены токосъемные кольца, которые подводят переменный ток к обмотке внешнего ротора. Внутренний ротор имеет короткозамкнутую обмотку. С другой стороны роторы кинематически соединены автоматически регулируемой фрикционной передачей. Внутренний ротор соединен с ведущим катком, который установлен на подшипнике на оси привода. Ведущий каток имеет упругий в тангенциальном направлении обод, который обеспечивает компенсацию геометрического скольжения в пятнах контакта с конусами, расположенными равномерно по окружности обода, и количество их определяется условиями соседства. Конуса спарены основаниями и могут быть выполнены из стали или керамики (карбид бора μo0,6 0,8).The problem is achieved in that the electric drive with two rotors rotating in opposite directions is mounted on a fixed axis fixed in the body, the legs of which are attached to the frame or to the machine body of the gun. On the output drive shaft side, which is connected to the outer rotor, bearings of the outer and inner rotors are mounted on the axis. On the output shaft, collector rings are installed that supply alternating current to the winding of the external rotor. The inner rotor has a shorted winding. On the other hand, the rotors are kinematically connected by an automatically controlled friction gear. The inner rotor is connected to a drive roller, which is mounted on a bearing on the drive axis. The drive roller has a tangentially elastic rim that compensates for geometric slip in the contact spots with cones located uniformly around the circumference of the rim, and their number is determined by the conditions of the neighborhood. The cones are paired with bases and can be made of steel or ceramic (boron carbide μ o 0.6 0.8).
Спаренные конусы установлены в обойме на подшипниках и осях, наклоненных к оси привода под углом, равным половине угла при вершине конуса. Подшипники установлены внутри конусов или на концах осей в стенках обоймы. Наклонные оси спаренных конусов обеспечивают параллельное расположение крайних внутренних образующих одной группы конусов и крайних наружных образующих другой группы конусов к оси привода, что обеспечивает осевое перемещение обоймы с конусами при работе привода и изменение передаточного отношения. Внутренние образующие конусов контактируют с ободом ведущего катка, а наружные с упругим охватывающим ободом, который компенсирует упругой деформацией геометрическое скольжение в пятнах контакта с конусами, передает крутящий момент и создает силы прижатия во взаимодействии с тупоугольными пазами кольца, закрепленного к наружному ротору. Paired cones are mounted in a cage on bearings and axles inclined to the drive axis at an angle equal to half the angle at the apex of the cone. Bearings are installed inside the cones or at the ends of the axles in the walls of the cage. The inclined axes of the paired cones provide a parallel arrangement of the extreme inner generators of one group of cones and the outermost generators of another group of cones to the axis of the drive, which provides axial movement of the cage with the cones during operation of the drive and change the gear ratio. The inner generators of the cones are in contact with the rim of the drive roller, and the outer ones with an elastic covering rim, which compensates for the geometric slip in the contact spots with the cones by elastic deformation, transmits torque and creates pressing forces in cooperation with obtuse grooves of the ring fixed to the outer rotor.
Перемещение обоймы со спаренными конусами осуществляется винтовой парой и пружиной сжатия, которые автоматически работают под действием реактивного момента касательных сил ведущего катка и охватывающего ободка. Винтовая пара имеет винт, выполненный на оси привода в виде двух диаметрально расположенных прямолинейчатых винтовых поверхностей с большим шагом. Гайка представляет собой ступицу обоймы с цилиндрическим отверстием. На концах ступицы на двух осях с каждой стороны в прорезях установлены на каждой оси по два игольчатых подшипника, которые наружными кольцами опираются на винтовые поверхности. Moving the cage with paired cones is carried out by a screw pair and a compression spring, which automatically work under the action of the reactive moment of the tangential forces of the drive roller and the enveloping rim. A screw pair has a screw made on the drive axis in the form of two diametrically located rectilinear screw surfaces with a large pitch. The nut is a hub hub with a cylindrical hole. At the ends of the hub on two axes on each side, two needle bearings are mounted on each axis in the slots, which are supported by outer rings on screw surfaces.
Для обеспечения одновременного прилегания подшипников к винтовым поверхностям необходимо оси на разных концах ступицы установить под углом αo относительно друг друга:
где l расстояние между осями по длине ступицы;
h шаг винтовых поверхностей.To ensure the simultaneous contact of the bearings to the helical surfaces, it is necessary to set the axis at different ends of the hub at an angle α o relative to each other:
where l is the distance between the axles along the length of the hub;
h pitch screw surfaces.
При увеличении вращающего момента на обойме происходит увеличение осевой силы на винтовых поверхностях, что приводит к сжатию пружины и перемещению обоймы со спаренными конусами в сторону увеличения передаточного отношения. При уменьшении вращающего момента пружина перемещает обойму в сторону увеличения частоты вращения выходного вала. With increasing torque on the cage, there is an increase in axial force on the helical surfaces, which leads to compression of the spring and the movement of the cage with paired cones in the direction of increasing the gear ratio. When reducing torque, the spring moves the cage in the direction of increasing the frequency of rotation of the output shaft.
При таком устройстве привода частота вращения выходного вала определяется относительной частотой вращения роторов и выражается формулой:
где ωн- частота вращения выходного вала;
ω - относительная частота вращения роторов;
i передаточное отношение фрикционной передачи
Ведущий каток имеет ступицу с подшипником, установленным на оси привода. На наружной цилиндрической поверхности ступицы имеются мелкие шлицы, на которые установлены тонкие стальные диски.With such a drive device, the rotational speed of the output shaft is determined by the relative rotational speed of the rotors and is expressed by the formula:
where ω n - the frequency of rotation of the output shaft;
ω is the relative rotor speed;
i gear ratio
The drive roller has a hub with a bearing mounted on the axis of the drive. On the outer cylindrical surface of the hub there are small slots on which thin steel disks are mounted.
Каждый диск имеет обод, разрезанный на секции по числу контактирующих конусов. Каждая секция соединена с центральной частью перемычками в виде радиальных консолей равного сопротивления изгибу касательными силами. На первом диске обода разрезы совмещены с канавками глубиной 1 2 мм и шириной 2 4 мм, которые совместно с перемычками обеспечивают компенсацию геометрического скольжения в пятнах контакта с конусами. На остальных дисках число канавок кратно числу конусов и располагается равномерно по окружности. Each disk has a rim cut into sections according to the number of contacting cones. Each section is connected to the central part by jumpers in the form of radial consoles of equal resistance to bending by tangential forces. On the first disk of the rim, the cuts are combined with grooves with a depth of 1 2 mm and a width of 2 4 mm, which together with the jumpers provide compensation for geometric slip in the contact spots with the cones. On the remaining disks, the number of grooves is a multiple of the number of cones and is evenly spaced around the circumference.
Пакет дисков сжимается щеками, установленными на ступице. The disc pack is compressed by the cheeks mounted on the hub.
Пятно контакта в упругофрикционной передаче имеет линейную форму, но отличается от пятна контакта жестких тел качения тем, что оно состоит из отдельных точек контакта каждого диска или кольца с конусами. Это повышает допустимые контактные напряжения. The contact spot in the elastic-friction gear has a linear shape, but differs from the contact spot of hard rolling bodies in that it consists of individual contact points of each disk or ring with cones. This increases the allowable contact stress.
Геометрическое скольжение в пятнах контакта возникает из-за разности окружных скоростей ведущего катка и конуса. При ведомом конусе скорость его поверхности в пятне контакта меньше окружной скорости катка и полюс качения смещается к основанию конуса. The geometric slip in the contact spots occurs due to the difference in peripheral speeds of the driving roller and the cone. With a driven cone, the speed of its surface in the contact spot is less than the peripheral speed of the roller and the rolling pole is shifted to the base of the cone.
В упругофрикционной передаче полюс качения в сравнении с передачей с жесткими телами качения имеет теоретическое значение, так как отсутствует геометрическое скольжение. Оно компенсировано упругой деформацией обода. В жесткой передаче с той и другой сторон от полюса качения происходят трения скольжения противоположных направлений. Выход полюса качения за пятно контакта приводит к буксованию. В упругофрикционной передаче, где нет относительного скольжения контактирующих поверхностей, полюс качения в расчетном режиме работы выходит за пятно контакта без буксования. In the elastic-friction transmission, the rolling pole in comparison with the transmission with rigid rolling bodies is of theoretical importance, since there is no geometric slip. It is compensated by the elastic deformation of the rim. In a rigid transmission on either side of the rolling pole, sliding frictions of opposite directions occur. Exit of the rolling pole beyond the contact spot leads to slipping. In an elastic-friction transmission, where there is no relative sliding of the contacting surfaces, the rolling pole in the design mode of operation goes beyond the contact spot without slipping.
В предложенной передаче геометрическое скольжение увеличивается от полюса качения по всей длине пятна контакта. In the proposed transmission, the geometric slip increases from the rolling pole along the entire length of the contact spot.
При работе передачи и отсутствии скольжения обод катка отстает от ступицы, что приводит к изгибу перемычек. На расчетных дисках стрела прогиба перемычек пропорциональна геометрическому скольжению на длине дуги между канавками при максимальной касательной силе. При достижении в конце дуги максимальной касательной силы пятно контакта с каждым конусом оказывается над канавкой. Обод диска теряет сцепление с конусами, и секции силами упругости перемычек возвращаются в свободное состояние. В пятне контакта с другим конусом касательная сила возрастает от нуля до максимума, и процесс повторяется. When the transmission is operating and there is no slip, the rim of the roller lags behind the hub, which leads to bending of the jumpers. On the calculated disks, the arrow of the deflection of the jumpers is proportional to the geometric slip along the length of the arc between the grooves at the maximum tangential force. When the maximum tangential force is reached at the end of the arc, the contact spot with each cone is above the groove. The rim of the disk loses its grip with the cones, and the sections with elastic forces of the jumpers return to the free state. In the spot of contact with another cone, the tangential force increases from zero to maximum, and the process repeats.
Геометрическое скольжение и стрела прогиба перемычек выражаются равенством:
где εx относительное геометрическое скольжение в расчетном сечении пятна контакта;
lg длина дуги между канавками;
x расстояние от полюса до расчетного сечения;
d2 диаметр конуса в полюсе качения;
f стрела прогиба перемычек под максимальной расчетной силой;
d1 диаметр диска;
d диаметр вершин перемычек;
K число конусов.The geometric slip and the arrow deflection of the jumpers are expressed by the equality:
where ε x is the relative geometric slip in the calculated cross section of the contact spot;
l g the length of the arc between the grooves;
x distance from the pole to the calculated cross-section;
d 2 the diameter of the cone in the rolling pole;
f jumper deflection of the jumpers under the maximum rated force;
d 1 disk diameter;
d the diameter of the vertices of the jumpers;
K is the number of cones.
Из технологических требований на всех дисках перемычки и стрелы их прогибов должны быть одинаковы. Для этого, как видно из формулы (3), с увеличением геометрического скольжения надо пропорционально уменьшить длину дуги между канавками. Это достигается увеличением числа канавок на диске. Число канавок должно быть кратно числу конусов. Поэтому диски с расчетной тяговой силой расположены на расстоянии, которое равно расстоянию от полюса качения до первого диска. Это расстояние определяется из формулы (3) при выбранной стреле прогиба перемычек под расчетной нагрузкой:
где X1 расстояние от полюса качения до первого диска и между расчетными дисками.Of the technological requirements on all disks, the jumpers and the arrows of their deflections should be the same. For this, as can be seen from formula (3), with an increase in geometric slip, it is necessary to proportionally reduce the length of the arc between the grooves. This is achieved by increasing the number of grooves on the disk. The number of grooves must be a multiple of the number of cones. Therefore, disks with a calculated traction force are located at a distance that is equal to the distance from the rolling pole to the first disk. This distance is determined from formula (3) for the selected jib deflection arrow under the rated load:
where X 1 is the distance from the rolling pole to the first disk and between the calculated disks.
В ободе катка диски установлены последовательно. Первыми от полюса качения расположены диски с числом канавок 1K, затем диски с числом канавок 2K, 3K и т.д. Количество дисков в ободе с одинаковым числом канавок определяется по формуле:
Ширина обода катка определяется по контактным напряжениям с учетом канавок и точечного контакта дисков, образующих обод.In the rim of the rink, the disks are mounted in series. The discs with the number of grooves 1K are located first from the rolling pole, then the discs with the number of grooves 2K, 3K, etc. The number of disks in a rim with the same number of grooves is determined by the formula:
The width of the rim of the roller is determined by contact stresses taking into account the grooves and the point contact of the disks forming the rim.
В предложенной конструкции катка реализуют полную касательную силу только расчетные диски. In the proposed design of the roller, only the calculated disks realize the full tangential force.
Диск с числом канавок 2K, расположенный рядом с диском 1K, имеет длину дуги между канавками в два раза меньше, чем у диска 1K, поэтому реализует половину расчетной касательной силы, а последний диск 2K реализует полную расчетную силу. A disk with 2K grooves located adjacent to a 1K disk has an arc length between the grooves that is half that of a 1K disk, therefore it implements half the estimated tangential force, and the last 2K disk implements the full calculated force.
Следовательно, каждый диск в среднем реализует 0,75 расчетной касательной силы. Диски с числом канавок 3K реализуют 0,83 расчетной силы, а диски 4K 0,87 и т.д. При расчете силовых характеристик привода это учитывается. Therefore, each disk on average implements 0.75 of the estimated tangential force. Drives with 3K grooves realize 0.83 design forces, and 4K drives 0.87, etc. When calculating the power characteristics of the drive, this is taken into account.
Для обеспечения одинаковой тангенциальной упругости обода по окружности диски на шлицы ступицы устанавливают со смещением прорезей и канавок равномерно по окружности. Секции ободов дисков при работе имеют малое относительное перемещение и прижатие боковыми щеками. Поэтому для исключения фреттинг-коррозии боковые поверхности обмедняются или между дисками устанавливаются антифрикционные прокладки. To ensure the same tangential elasticity of the rim around the circumference, the disks on the hub splines are installed with offset slots and grooves uniformly around the circumference. The sections of the rims of the disks during operation have a small relative displacement and pressing by the side cheeks. Therefore, to exclude fretting corrosion, the side surfaces are coppered or antifriction gaskets are installed between the disks.
Во второй ступени передачи от спаренных конусов к наружному ротору создаются силы прижатия, пропорциональные передаваемому моменту, и эти силы прижатия передаются через спаренные конусы в первую ступень передачи. Кроме этого, охватывающий обод обеспечивает компенсацию скольжений в пятнах контакта обода с конусами упругой деформацией охватывающего обода, который состоит из пакета плоских тонких стальных колец с одним разрезом. Разрезы в пакете расположены равномерно по окружности пакета. In the second transmission stage, from the paired cones to the outer rotor, compression forces are created proportional to the transmitted moment, and these pressing forces are transmitted through the paired cones to the first transmission stage. In addition, the female rim provides slip compensation in the contact spots of the rim with the cones by elastic deformation of the female rim, which consists of a package of flat thin steel rings with one cut. The cuts in the bag are evenly spaced around the circumference of the bag.
Каждое кольцо имеет на наружной стороне консоли равного сопротивления изгибу с закруглением на конце. Этим закруглением консоль опирается на стенку тупоугольного паза большого кольца, закрепленного на наружном роторе. При передаче вращающего момента возникает радиальная сила прижатия, которая изменяется пропорционально передаваемому моменту и зависит от угла паза, определяемого по формуле:
где γ - угол тупоугольного паза;
dk диаметр вершин консолей обода;
μo- коэффициент трения в пятнах контакта обода с конусами;
d4 внутренний диаметр обода.Each ring has on the outside of the cantilever equal bending resistance with a rounded end. With this rounding, the console rests on the wall of the obtuse-groove of the large ring mounted on the outer rotor. When transmitting torque, a radial pressing force occurs, which varies in proportion to the transmitted moment and depends on the groove angle, determined by the formula:
where γ is the angle of the obtuse groove;
d k the diameter of the vertices of the consoles of the rim;
μ o - coefficient of friction in the spots of contact of the rim with the cones;
d 4 inner diameter of the rim.
На внутренней стороне колец обода выполнены канавки глубиной 1 2 мм, шириной 2 4 мм, которые совместно с консолями обеспечивают компенсацию геометрического скольжения в контакте обода с конусами. On the inner side of the rim rings there are grooves with a depth of 1 2 mm and a width of 2 4 mm, which together with the consoles provide compensation for geometric slip in the contact of the rim with the cones.
При ведущем конусе, что имеет место во второй ступени, окружная скорость конуса в пятне контакта больше скорости обода, поэтому полюс качения смещается к вершине конуса. При отсутствии скольжения каждое кольцо обода увлекается конусом, опережая кольцо с тупоугольными пазами, которое имеет скорость, определяемую полюсом качения. Эта разность скоростей компенсируется постепенным изгибом консолей до расчетной стрелы прогиба и получения расчетной касательной силы для каждого кольца. В этот момент все пятна контакта этого кольца с конусами попадают в канавки, теряется сцепление кольца с конусами и кольцо силами упругости консолей возвращается в свободное состояние. Затем пятно контакта переходит на соседнюю дугу между канавками и касательная сила растет от нуля до максимума. И так процесс повторяется. With the driving cone, which takes place in the second stage, the circumferential speed of the cone in the contact spot is greater than the rim speed, so the rolling pole is shifted to the top of the cone. In the absence of sliding, each ring of the rim is carried away by a cone, ahead of the ring with obtuse-grooves, which has a speed determined by the rolling pole. This speed difference is compensated by the gradual bending of the consoles to the calculated deflection arrow and obtaining the estimated tangential force for each ring. At this moment, all the contact spots of this ring with the cones fall into the grooves, the adhesion of the ring to the cones is lost and the ring returns to the free state by the elastic forces of the consoles. Then the contact spot passes to the adjacent arc between the grooves and the tangential force increases from zero to maximum. And so the process repeats itself.
Геометрическое скольжение связано со стрелой прогиба консолей равенством:
где εx- относительное геометрическое скольжение на расстоянии x от полюса качения;
l длина дуги между канавками;
x расстояние от полюса качения до расчетного сечения;
α - угол при вершине конуса;
d4 внутренний диаметр кольца;
d3 диаметр конуса у полюса качения;
K число контактирующих конусов;
fk стрела прогиба консоли;
dk диаметр расположения вершин консолей.The geometric slip is connected with the arrow of the deflection of the consoles by the equality:
where ε x is the relative geometric slip at a distance x from the rolling pole;
l the length of the arc between the grooves;
x distance from the rolling pole to the calculated cross-section;
α is the angle at the apex of the cone;
d 4 inner diameter of the ring;
d 3 the diameter of the cone at the rolling pole;
K is the number of contacting cones;
f k console deflection boom;
d k the diameter of the location of the vertices of the consoles.
Для упрощения изготовления консолей на кольцах обода (сделать их одинаковыми) при переменном геометрическом скольжении по ширине обода применено уменьшение длин дуг между канавками за счет их кратного увеличения. При расчете охватывающего обода конструкцией консолей выбирается стрела их прогиба. Это позволяет из формулы (7) определить расстояние от полюса качения до первого кольца, равного расстоянию между расчетными кольцами с полной расчетной нагрузкой. To simplify the manufacture of consoles on the rim rings (to make them the same) with variable geometric sliding along the rim width, the reduction of the lengths of the arcs between the grooves due to their multiple increase was applied. When calculating the enveloping rim, the design of the consoles selects the arrow of their deflection. This allows us to determine the distance from the rolling pole to the first ring from formula (7), which is equal to the distance between the design rings with the full design load.
В промежутках между расчетными кольцами с числом канавок 1K и 2K установлены кольца с числом канавок 2K, а между кольцами 2K и 3K установлены кольца с числом канавок 3K и т.д. Between the design rings with the number of grooves 1K and 2K, rings with the number of grooves 2K are installed, and between the rings 2K and 3K, rings with the number of grooves 3K, etc. are installed.
Количество колец с одинаковым числом канавок определяется по формуле:
где B толщина кольца.The number of rings with the same number of grooves is determined by the formula:
where B is the thickness of the ring.
В связи с переменной величиной геометрического скольжения касательная сила так же, как и у ведущего катка составляет в среднем 0,75 для колец с числом канавок 2K, 0,83 для колец с числом канавок 3K и т.д. от расчетной касательной силы. Due to the variable value of the geometric slip, the tangential force, like the drive roller, averages 0.75 for rings with 2K grooves, 0.83 for rings with 3K grooves, etc. from the estimated tangential force.
Кольца в пакете устанавливаются со смещением канавок так, чтобы обеспечить одинаковую тангенциальную упругость обода по всей окружности. Ширина обода определяется по контактным напряжениям с учетом канавок и точечного контакта каждого кольца. Возможность фреттинг-коррозии колец предупреждается так, как у ведущего катка. The rings in the bag are set with offset grooves so as to ensure the same tangential elasticity of the rim around the entire circumference. The width of the rim is determined by contact stresses, taking into account the grooves and the point contact of each ring. The possibility of fretting corrosion of the rings is prevented as in the case of a drive roller.
Устройство привода показано на чертежах: на фиг.1 продольный разрез привода; фиг. 2 механизм автоматического регулирования передаточного отношения; на фиг.3 диск ведущего контакта, на фиг.4 сечение А-А по охватывающему ободу; на фиг.5 расчетная схема для определения параметров ободов. The drive device is shown in the drawings: in Fig.1 a longitudinal section of the drive; FIG. 2 mechanism for automatic regulation of gear ratio; in Fig. 3, the drive contact disk; in Fig. 4, section AA, along the enclosing rim; figure 5 design scheme for determining the parameters of the rims.
Корпус 1 (фиг. 1) лапами 2 крепится к корпусу 3 машины орудия. В корпусе закреплена ось 4, на которой со стороны выходного вала 5 на подшипнике 6 установлен внутренний ротор, а на подшипнике 7 наружный ротор, соединенный с выходным валом, на котором установлены токосъемные кольца 8, подводящие переменный ток к обмотке наружного ротора 9. Внутренний ротор 10 имеет короткозамкнутую обмотку. С другой стороны внутренний ротор соединен с ведущим катком 11, установленным на подшипнике 12 на оси привода. Ведущий каток контактирует со спаренными конусами 13, которые установлены в обойме 14 на подшипниках 15 и осях 16, наклоненных к оси привода под углом, равным половине угла при вершине конуса. Противоположные конусы контактируют с охватывающим ободом 17, который передает вращающий момент большому кольцу 18, закрепленному на наружном роторе 9. Case 1 (Fig. 1)
Механизм автоматического регулирования передаточного отношения состоит из пружины 19, работающей на сжатие, и винтовой пары, состоящей из ступицы 20 обоймы 14 (фиг. 1 и 2). На концах ступицы выполнены пазы, где на осях 21 установлены игольчатые подшипники 22 по четыре с каждой стороны. На оси привода под пружиной и ступицей установлен винт в виде диаметрально расположенных прямолинейных винтовых поверхностей 23 с большим шагом. Для обеспечения контакта игольчатых подшипников к винтовым поверхностям оси их установлены под углом, определяемым по формуле (1). При увеличении вращающего момента на выходном валу увеличивается осевая сила на винтовых поверхностях. Она сжимает пружину и смещает обойму с конусами в сторону увеличения передаточного отношения. The mechanism for automatically adjusting the gear ratio consists of a
Ведущий каток 11 состоит из пакета стальных дисков (фиг.3), обод которых разрезан на секции 24 по числу контактирующих конусов. С местами разрезов совмещены канавки 25. Секции соединены с центральной частью диска перемычками 26. В центральном отверстии диска выполнены шлицы 27 для установки их на шлицы ступицы. На фиг. 3 изображен первый от полюса качения диск с числом канавок 1K. Другие диски имеют число канавок 2K, 3K, 4K и т.д. Количество дисков с одинаковым числом канавок определяется по формуле (5). Диски установлены со смещением канавок по окружности для получения одинаковой тангенциальной упругости всего обода. При такой конструкции ведущего катка увеличение геометрического скольжения компенсируется уменьшением длины дуг между канавками на дисках. Количество дисков в ободе определяется по допустимым контактным напряжениям. The drive roller 11 consists of a package of steel disks (figure 3), the rim of which is cut into
На нижнем графике фиг. 5 показаны окружные скорости П1О обода катка и П1К конуса. Полюс качения П1 смещен к основанию конуса.In the lower graph of FIG. 5 shows the peripheral speeds P 1 O of the rim of the roller and P 1 K of the cone. The rolling pole P 1 is offset to the base of the cone.
Кратность числа канавок на дисках числу конусов выражается пропорциональностью отрезков на линиях скоростей. Из этого получаем: расстояние от полюса качения до первого диска равно длине пятна контакта, занимаемой дисками с одинаковым числом канавок, т.е. П1А АА1 А1А2 А2А3 и т.д. Эти расстояния определяются по формуле (4).The multiplicity of the number of grooves on the disks to the number of cones is expressed by the proportionality of the segments on the speed lines. From this we obtain: the distance from the rolling pole to the first disk is equal to the length of the contact spot occupied by the disks with the same number of grooves, i.e. P 1 A AA 1 A 1 A 2 A 2 A 3 etc. These distances are determined by the formula (4).
Охватывающий обод (фиг. 4) состоит из плоских стальных разрезанных в одном месте колец 28, имеющих на наружной стороне консоли 29 равного сопротивления изгибу с закруглениями 30 на конце. Эти консоли взаимодействуют с пазами 3 большого кольца 18. Угол паза определяется по формуле (6). Величина угла определяет силу прижатия обода к конусам, и она изменяется пропорционально передаваемому вращающему моменту. На внутренней стороне колец выполнены канавки 32, которые совместно с консолями обеспечивают компенсацию скольжений упругим изгибом консолей. Зависимость геометрического скольжения и стрелы прогиба дана в формуле (7). Количество канавок на каждом кольце определяется геометрическим скольжением в месте ее установки в ободе, но число канавок обязательно должно быть кратным числу контактирующих конусов. The enveloping rim (Fig. 4) consists of flat steel rings 28 cut in one place, having on the outer side of the
Во второй ступени передачи ведущим является конус, поэтому его окружная скорость в пятне контакта, изображенная линией П2К (фиг.5), больше окружной скорости охватывающего обода, показанной линией П2О. При этом полюс качения П2 смещен к вершине конуса.In the second transmission stage, the cone is leading, therefore, its peripheral speed in the contact spot, shown by the line P 2 K (Fig. 5), is greater than the peripheral speed of the enclosing rim shown by the line P 2 O. In this case, the rolling pole P 2 is shifted to the top of the cone.
Расстояние от полюса качения до первого кольца, равное длине, занимаемой кольцами с одинаковым числом канавок, определяется по формуле:
Эта формула выводится из равенства (7). Расстояние X2 позволяет по формуле (8) определить число колец с одинаковым числом канавок в пакете обода.The distance from the rolling pole to the first ring, equal to the length occupied by rings with the same number of grooves, is determined by the formula:
This formula is derived from equality (7). The distance X 2 allows using the formula (8) to determine the number of rings with the same number of grooves in the rim package.
Предложенный привод обеспечивает частоту вращения выходного вала, определяемую по формуле (2). The proposed drive provides the frequency of rotation of the output shaft, determined by the formula (2).
Диапазон регулирования частоты вращения выходного вала определяется отношением:
Преимущества предлагаемого электропривода.The range of regulation of the frequency of rotation of the output shaft is determined by the ratio:
The advantages of the proposed electric drive.
1. Автоматическое регулирование частоты вращения выходного вала в зависимости от вращения момента на нем. 1. Automatic control of the output shaft speed depending on the rotation of the moment on it.
2. Большой диапазон регулирования частоты вращения. 2. Large range of speed control.
3. Компенсация скольжений в упругофрикционной передаче позволяет работу без смазки рабочих поверхностей и с высоким КПД. 3. Slide compensation in the elastic-friction gear allows operation without lubrication of the working surfaces and with high efficiency.
Claims (3)
где nд число дисков с одинаковым числом канавок;
f стрела прогиба перемычек под действием расчетной касательной силы;
d2 диаметр на конусах в полюсе качения;
К число контактирующих конусов;
d диаметр расположения вершин перемычек;
В толщина диска;
α _ угол при вершине конуса,
а секции соединены с центральной частью диска радиальными перемычками в форме консолей равного сопротивления изгибу касательными силами, пакет дисков сжат боковыми щеками, закрепленными на концах ступицы.2. The drive according to claim 1, characterized in that the drive roller consists of a package of thin steel disks, in the central part of which a hole is made with small slots mounted on the splines of the hub with offset slots and grooves on the rims of adjacent disks, the rims of the disks are cut into sections according to the number of contacting cones, grooves with a depth of 1 2 mm and a width of 2 4 mm are combined with these cuts, the number of which is determined by the amount of geometric slip, and a multiple of the number of contacting cones, the number of disks in the rim with the same number of channels wok determined by the formula
where n d the number of disks with the same number of grooves;
f arrow deflection of the bridges under the action of the estimated tangential force;
d 2 diameter on the cones in the rolling pole;
To the number of contacting cones;
d the diameter of the location of the vertices of the jumpers;
The thickness of the disc;
α _ angle at the apex of the cone,
and the sections are connected to the central part of the disk by radial jumpers in the form of consoles of equal resistance to bending by tangential forces, the disk package is compressed by side cheeks fixed at the ends of the hub.
где nк число колец с одинаковым числом канавок;
fк стрела прогиба консолей под расчетной силой;
d3 диаметр на конусах в полюсе качения;
К число контактирующих конусов;
dк диаметр расположения вершин консолей;
В толщина колец;
α - угол при вершине конуса,
пакет колец обода сжат боковыми накладками, прикрепленными к большому кольцу, соединенному с наружным ротором и выходным валом.3. The drive according to claim 1 or 2, characterized in that the rim consists of a pack of thin flat steel rings cut in one place with a uniform distribution of cuts around the circumference of the rim, on the outer sides of the rings there are consoles of equal resistance to bending with roundings at the end, which interacting with the walls of the obtuse-grooves of the large rings, they transmit torque and create compressive forces for the second and first stages of transmission, grooves 1 2 mm deep and 2 4 mm wide are made on the inner sides of the rings to compensate and with slip consoles in the contact spots, the number of grooves on each ring depends on the geometric slip and is a multiple of the number of contacting cones, the rings are installed in the rim with a uniform displacement of the grooves around the circumference, the number of rings with the same number of grooves is determined by the formula
where n to the number of rings with the same number of grooves;
f to the arrow of the deflection of the consoles under the rated force;
d 3 diameter on the cones in the rolling pole;
To the number of contacting cones;
d to the diameter of the location of the vertices of the consoles;
In the thickness of the rings;
α is the angle at the apex of the cone,
the rim pack of rings is compressed by side pads attached to a large ring connected to the outer rotor and the output shaft.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94033508A RU2096892C1 (en) | 1994-09-14 | 1994-09-14 | Double-rotor electric drive |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94033508A RU2096892C1 (en) | 1994-09-14 | 1994-09-14 | Double-rotor electric drive |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU94033508A RU94033508A (en) | 1997-03-10 |
| RU2096892C1 true RU2096892C1 (en) | 1997-11-20 |
Family
ID=20160447
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU94033508A RU2096892C1 (en) | 1994-09-14 | 1994-09-14 | Double-rotor electric drive |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2096892C1 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108790936A (en) * | 2017-04-28 | 2018-11-13 | 华为技术有限公司 | A kind of power coupling drive system, electric vehicle and control method |
-
1994
- 1994-09-14 RU RU94033508A patent/RU2096892C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Парфенов Э.Е., Алексеев С.А. Исследование бесконтактного контрроторного каскада с синхронным генератором. - Известия АН СССР. Энергетика и транспорт, 1978, N 2, с.107. SU, авторское свидетельство 403003, кл. H 02K 51/00, 1973. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU94033508A (en) | 1997-03-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6312358B1 (en) | Constant speed drive apparatus for aircraft generator and traction speed change apparatus | |
| WO2013034391A2 (en) | Direct-drive wind turbine | |
| EP2694810A2 (en) | Direct-drive wind turbine | |
| RU2732083C1 (en) | Adjustment unit for adjusting by azimuth and/or for adjusting angle of attack of wind-driven power plant, corresponding adjustment apparatus with such adjustment unit, wind-driven power plant, method of adjusting rotor blade, method of tracking wind direction, as well as use of adjustment unit | |
| RU2096892C1 (en) | Double-rotor electric drive | |
| CN1718375A (en) | Rolling hammer drill | |
| RU2104606C1 (en) | Electric drive | |
| EP1165979A1 (en) | Hybrid bearing | |
| US4620455A (en) | Traction roller transmission | |
| CN109340331B (en) | Coaxial speed reducer | |
| KR20030082657A (en) | Roller worm wheel worm gearomitted | |
| WO2003091602A1 (en) | Eccentric planetary traction drive transmission with a single planetary roller | |
| SU1728560A1 (en) | Planetary gear | |
| SU1328595A1 (en) | Bearing unit | |
| RU2188973C2 (en) | Torque transformer | |
| US5489244A (en) | Centrifugal planetary friction transmission | |
| RU2160400C2 (en) | Torque transformer | |
| CN113007313B (en) | High-efficient meshing worm wheel | |
| RU1816920C (en) | Roller of restoring friction gearing | |
| SU997875A1 (en) | Cardan joint | |
| CN2299962Y (en) | Reinforced flexible starting coupling | |
| CN116420037A (en) | Wind turbine power transmission system | |
| RU2271329C1 (en) | Lifter | |
| KR20230012478A (en) | Link winding/unwinding device | |
| RU2061290C1 (en) | A c motor |