RU2190791C1

RU2190791C1 - Electromechanical screw drive

Info

Publication number: RU2190791C1
Application number: RU2001110243/28A
Authority: RU
Inventors: А.М. Литвиненко
Original assignee: Воронежский государственный технический университет
Priority date: 2001-04-16
Filing date: 2001-04-16
Publication date: 2002-10-10

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: invention relates to electromechanical drives and it can be used as operating mechanisms in drives of load-lifting machinery and robots, drives of machine tools and aircraft control surfaces. Said electromechanical screw drive has planetary gear train with threaded rollers end face rotors and ring external orbital magnetic systems. End face rotors are installed on ends of rollers in alternating order. Ring external orbital magnetic systems are arranged in external zones of end face rotors. EFFECT: provision of high reduction gear, long service life, by a factor 10 lower inertia moment, increased rigidity of train as a whole. 3 dwg

Description

Изобретение относится к электромеханике и может быть использовано в качестве электропривода широкого класса механизмов, например станков, литейного оборудования, манипуляторов промышленных роботов, транспортной технике и т. п. The invention relates to electromechanics and can be used as an electric drive for a wide class of mechanisms, for example, machine tools, foundry equipment, manipulators of industrial robots, transport equipment, etc.

Известны электроприводы с внешними магнитными системами, описанные в [1] , в том числе и электромеханические винтовые приводы для робототехники, при этом используются преимущественно приводы с двигателем постоянного тока, якорь которого располагается в зазоре внешней магнитной системы, например цилиндрического, кольцевого, торцевого или линейного типа. Electric drives with external magnetic systems are known, described in [1], including electromechanical screw drives for robotics, using mainly drives with a DC motor, the anchor of which is located in the gap of an external magnetic system, for example, cylindrical, ring, end or linear type.

Наиболее близким к заявляемому по совокупности существенных признаков является винтовой привод на базе планетарной передачи с резьбовыми роликами [2] . При вращении ротора гайки с роликами совершают планетарное движение и обкатываются по резьбе винты и гаек, винт при этом совершает поступательное движение. Closest to the claimed combination of essential features is a screw drive based on a planetary gear with threaded rollers [2]. When the rotor rotates, the nuts with the rollers perform a planetary motion and the screws and nuts are run around the threads, while the screw makes a translational motion.

Недостатком данного привода является увеличенная длина кинематической цепи от ротора двигателя к резьбовым роликам, что усложняет конструкцию, уменьшает надежность. The disadvantage of this drive is the increased length of the kinematic chain from the engine rotor to the threaded rollers, which complicates the design, reduces reliability.

Изобретение направлено на уменьшение длины кинематической цепи, упрощение конструкции, повышение надежности. The invention is aimed at reducing the length of the kinematic chain, simplifying the design, improving reliability.

Это достигается тем, что на концах роликов в чередующемся порядке установлены торцевые роторы, а кольцевые внешние орбитальные магнитные системы размещены во внешних зонах торцевых роторов. This is achieved by the fact that at the ends of the rollers end rotors are installed in alternating order, and annular external orbital magnetic systems are located in the outer zones of the end rotors.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежом, где на фиг.1 изображен разрез в вертикально-диаметральной плоскости электромеханического винтового привода, на фиг.2 показан разрез в зоне воздушного зазора, вид на роторы, на фиг.3 показан разрез в зоне воздушного зазора, вид на статора. The invention is illustrated in the drawing, in which Fig. 1 shows a section in the vertical diametrical plane of an electromechanical screw drive, Fig. 2 shows a section in the air gap zone, a view of the rotors, Fig. 3 shows a section in the air gap region, a view of the stator .

Электромеханический винтовой привод включает в себя центральный опорный ролик 1, ролики-сателлиты 2, ходовую гайку 3, корпус 4, зубчатые венцы 5, выполненные на концах роликов-сателлитов 6, в корпусе выполнены ограничительные приливы 7, на торцах роликов-сателлитов установлены торцевые роторы 8, в которых взаимодействуют со статором 9 орбитальной магнитной системы, которая показана совместно с роликами в разрезе в правой части фиг.1. С левого (фиг. 1) конца электромеханического винтового привода установлена аналогичная орбитальная электромеханическая система, которая на фиг.1 условно не показана. На концах роликов-сателлитов в чередующемся порядке установлены торцевые роторы, так, например, на фиг.2 показана внешняя зона 10 торцевого ротора верхнего ролика-сателлита, а смежный с ним ролик 11 имеет внутренние лобовые части 12, активную зону 13 и внешние лобовые части 14. Статоров привод закрыт крышками 15. The electromechanical screw drive includes a central support roller 1, satellite rollers 2, spindle nut 3, housing 4, gears 5 made at the ends of satellite rollers 6, restrictive tides 7 are made in the housing, end rotors are installed on the ends of satellite rollers 8, in which they interact with the stator 9 of the orbital magnetic system, which is shown together with the rollers in section in the right part of FIG. On the left (Fig. 1) end of the electromechanical screw drive a similar orbital electromechanical system is installed, which is not conventionally shown in Fig. 1. At the ends of the satellite rollers, end rotors are installed in alternating order, for example, in Fig. 2, the outer zone 10 of the end rotor of the upper satellite roller is shown, and the adjacent roller 11 has inner frontal parts 12, an active zone 13 and external frontal parts 14. The stators drive is closed with covers 15.

При включении статора внешние зоны 10 роторов 8 увлекаются по полю, что приводит к вращению половины (в данном случае трех) роторов, остальные три ротора приводятся во вращение при включении второго статора (левого на фиг. 1). В результате ролики-сателлиты 3 совершают планетарное движение и катятся по резьбовым поверхностям центрального ролика 1 и гайки 3. При этом углы подъема резьбы выполнены таким образом, что центральный ролик не имеет осевого перемещения, а ходовая гайка 3 получает осевое перемещение. В принципе возможно выполнение центрального ролика 1 вообще без резьбы, т.е. цилиндрическим. Зубчатые венцы 5 и коронные колеса 6 обеспечивают качение роликов-сателлитов относительно центрального ролика без проскальзывания. When the stator is turned on, the outer zones 10 of the rotors 8 are carried along the field, which leads to the rotation of half (in this case, three) of the rotors, the other three rotors are rotated when the second stator (left in Fig. 1) is turned on. As a result, the satellite rollers 3 make a planetary motion and roll along the threaded surfaces of the central roller 1 and the nut 3. In this case, the thread angles are made so that the central roller does not have axial displacement, and the running nut 3 receives axial displacement. In principle, it is possible to perform the central roller 1 without any thread at all, i.e. cylindrical. Crown gears 5 and crown wheels 6 provide the rolling of the satellite rollers relative to the central roller without slipping.

По сравнению с шариковыми передачами данный привод обеспечивает более высокую редукцию, долговечность, на порядок меньший момент инерции, повышенный ресурс и жесткость передачи в целом. Compared to ball gears, this drive provides higher reduction, durability, an order of magnitude lower moment of inertia, increased service life and stiffness of the transmission as a whole.

Источники информации
1. Литвиненко А.М. Электроприводы промышленных роботов с внешними магнитными системами. - Воронеж: Изд-во ВГУ, 1989. - 160 с., ил.Sources of information
1. Litvinenko A.M. Electric drives of industrial robots with external magnetic systems. - Voronezh: Publishing House of the Voronezh State University, 1989. - 160 p., Ill.

2. А. с. СССР 916828 /В.В. Козырев. Планетарная передача винт - гайка качения/ Опубл. БИ 12, 1982, F 16 Н 25/22, з-ка 2786272/25-28 от 28.06.79. 2. A. p. USSR 916828 / B.V. Kozyrev. Planetary gear screw - nut rolling / Publ. BI 12, 1982, F 16 H 25/22, part 2786272 / 25-28 from 06/28/79.

Claims

An electromechanical screw drive containing a planetary gear with threaded rollers, end rotors and ring external orbital magnetic systems, characterized in that the end rotors are alternately mounted on the ends of the rollers, and the ring external orbital magnetic systems are located in the outer zones of the end rotors.