RU2377456C1 - Duplex wave drive - Google Patents
Duplex wave drive Download PDFInfo
- Publication number
- RU2377456C1 RU2377456C1 RU2008121822/11A RU2008121822A RU2377456C1 RU 2377456 C1 RU2377456 C1 RU 2377456C1 RU 2008121822/11 A RU2008121822/11 A RU 2008121822/11A RU 2008121822 A RU2008121822 A RU 2008121822A RU 2377456 C1 RU2377456 C1 RU 2377456C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gear
- output shaft
- wave
- wheel
- cover
- Prior art date
Links
Landscapes
- Retarders (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к деталям машин и может быть использовано в качестве приводов изделий авиационной и ракетной техники.The invention relates to machine parts and can be used as drives for aircraft and rocket technology.
Известен дублированный волновой привод, содержащий корпус, установленную в нем волновую передачу с неподвижным гибким колесом, два электродвигателя и установленный неподвижно относительно жесткого колеса выходной вал [1]. На валах электродвигателей установлены шестерни, связанные с генератором волн через зубчатое колесо. Недостатком этого привода являются значительные радиальные габариты, что вызвано параллельной установкой электородвигателей.Known dubbed wave drive, comprising a housing, a wave transmission installed in it with a fixed flexible wheel, two electric motors and an output shaft mounted motionless relative to the hard wheel [1]. Gears mounted on the shafts of electric motors are connected to the wave generator through a gear wheel. The disadvantage of this drive is its significant radial dimensions, which is caused by the parallel installation of electric motors.
Этого недостатка дублированный волновой привод, содержащий корпус со сквозной внутренней полостью и крышкой, установленные в нем первый электродвигатель, жестко связанный с крышкой, первую волновую зубчатую передачу, гибкое колесо которой связано зубчатой муфтой с крышкой, а ее генератор волн связан с валом первого электродвигателя, а также размещенное на двух подшипниках, установленных в сквозной внутренней полости, двухвенцовое жесткое колесо с внутренним зацеплением, первый венец которого введен в зацепление с зубчатым венцом гибкого колеса первой волновой зубчатой передачи, а второй венец - с гибким колесом второй волновой зубчатой передачи, которое связано зубчатой муфтой с двухопорным выходным валом, и второй электродвигатель, закрепленный в полости выходного вала и связанный с генератором волн второй волновой зубчатой передачи, выбранный в качестве прототипа [2].This disadvantage is a duplicated wave drive containing a housing with a through cavity and a cover, the first electric motor mounted therein, rigidly connected to the cover, the first wave gear transmission, the flexible wheel of which is connected by a gear coupling to the cover, and its wave generator is connected to the shaft of the first electric motor, and also placed on two bearings mounted in a through inner cavity, a two-crowned hard wheel with internal gearing, the first crown of which is engaged with the gear ring is flexible the first wheel of the first wave gear, and the second crown with a flexible wheel of the second wave gear, which is connected by a gear clutch with a double output shaft, and a second electric motor mounted in the cavity of the output shaft and connected to the wave generator of the second wave gear, selected as prototype [2].
Недостатком такого дублированного волнового привода являются сложность конструкции и низкая технологичность, вызванная наличием значительного количества базирующих поверхностей разного диаметра - для подшипников выходного вала и подшипников жесткого колеса, а также базирующей поверхности для крышки корпуса - и необходимостью жесткой фиксации как выходного вала, так и двухвенцового жесткого колеса. Кроме того, завершающий этап сборки дублированного выходного привода - стыковка крышки с корпусом - выполняется вслепую, т.к. ввод зубьев гибкого колеса, установленного в крышке, в зубья двухвенцового гибкого колеса, трудно проконтролировать визуально, т.к. контроль доступен только через щель между крышкой и корпусом, уменьшающуюся до нуля в процессе сборки. При этом возможно закусывание зубьев гибкого и жесткого колес, появление заусенцев, последующий отрыв которых может вызвать заклинивание привода или ухудшение его характеристик.The disadvantage of such a duplicated wave drive is the design complexity and low manufacturability caused by the presence of a significant number of base surfaces of different diameters - for bearings of the output shaft and bearings of the hard wheel, as well as the base surface for the housing cover - and the need for rigid fixation of both the output shaft and the two-crown hard wheels. In addition, the final stage of the assembly of the duplicated output drive - the docking of the cover with the housing - is performed blindly, because the input of the teeth of the flexible wheel mounted in the lid into the teeth of the two-crowned flexible wheel is difficult to visually check, because control is available only through the gap between the cover and the housing, decreasing to zero during the assembly process. In this case, it is possible to bite the teeth of the flexible and hard wheels, the appearance of burrs, the subsequent separation of which can cause the drive to jam or impair its performance.
Техническим результатом, достигаемым с помощью заявленного изобретения, является упрощение конструкции и повышение технологичности.The technical result achieved using the claimed invention is to simplify the design and improve manufacturability.
Этот результат достигается за счет того, что в известном волновом приводе, содержащем корпус со сквозной внутренней полостью и крышкой, установленные в нем первый электродвигатель, жестко связанный с крышкой, первую волновую зубчатую передачу, гибкое колесо которой связано зубчатой муфтой с крышкой, а ее генератор волн связан с валом первого электродвигателя, а также размещенное на двух подшипниках, установленных в сквозной внутренней полости, двухвенцовое жесткое колесо с внутренним зацеплением, первый венец которого введен в зацепление с зубчатым венцом гибкого колеса первой волновой зубчатой передачи, а второй венец - с зубчатым венцом гибкого колеса второй волновой зубчатой передачи, которое связано зубчатой муфтой с двухопорным выходным валом, и закрепленный в полости выходного вала второй электродвигатель, вал которого связан с генератором волн второй волновой зубчатой передачи, согласно изобретению поверхность сквозной внутренней полости выполнена цилиндрической, наружная поверхность крышки выполнена цилиндрической, подшипники двухвенцового жесткого колеса зафиксированы в осевом направлении относительно него, на внутренней поверхности двухвенцового жесткого колеса между его венцами выполнен бурт с внутренним диаметром, меньшим или равным минимальному внутреннему поперечному размеру деформированных гибких колес, на выходном валу выполнен обращенный в сторону первого электродвигателя соосный поверхности сквозной внутренней полости выступ, генератор волн второй волновой зубчатой передачи установлен на опоре, размещенной на выступе, являющейся общей опорой и для выходного вала, а вторая опора выходного вала размещена в установленной в корпусе втулке и зафиксирована в осевом направлении как относительно выходного вала, так и относительно втулки, при этом крышка и втулка жестко соединены с корпусом, а наружные поверхности крышки, подшипников двухвенцового жесткого колеса и втулки выполнены с диаметрами, равными диаметру поверхности сквозной внутренней полости.This result is achieved due to the fact that in the known wave drive comprising a housing with a through cavity and a cover, the first electric motor mounted therein, rigidly connected to the cover, the first wave gear transmission, the flexible wheel of which is connected by a gear clutch to the cover, and its generator waves connected with the shaft of the first electric motor, and also placed on two bearings mounted in a through inner cavity, a two-crowned hard wheel with internal gearing, the first crown of which is engaged with the gear of the flexible wheel of the first wave gear, and the second gear with the gear of the flexible wheel of the second wave gear, which is connected by a gear clutch with a double output shaft, and a second electric motor fixed in the cavity of the output shaft, the shaft of which is connected to the second wave generator wave gear transmission, according to the invention, the surface of the through inner cavity is cylindrical, the outer surface of the lid is cylindrical, bearings of a two-crown hard track and fixed in the axial direction relative to it, on the inner surface of the double-crowned hard wheel between its rims a collar is made with an inner diameter less than or equal to the minimum internal transverse dimension of the deformed flexible wheels, on the output shaft, a protrusion facing the side of the first electric motor is made the wave generator of the second wave gear is mounted on a support located on the protrusion, which is a common support for the output shaft, and the second the output shaft support is placed in a sleeve installed in the housing and axially fixed both relative to the output shaft and relative to the sleeve, while the cover and sleeve are rigidly connected to the body, and the outer surfaces of the cover, bearings of the two-wheel hard wheel and the sleeve are made with diameters, equal to the diameter of the surface of the through inner cavity.
На иллюстрации приведен пример конкретного выполнения дублированного волнового привода, продольный разрез.The illustration shows an example of a specific implementation of the duplicated wave drive, a longitudinal section.
Дублированный волновой привод содержит корпус 1 со сквозной внутренней полостью 2 и крышкой 3, установленные в нем первый электродвигатель 4, жестко связанный с крышкой 3, и первую волновую зубчатую передачу 5, гибкое колесо 6 которой связано зубчатой муфтой 7 с крышкой 3, а ее генератор волн 8 связан с валом 9 первого электродвигателя 4 через промежуточный редуктор 10. В сквозной внутренней полости 2 на установленных в ней двух подшипниках 11 размещено двухвенцовое жесткое колесо 12 с внутренним зацеплением. Первый венец 13 жесткого колеса 12 введен в зацепление с зубчатым венцом 14 гибкого колеса 6 первой волновой зубчатой передачи 5, а второй венец 15 - с зубчатым венцом 16 гибкого колеса 17 второй волновой зубчатой передачи 18. Гибкое колесо 17 связано зубчатой муфтой 19 с двухопорным выходным валом 20. Второй электродвигатель 21 закреплен в полости 22 выходного вала 20, и его вал 23 связан с генератором волн 24 второй волновой зубчатой передачи 18 через промежуточный редуктор 25. Поверхность сквозной внутренней полости 2 выполнена цилиндрической, наружная поверхность 26 крышки 3 выполнена цилиндрической. Подшипники 11 двухвенцового жесткого колеса 12 зафиксированы в осевом направлении относительно него - в данном примере подшипники выполнены в виде разрезных колец из антифрикционного материала, размещенных в канавках 27 на наружной поверхности двухвенцового жесткого колеса 12. На внутренней поверхности двухвенцового жесткого колеса 12 между его венцами 13 и 15 выполнен бурт 28 с внутренним диаметром, меньшим или равным минимальному внутреннему поперечному размеру деформированных гибких колес 6 и 17. На выходном валу 20 выполнен обращенный в сторону первого электродвигателя 4 соосный поверхности сквозной внутренней полости 2 выступ 29, генератор волн 24 второй волновой зубчатой передачи 18 установлен на опоре 30, размещенной на выступе 29, являющейся общей опорой и для выходного вала 20. Эта опора выполнена в виде установленных рядом друг с другом двух подшипников 31, что улучшает условия работы подшипников за счет лучшего восприятия изгибающего момента со стороны генератора волн 24, однако может быть использована опора и в виде одного подшипника. Вследствие этого в формуле изобретения использован обобщающий термин «опора», который подразумевает как один подшипник, так и два (в приведенном примере конкретного исполнения). Вторая опора 32 (выполнена в виде шарикового подшипника) выходного вала 20 размещена в установленной в корпусе 1 втулке 33 и зафиксирована в осевом направлении как относительно выходного вала 20 - его заплечиком 34 и установленным на наружной поверхности выходного вала 20 пружинным кольцом 35, так и относительно втулки 33 - ее заплечиком 36 и установленным на внутренней поверхности втулки 33 пружинным кольцом 37. Крышка 3 и втулка 33 жестко соединены с корпусом 1 посредством радиальных штифтов 38 и 39 соответственно. Наружные поверхности крышки 3, подшипников 11 двухвенцового жесткого колеса 12 и втулки 33 выполнены с диаметрами, равными диаметру поверхности сквозной внутренней полости 2. В состав кулачкового генератора волн 24 входит подшипник 40 с гибкими внутренним и наружным кольцами (так называемый «гибкий» подшипник).The duplicated wave drive comprises a housing 1 with a through internal cavity 2 and a cover 3, the first electric motor 4 mounted therein, rigidly connected to the cover 3, and the first wave gear 5, the flexible wheel 6 of which is connected by a gear clutch 7 to the cover 3, and its generator wave 8 is connected with the shaft 9 of the first electric motor 4 through an intermediate gear 10. In the through inner cavity 2 on the two bearings 11 installed in it, there is a two-crowned hard wheel 12 with internal gearing. The first crown 13 of the hard wheel 12 is engaged with the ring gear 14 of the flexible wheel 6 of the first wave gear 5, and the second ring 15 - with the ring gear 16 of the flexible wheel 17 of the second wave gear 18. The flexible wheel 17 is connected by a gear coupling 19 to a double-bearing output the shaft 20. The second electric motor 21 is fixed in the cavity 22 of the output shaft 20, and its shaft 23 is connected to the wave generator 24 of the second wave gear 18 through the intermediate gear 25. The surface of the through inner cavity 2 is cylindrical, the outer surface The surface 26 of the cover 3 is cylindrical. The bearings 11 of the two-axle hard wheel 12 are axially fixed relative to it - in this example, the bearings are made in the form of split rings of antifriction material located in the grooves 27 on the outer surface of the two-axle hard wheel 12. On the inner surface of the two-axle hard wheel 12 between its rims 13 and 15, a collar 28 is made with an inner diameter less than or equal to the minimum internal transverse dimension of the deformed flexible wheels 6 and 17. On the output shaft 20, a hundred the first electric motor 4 is aligned with the surface of the through inner cavity 2 of the protrusion 29, the wave generator 24 of the second wave gear 18 is mounted on a support 30 located on the protrusion 29, which is a common support for the output shaft 20. This support is made in the form of installed next to each other two bearings 31, which improves the working conditions of the bearings due to a better perception of the bending moment from the side of the wave generator 24, however, a support can also be used in the form of a single bearing. As a result of this, the generalized term “support” is used in the claims, which implies both one bearing and two (in the given example of a specific embodiment). The second support 32 (made in the form of a ball bearing) of the output shaft 20 is placed in a sleeve 33 installed in the housing 1 and is axially fixed both relative to the output shaft 20 - by its shoulder 34 and the spring ring 35 mounted on the outer surface of the output shaft 20, and relatively the sleeve 33 with its shoulder 36 and a spring ring 37 mounted on the inner surface of the sleeve 33. The cover 3 and the sleeve 33 are rigidly connected to the housing 1 by means of radial pins 38 and 39, respectively. The outer surfaces of the cover 3, bearings 11 of the two-axle hard wheel 12 and the sleeve 33 are made with diameters equal to the diameter of the surface of the through inner cavity 2. The cam wave generator 24 includes a bearing 40 with flexible inner and outer rings (the so-called "flexible" bearing).
Дублированный волновой привод работает следующим образом: при включении электродвигателя 4 вращение его вала 9 (для определенности предположим, что он вращается по ч.с., глядя со стороны выходного вала 20, и в дальнейшем направления вращения всех элементов будем указывать именно с этого направления) через промежуточный редуктор 10 передается на кулачковый генератор волн 8 - он вращается против ч.с.), создавая в зубчатом венце 14 гибкого колеса 6 волну деформации, также движущуюся против ч.с. Т.к. гибкое колесо 6 в угловом положении неподвижно - за счет его фиксации к крышке 3 зубчатой муфтой 7, то за каждый оборот генератора волн 8 зубчатый венец 13 двухвенцового жесткого колеса 12 смещается в угловом направлении против ч.с. на величину, равную разности зубьев венцов 13 и 14. При этом двухвенцовое жесткое колесо 12 вращается на двух подшипниках 11, контактирующих своими наружными диаметрами с цилиндрической поверхностью сквозной внутренней полости 2, и своим вторым венцом 15 передает вращение на зубчатый венец 16 гибкого колеса 17 второй волновой зубчатой передачи 18. Поскольку закрепленный на выходном валу 20 электродвигатель 21 не включен, то его вал 23, промежуточный редуктор 25 и генератор волн 24 находятся в неподвижном относительно выходного вала 20 состоянии. Поэтому зацепление венцов 15 и 16 в данном случае работает, как зубчатая муфта, и передает вращение двухвенцового гибкого колеса 12 через тело гибкого колеса 17 и зубчатую муфту 19 на выходной вал 20, который вращается в своих опорах 30 и 32 с той же скоростью и в том же направлении - против часовой стрелки. В случае, если включен электродвигатель 21 и выключен электродвигатель 4, то дублированный волновой привод работает следующим образом: вал 9, промежуточный редуктор 10, генератор волн 8 и двухвенцовое жесткое колесо 12 неподвижны относительно корпуса 1. Вращение вала 23 против часовой стрелки через промежуточный редуктор 25 передается на кулачковый генератор волн 24 - он вращается по часовой стрелке, создавая в зубчатом венце 16 гибкого колеса 17 волну деформации, также движущуюся по часовой стрелке. Т.к. двухвенцовое жесткое колесо 12 неподвижно, то за каждый оборот генератора волн 24 зубчатый венец 16 смещается в угловом направлении против часовой стрелки на величину, равную разности зубьев венцов 16 и 15. Далее вращение гибкого колеса 17 передается через зубчатую муфту 19 на выходной вал 20, который вращается в своих опорах 30 и 32 против часовой стрелки. В случае если включены оба электродвигателя 4 и 21 и вращаются в вышеописанных направлениях, то их угловые скорости суммируются и вращение двухвенцового жесткого колеса 12, приводимого в движение от электродвигателя 4, суммируется на выходном валу с вращением гибкого колеса 17 (вызванного вращением вала 23 электродвигателя 21) относительно двухвенцового жесткого колеса 12. Обычно при работе в составе космических летательных аппаратов используется именно последний алгоритм работы привода, т.е. включены оба электродвигателя, и их валы вращаются в описанных выше направлениях (так называемая работа «в горячем резерве»). В случае отказа, например, электродвигателя 4 происходит остановка двухвенцового жесткого колеса 12, однако продолжается вращение вала 23 электродвигателя 21 и, как описано выше, вращение гибкого колеса 17 и выходного вала 20. В случае же отказа электродвигателя 21 прекращается вращение гибкого колеса 17 относительно двухвенцового жесткого колеса 12, но продолжается вращение последнего, приводимого в движение электродвигателем 4 - подробно этот режим также рассмотрен выше. В результате использования изобретения существенно упрощается конструкция дублированного волнового привода, т.к. все базирующие поверхности - наружные диаметры крышки 3 и втулки 33, а также подшипников 27 двухвенцового жесткого колеса 12 - выполнены одним диаметром, равным диаметру сквозной внутренней полости 2, что, во-первых, снижает количество калибров, необходимых при контроле размеров изготавливаемых деталей привода, и, во-вторых, упрощает изготовление самой сквозной внутренней полости за счет отсутствия каких-либо ступенек в ее сечении. Кроме того, повышается технологичность сборки привода, поскольку вся она может производиться вне корпуса 1 - все остальные детали и подсборки собираются методов осевой сборки, при этом ко всем элементам дублированного волнового привода открыт свободный визуальный доступ, после чего корпус 1 с любого торца надвигается на остальные собранные элементы привода, выставляется заданное чертежом взаимное осевое положение крышки 3 и корпуса 1 и установка штифтов 38, после чего малыми осевыми перемещениями втулки 33 обеспечивается заданный в техдокументации осевой зазор между торцами гибких колес 6 и 17 по отношению к торцовым стенкам бурта 28 и установка штифтов 39. Выполнение бурта 28 с внутренним диаметром, меньшим или равным минимальному внутреннему поперечному размеру деформированных гибких колес 6 и 17, позволяет обеспечить осевое положение двухвенцового жесткого колеса плавающим в пределах незначительного осевого зазора - т.к. наружные поверхности подшипников 11 (которые зафиксированы в осевом направлении относительно двухвенцового жесткого колеса и поэтому не могут выпасть внутрь привода) могут свободно перемещаться вдоль цилиндрической поверхности сквозной внутренней полости, - не влияющего на работоспособность зацеплений венцов 13 с 14 и 15 с 16, но позволяющего устранить возможность заклинивания элементов привода из-за тепловых деформаций и деформаций, вызванных механическими воздействиями на корпус. При этом практически отсутствует возможность попадания гибких колес 6 и 17 за торцы бурта 28 в пространство внутри него. Осевое положение генератора волн 24 обеспечивается его установкой на опоре 30, и подшипник 40 может (в пределах тепловых деформаций корпуса 1) перемещаться в осевом направлении вдоль гладкой внутренней поверхности гибкого колеса 17. Это устраняет возможный натяг между опорами 30 и 32 и обеспечивает их нормальные условия работы. При этом опора 30 сохраняет свою соосность корпусу 1 за счет того, что деформированное гибкое колесо 17 жестко базируется многопарным зацеплением своих зубьев с зубьями венца 15 двухвенцового жесткого колеса 12, а соосность генератора волн 24 гибкому колесу 17 обеспечивается тем, что наружная поверхность подшипника 40 находится в поверхностном контакте с внутренней поверхностью гибкого колеса 17, а внутренняя - с наружной поверхностью генератора волн 24. Возможное отклонение соосности гибкого колеса 17 относительно жесткого 12 с условием многопарности зацепления теоретически лежит в пределах бокового зазора зубьев в волновой зубчатой передаче. Величина максимального бокового зазора δ в зубчатых передачах находится обычно в пределах 0,2 мм [3]. Поэтому для максимальной оценки смещения гибкого колеса относительно жесткого можно принять эту величину, хотя в действительности за счет многопарности зацепления смещение гибкого колеса существенно меньше. Однако, приняв в качестве оценки радиального смещения гибкого колеса относительно жесткого завышенную величину δ=0,2 мм, при расстоянии между опорами 30 и 32 L=100 мм, получим, что радиальное смещение гибкого колеса 17 (а следовательно, и генератора волн 24) δ=0,2 мм приведет к угловому повороту (перекосу) выходного вала 20 по отношению к корпусу 1 на уголA duplicated wave drive works as follows: when the electric motor 4 is turned on, its shaft 9 rotates (for definiteness, we assume that it rotates along a clock, looking from the output shaft 20, and in the future we will indicate the direction of rotation of all elements from this direction) through the intermediate gearbox 10 it is transmitted to the cam wave generator 8 - it rotates against the clock), creating a deformation wave in the ring gear 14 of the flexible wheel 6, also moving against the clock Because the flexible wheel 6 in the angular position is stationary - due to its fixation to the cover 3 by a gear clutch 7, then for each revolution of the wave generator 8, the gear rim 13 of the two-crowned hard wheel 12 is shifted in the angular direction against h. by an amount equal to the difference between the teeth of the crowns 13 and 14. In this case, the two-crowned hard wheel 12 rotates on two bearings 11 in contact with their outer diameters with the cylindrical surface of the through inner cavity 2, and with its second crown 15 transmits rotation to the ring gear 16 of the flexible wheel 17 of the second wave gear transmission 18. Since the electric motor 21 mounted on the output shaft 20 is not turned on, its shaft 23, the intermediate gearbox 25 and the wave generator 24 are in a stationary state relative to the output shaft 20. Therefore, the engagement of the rims 15 and 16 in this case works like a gear coupling and transmits the rotation of the two-crown flexible wheel 12 through the body of the flexible wheel 17 and the gear coupling 19 to the output shaft 20, which rotates in its bearings 30 and 32 at the same speed and in the same direction - counterclockwise. If the electric motor 21 is turned on and the electric motor 4 is turned off, the duplicated wave drive operates as follows: shaft 9, intermediate gear 10, wave generator 8 and two-crowned hard wheel 12 are stationary relative to the housing 1. Rotate shaft 23 counterclockwise through the intermediate gear 25 it is transmitted to the cam wave generator 24 — it rotates clockwise, creating a deformation wave in the ring gear 16 of the flexible wheel 17, also moving clockwise. Because two-crowned hard wheel 12 is stationary, then for each revolution of the wave generator 24, the ring gear 16 is shifted in an angular direction counterclockwise by an amount equal to the difference between the teeth of the crowns 16 and 15. Next, the rotation of the flexible wheel 17 is transmitted through the gear coupling 19 to the output shaft 20, which rotates in its supports 30 and 32 counterclockwise. If both electric motors 4 and 21 are turned on and rotate in the above directions, then their angular velocities are summed up and the rotation of the two-axle hard wheel 12, driven by the electric motor 4, is summed on the output shaft with the rotation of the flexible wheel 17 (caused by the rotation of the shaft 23 of the electric motor 21 ) relative to the two-crowned hard wheel 12. Usually, when operating as part of spacecraft, it is the latter algorithm of operation of the drive that is used, i.e. both electric motors are turned on, and their shafts rotate in the directions described above (the so-called “hot standby” operation). In the event of a failure, for example, of the electric motor 4, the two-axle hard wheel 12 stops, however, the rotation of the shaft 23 of the electric motor 21 continues and, as described above, the rotation of the flexible wheel 17 and the output shaft 20. In the event of a failure of the electric motor 21, the rotation of the flexible wheel 17 relative to the two-rotational hard wheel 12, but the rotation of the latter, driven by an electric motor 4, continues - this mode is also discussed in detail above. As a result of using the invention, the design of a duplicated wave drive is significantly simplified, since all basing surfaces — the outer diameters of the cover 3 and the sleeve 33, as well as the bearings 27 of the double-axle hard wheel 12 — are made of one diameter equal to the diameter of the through inner cavity 2, which, firstly, reduces the number of calibers needed to control the dimensions of the manufactured drive parts, and, secondly, it simplifies the manufacture of the through inner cavity itself due to the absence of any steps in its cross section. In addition, the drive assembly is more manufacturable, since all of it can be carried out outside of housing 1 — all other parts and subassemblies are assembled by axial assembly methods, while free visual access is open to all elements of the duplicated wave drive, after which housing 1 is pushed onto the others the assembled drive elements, the relative axial position of the cover 3 and the housing 1 specified by the drawing is set and the pins 38 are installed, after which the axial set in the technical documentation is provided by small axial movements of the sleeve 33 The axial clearance between the ends of the flexible wheels 6 and 17 with respect to the end walls of the shoulder 28 and the installation of pins 39. The implementation of the shoulder 28 with an inner diameter less than or equal to the minimum internal transverse dimension of the deformed flexible wheels 6 and 17, allows to ensure the axial position of the double-crowned hard wheel floating within a slight axial clearance - because the outer surfaces of the bearings 11 (which are axially fixed relative to the two-crowned hard wheel and therefore cannot fall inside the drive) can freely move along the cylindrical surface of the through inner cavity, which does not affect the operability of the gears of the crowns 13 with 14 and 15 with 16, but allows you to eliminate the possibility of jamming of drive elements due to thermal deformations and deformations caused by mechanical stresses on the housing. At the same time, there is practically no possibility of the flexible wheels 6 and 17 getting into the ends of the shoulder 28 into the space inside it. The axial position of the wave generator 24 is ensured by its installation on the support 30, and the bearing 40 can (within the limits of thermal deformation of the housing 1) move axially along the smooth inner surface of the flexible wheel 17. This eliminates the possible interference between the supports 30 and 32 and ensures their normal conditions work. In this case, the support 30 maintains its alignment with the housing 1 due to the fact that the deformed flexible wheel 17 is rigidly based on the multi-pair engagement of its teeth with the teeth of the crown 15 of the two-crowned hard wheel 12, and the alignment of the wave generator 24 to the flexible wheel 17 is ensured by the fact that the outer surface of the bearing 40 is in surface contact with the inner surface of the flexible wheel 17, and the inner one with the outer surface of the wave generator 24. Possible deviation of the alignment of the flexible wheel 17 with respect to the hard 12 with the condition of multi-pairs spine linking theory lies within the side tooth gap in the wave gear mechanism. The maximum lateral clearance δ in gears is usually within 0.2 mm [3]. Therefore, to maximize the assessment of the displacement of the flexible wheel relative to the hard one, this value can be taken, although in reality due to the multi-pair engagement, the displacement of the flexible wheel is significantly less. However, taking as an estimate of the radial displacement of the flexible wheel relatively rigid an overestimated value δ = 0.2 mm, with the distance between the supports 30 and 32 L = 100 mm, we obtain that the radial displacement of the flexible wheel 17 (and therefore the wave generator 24) δ = 0.2 mm will lead to an angular rotation (skew) of the output shaft 20 with respect to the housing 1 at an angle
А=δ/L=0,2/100=0,002[рад]≈0,114°=6,84′A = δ / L = 0.2 / 100 = 0.002 [rad] ≈0.114 ° = 6.84 ′
Указанный перекос выходного вала не приводит к ухудшению работы опор 30 и 32, так как в случае использования в качестве опор радиальных шариковых подшипников перекос их внутренних колец по отношению к наружным не превосходит считающейся допустимой величины в 1/4°=15′ [4]. По отношению же к устанавливаемой на вал нагрузке перекос выходного вала также не является критичным, т.к. между валом волнового привода и валом исполнительного механизма, как правило, устанавливается компенсирующая муфта для компенсации несоосностей и угловых перекосов. Однако использование в качестве одной из опор выходного вала опоры 30 генератора волн 24 позволяет избежать практически неизбежного перекоса между двумя опорами выходного вала (в случае, если бы выходной вал крепился на опорах, одна из которых не совмещена с опорой генератора волн 24) и подшипниками 11 жесткого колеса. В заявленном же изобретении при сборке дублированного волнового привода на этапе, когда крышка 3 и оба подшипника 11 уже находятся внутри корпуса 1, а втулка 33 вводится внутрь него, возможная несоосность последней относительно корпуса 1 может быть выбрана незначительным угловым поворотом выходного вала за счет наклонения внутреннего кольца подшипника 40 относительно наружного, а также внутреннего кольца опоры 32 относительно ее наружного кольца.The specified skew of the output shaft does not lead to a deterioration in the operation of bearings 30 and 32, since in the case of using radial ball bearings as a support, the skew of their inner rings with respect to the outer does not exceed the considered permissible value of 1/4 ° = 15 ′ [4]. In relation to the load installed on the shaft, the skew of the output shaft is also not critical, because between the shaft of the wave drive and the shaft of the actuator, as a rule, a compensating clutch is installed to compensate for misalignments and angular distortions. However, the use of the support 30 of the wave generator 24 as one of the supports of the output shaft allows avoiding the almost inevitable distortion between the two supports of the output shaft (if the output shaft was mounted on supports, one of which is not combined with the support of the wave generator 24) and bearings 11 hard wheels. In the claimed invention, when assembling a duplicated wave drive at the stage when the cover 3 and both bearings 11 are already inside the housing 1, and the sleeve 33 is inserted inside it, the possible misalignment of the latter relative to the housing 1 can be selected by a slight angular rotation of the output shaft due to the inclination of the internal bearing rings 40 relative to the outer as well as the inner ring of the support 32 relative to its outer ring.
Указанные преимущества - упрощение конструкции и повышение технологичности - позволяют рекомендовать заявленное техническое решение к использованию в агрегатах авиационной и космической техники.The indicated advantages — simplification of the design and increase of manufacturability — allow us to recommend the claimed technical solution for use in units of aviation and space technology.
ЛитератураLiterature
1. Руденко В.Н. Планетарные и волновые передачи. М., Машиностроение, 1980, лист 71, рис.4.1. Rudenko V.N. Planetary and wave transmissions. M., Mechanical Engineering, 1980, sheet 71, Fig. 4.
2. Патент США N 3986412, кл. 74/661, 1976 г. (прототип).2. US patent N 3986412, CL. 74/661, 1976 (prototype).
3. Левин И.Я. Справочник конструктора точных приборов. М., Машиностроение, 1964, стр.459, табл.200.3. Levin I.Ya. Reference designer precision instruments. Moscow, Mechanical Engineering, 1964, p. 459, tab. 200.
4. Там же, стр.563.4. Ibid., P. 563.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008121822/11A RU2377456C1 (en) | 2008-06-02 | 2008-06-02 | Duplex wave drive |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008121822/11A RU2377456C1 (en) | 2008-06-02 | 2008-06-02 | Duplex wave drive |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2377456C1 true RU2377456C1 (en) | 2009-12-27 |
Family
ID=41643067
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008121822/11A RU2377456C1 (en) | 2008-06-02 | 2008-06-02 | Duplex wave drive |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2377456C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106090187A (en) * | 2016-07-29 | 2016-11-09 | 柳州福能机器人开发有限公司 | The high-accuracy Rigid Gear of Harmonic Reducer of robot |
| WO2021087457A1 (en) * | 2019-10-31 | 2021-05-06 | The Johns Hopkins University | Harmonic drive actuator gearhead |
-
2008
- 2008-06-02 RU RU2008121822/11A patent/RU2377456C1/en active
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106090187A (en) * | 2016-07-29 | 2016-11-09 | 柳州福能机器人开发有限公司 | The high-accuracy Rigid Gear of Harmonic Reducer of robot |
| WO2021087457A1 (en) * | 2019-10-31 | 2021-05-06 | The Johns Hopkins University | Harmonic drive actuator gearhead |
| US12007009B2 (en) | 2019-10-31 | 2024-06-11 | The Johns Hopkins University | Harmonic drive actuator gearhead |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6450746B2 (en) | Vehicle differential cutting assembly | |
| EP2725259A1 (en) | Motor drive force transmission device | |
| US8967950B2 (en) | Drive mechanism for a pair of contra-rotating propellers through an epicyclic gear train | |
| US8734283B2 (en) | Speed reduction mechanism, and motor torque transmission device including the same | |
| US10495005B2 (en) | Epicyclic reduction device for the rotational drive of blade sets of a reduction turbomachine | |
| EP2597333B1 (en) | Speed change gear device | |
| US20140162826A1 (en) | Motor assembly with speed reducer | |
| US20200263613A1 (en) | Planetary gearbox assembly for a turbine engine | |
| US9377060B1 (en) | Ball ramp actuator | |
| RU2377456C1 (en) | Duplex wave drive | |
| US20220196137A1 (en) | Motor unit | |
| EP0287037A2 (en) | Planetary gear apparatus | |
| JP2011186167A (en) | Rotating body driving device and image carrier driving device and image forming apparatus using the rotating body driving device | |
| US10494089B2 (en) | Drive shaft system hanger bearing | |
| RU2377455C1 (en) | Wave drive | |
| RU2252347C2 (en) | Electric drive for producing torque | |
| WO2018123895A1 (en) | Reducer, joint device, and robot arm structure | |
| CN109281992B (en) | Transmission for distributing torque between two coaxial gears | |
| US20140064839A1 (en) | Rotating electric machine | |
| EP3348861A1 (en) | Reverse mechanism for vehicle driving force transmission device | |
| JP2013213575A (en) | Speed reduction mechanism, and motor torque transmission device including the same | |
| JP6762515B2 (en) | Combined transmission | |
| RU2541566C1 (en) | Helicopter reduction gearbox | |
| US20180266541A1 (en) | Planet-carrier for an epicyclic gearing and epicyclic gearing provided with such a planet carrier | |
| US20230407955A1 (en) | Harmonic drive |