RU2683587C1 - Built into electric motor magnetic gearbox - Google Patents
Built into electric motor magnetic gearbox Download PDFInfo
- Publication number
- RU2683587C1 RU2683587C1 RU2017143103A RU2017143103A RU2683587C1 RU 2683587 C1 RU2683587 C1 RU 2683587C1 RU 2017143103 A RU2017143103 A RU 2017143103A RU 2017143103 A RU2017143103 A RU 2017143103A RU 2683587 C1 RU2683587 C1 RU 2683587C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- teeth
- satellite
- gear
- central
- wheels
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
- F16H1/28—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K51/00—Dynamo-electric gears, i.e. dynamo-electric means for transmitting mechanical power from a driving shaft to a driven shaft and comprising structurally interrelated motor and generator parts
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Изобретение относится к электромашиностроению, а именно к магнитным бесконтактным планетарным редукторам, предназначенным для привода исполнительных механизмов и устройств с одновременной редукцией частоты вращения.The invention relates to electrical engineering, in particular to magnetic non-contact planetary gearboxes designed to drive actuators and devices with simultaneous reduction of the rotational speed.
Уровень техникиState of the art
Известны бесконтактные магнитные планетарные редукторы для привода исполнительных механизмов с одновременной редукцией частоты вращения, содержащие корпус, неподвижные и подвижные зубчатые центральные колеса из магнитомягких материалов, водило, эксцентрично расположенный зубчатый сателлит из магнитомягкого материала, систему подмагничивания в виде постоянного магнита или обмотки возбуждения с осевым подмагничиванием, магнитопровод, противовесы, подшипники, опорные поверхности для стеллита (Приводной механизм антенны. Описание авторского свидетельства на изобретение №301749 МПК H02Q 1/12, бюллетень №14 10.04.1971 г.; магнитный планетарный редуктор, приведенный на рис II.26 стр. 140 книги «Механизмы с магнитной связью.» Л., «Машиностроение» (Ленинградское отделение), 1973. Авт.: Ганзбург Л.Б. и др., электромагнитный планетарный редуктор, приведенный на рис. стр. II.27 на стр. 140 там же).Known are contactless magnetic planetary gearboxes for driving actuators with simultaneous reduction of the rotational speed, comprising a housing, fixed and movable gear central wheels made of soft magnetic materials, a carrier, an eccentrically arranged gear satellite made of soft magnetic material, a magnetization system in the form of a permanent magnet or an excitation winding with axial magnetization , magnetic circuit, counterweights, bearings, bearing surfaces for stellite (Antenna drive mechanism. Description a certificate of invention No.301749 IPC H02Q 1/12, Bulletin No. 14 04/10/1971; magnetic planetary gear shown in Fig. II.26 p. 140 of the book “Mechanisms with magnetic coupling.” L., “Engineering” (Leningradskoe department), 1973. Aut.: Ganzburg LB et al., Electromagnetic planetary gearbox, shown in Fig. p. II.27 on p. 140 in the same place).
В таких редукторах магнитный поток подмагничивания замыкается не только через рабочий зазор между зубчатыми поверхностями сателлита и центральных колес, но и через дополнительный магнитопровод между корпусом и подвижным центральным колесом. Это обстоятельство приводит к уменьшению магнитной проводимости магнитной цепи редуктора, повышенному расходу активных материалов (постоянного магнита, обмоточной меди, магнитомягкого материала и др.), и, как следствие, увеличению массы и габаритных размеров, а также ухудшает удельные энергетические показатели редукторов, такие как крутящий момент, тормозной момент, максимальный момент и др.In such gearboxes, the magnetic flux of the magnetization is closed not only through the working gap between the gear surfaces of the satellite and the central wheels, but also through an additional magnetic circuit between the housing and the movable central wheel. This circumstance leads to a decrease in the magnetic conductivity of the magnetic circuit of the gearbox, an increased consumption of active materials (permanent magnet, winding copper, magnetically soft material, etc.), and, as a result, an increase in mass and overall dimensions, and also worsens the specific energy performance of the gearboxes, such as torque, braking torque, maximum torque, etc.
Известен также магнитный планетарный редуктор, содержащий корпус, неподвижные и подвижные зубчатые центральные колеса из магнитомягких материалов, водило, эксцентрично расположенный зубчатый сателлит из магнитомягкого материала, систему подмагничивания в виде постоянного магнита или обмотки возбуждения с осевым подмагничиванием, магнитопровод, подшипники, опорные поверхности для сателлита, ответные опорные поверхности, на которые опираются сателлит выполнены в корпусе, зубчатые поверхности центрального колеса и сателлита выполнены с одинаковым шагом, центральные колеса с равными количествами зубьев, установлены неподвижно в корпусе (на статоре), сателлит выполнен с двумя зубчатыми венцами равными количествами зубьев с минимальной разницей числа зубьев от числа зубьев на центральных колесах и связан с выходным валом через устройство, способное передавать несоосное вращательное движение, например, через шарнирное устройство (RU 2545509 С2, 10.04.2015) (прототип).Also known is a magnetic planetary gearbox comprising a housing, fixed and movable gear central wheels made of soft magnetic materials, a carrier, an eccentrically arranged gear satellite made of soft magnetic material, a magnetization system in the form of a permanent magnet or an excitation winding with axial magnetization, a magnetic circuit, bearings, bearing surfaces for the satellite , the mating supporting surfaces on which the satellite rests are made in the housing, the gear surfaces of the central wheel and the satellite are made with the same pitch, the central wheels with equal numbers of teeth are mounted motionless in the housing (on the stator), the satellite is made with two gear crowns with equal numbers of teeth with a minimum difference in the number of teeth from the number of teeth on the central wheels and is connected to the output shaft through a device capable of transmit misaligned rotational movement, for example, through an articulated device (RU 2545509 C2, 04/10/2015) (prototype).
Недостатками этого устройства является, потребность в дополнительном устройстве, способном передавать несоосное вращательное движение и связанные с этим значительные геометрические размеры редуктора в аксиальном направлении.The disadvantages of this device is the need for an additional device that can transmit misaligned rotational motion and the associated significant geometric dimensions of the gearbox in the axial direction.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Задачей изобретения является уменьшение аксиальных размеров планетарного магнитного редуктора.The objective of the invention is to reduce the axial dimensions of the planetary magnetic gear.
Это достигается тем, что в отличие от известного технического решения центральные колеса выполнены с двумя зубчатыми венцами с наружными зубьями равными количествами зубьев и с одинаковым шагом заодно с выходным валом, которые установлены в корпусе с возможностью совершать вращательное перемещение, сателлит выполнен с двумя зубчатыми венцами наружными зубьями с равными количествами зубьев и с одинаковым шагом равным шагу зубьев на центральных колесах с минимальной разницей числа зубьев от числа зубьев на центральных колесах, опорными поверхностями, с возможностью совершать плоскопараллельное перемещение относительно центральных колес, ответные опорные поверхности размещены на сателлите,This is achieved by the fact that, in contrast to the known technical solution, the central wheels are made with two gear rims with external teeth with equal numbers of teeth and with the same pitch along with the output shaft, which are installed in the housing with the ability to rotate, the satellite is made with two gear rims external teeth with equal numbers of teeth and with the same pitch equal to the tooth pitch on the central wheels with a minimum difference in the number of teeth from the number of teeth on the central wheels, supporting surfaces, with the possibility to make a plane-parallel movement relative to the central wheels response abutment surfaces arranged at the satellite,
Описание чертежейDescription of drawings
На чертеже изображен продольный разрез активной части предлагаемого магнитного редуктора.The drawing shows a longitudinal section of the active part of the proposed magnetic gear.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
Предлагаемый магнитный планетарный редуктор вмонтирован в конструкцию электродвигателя 1 и размещен на промежуточном фланце электродвигателя 2 под крышкой 3. Он содержит центральное колесо, выполненное заодно с выходным валом 4 с двумя зубчатыми венцами с наружными зубьями равными количествами зубьев и с одинаковым шагом tz из магнитомягкого материала с числом зубьев Z1 и цилиндрической выточкой, на которые опирается сателлит. Центральное колесо опирается на подшипники 5 в крышке 3.The proposed magnetic planetary gearbox is mounted in the design of the electric motor 1 and placed on the intermediate flange of the
Сателлит собран в немагнитном кожухе 6 и составлен из двух зубчатых венцов из магнитомягкого материала в виде полого цилиндра 7 с внутренними зубьями с числом зубьев Z2 с одинаковым шагом tz, постоянного магнита 8 с осевым подмагничиванием между ними. В торцах сателлита через немагнитные кольца 9 размещены опорные поверхности 10, через которые сателлит опирается на ответные цилиндрические выточки на центральном колесе. В торце одной из опорных поверхностей (на фиг. - справа) выполнен выступ с прямоугольным выступом (бобышкой), которая входит в ответное углубление в крестовине 11 со скользящей посадкой. Крестовина 11 имеет в свою очередь прямоугольный выступ в диаметральном направлении с противоположной углублению стороны, направленный перпендикулярно направлению углубления. Этот выступ в свою очередь входит в углубление, выполненное в диаметральном направлении в промежуточном фланце электродвигателя 2.The satellite is assembled in a
Водило планетарной передачи представляет собой опору качения 12, установленную на выходном валу электродвигателя через эксцентричную втулку 13.The planetary carrier has a
Редуктор работает следующим образом. Магнитный поток постоянных магнитов замыкается по магнитной цепи, образованной двумя зубчатыми венцами сателлита из магнитомягкого материала, воздушным зазором между зубчатыми венцами центрального колеса и сателлита. При этом под действием сил притяжения зубчатых поверхностей центрального колеса и сателлита, обусловленных магнитным полем постоянного магнита, сателлит занимает эксцентричное относительно центрального колеса положение с эксцентриситетом е, определяемое размерами внешнего диаметра опор качения d1 (цилиндрические выточки на центральном колесе и диаметром опорных поверхностей на сателлите d2. Последние выполнены таким образом, чтобы между поверхностями центрального колеса и сателлита сохранялся гарантированный воздушный зазор δмин. Ввиду того, что обращенные друг к другу зубчатые поверхности расположены эксцентрично, основная часть магнитного потока окажется сосредоточенным в зоне минимального воздушного зазора δмин. Размеры воздушного зазора δмин, эксцентриситета е, диаметров опор d1 и d2, числа зубьев и шаг зубчатых поверхностей на сателлите и центральных колесах должны удовлетворять соотношениям:The gearbox operates as follows. The magnetic flux of permanent magnets is closed along the magnetic circuit formed by two gear rims of the satellite from magnetically soft material, an air gap between the gear rims of the central wheel and the satellite. In this case, under the action of the attractive forces of the gear surfaces of the central wheel and satellite, due to the magnetic field of the permanent magnet, the satellite is in an eccentric position with an eccentricity e, determined by the dimensions of the outer diameter of the rolling bearings d 1 (cylindrical grooves on the central wheel and the diameter of the supporting surfaces on the satellite d 2. Recent designed in such a way that remained guaranteed δ air gap E between the surfaces of the central wheel and satellite . Because the facing serrated surfaces are arranged eccentrically, the main part of the magnetic flux would be concentrated in the area of the minimum air gap δ min. The dimensions of the air gap δ min, the eccentricity e, the diameters of bearings d 1 and d 2, the number of teeth and pitch gear surfaces on the satellite and central wheels must satisfy the relations:
е=(d2-d1/)2;e = (d 2 -d 1 /) 2;
δмин=(Z2-Z1)tz/2π-е.δ min = (Z2-Z1) t z / 2π-e.
Значение δмин принимается в пределах 0,1…0,15 мм. Взаимодействие магнитного потока зубчатых поверхностей сателлита и центральных колес определяет силовое действие между ними. При неподвижном водиле сателлит занимает эксцентричное относительно центральных колес положение, т.к. имеет две степени свободы относительно промежуточного фланца электродвигателя 2 за счет скользящей посадки между взаимно-перпендикулярными выступами и углублениями на сателлите, крестовине и промежуточном фланце. Взаимодействие зубчатых поверхностей сателлита и центрального колеса через силы магнитного притяжения вызывает на выходном валу магнитного редуктора тормозной момент, т.к. сателлит не может совершать вращательное перемещение относительно своей оси симметрии. (Упомянутые выступы и углубления удерживают сателлит от вращательного движения). При вращении водила из-за разницы числа зубьев зубчатых поверхностей на центральном колесе и центральное колесо будет совершать вращательное движение относительно своей оси со скоростью, определяемой соотношением:The value of δ min is taken within 0.1 ... 0.15 mm. The interaction of the magnetic flux of the gear surfaces of the satellite and the central wheels determines the force action between them. When the carrier is stationary, the satellite is in an eccentric position relative to the central wheels, because has two degrees of freedom relative to the intermediate flange of the
n=nвод(Z2-Z1)/Z1,n = n water (Z2-Z1) / Z1,
где n - скорость вращения центрального колеса, об/мин;where n is the rotation speed of the central wheel, rpm
nвод - скорость вращения водила, об/мин.n water - carrier rotation speed, rpm
Таким образом в в предлагаемом устройстве происходит редукция скорости вращения водила в i=Z1/(Z2-Z1) раза.Thus, in the proposed device there is a reduction in the rotation speed of the carrier i = Z1 / (Z2-Z1) times.
Для обеспечения условия вращения центрального колеса без проскальзывания относительно опорных поверхностей на сателлите числа зубьев на центральном колесе и сателлите должны быть связаны со значениями диаметров соотношением:To ensure the rotation conditions of the central wheel without slipping relative to the supporting surfaces on the satellite, the number of teeth on the central wheel and the satellite should be connected with the diameters by the ratio:
e/d1=(Z2-Z1)/Z1;e / d 1 = (Z2-Z1) / Z1;
d2=d1+2e.d 2 = d 1 + 2e.
Вращения центрального колеса без проскальзывания относительно опорных поверхностей на сателлите можно достичь размещением между опорными поверхностями подшипников качения. При этом нет необходимости в соблюдении вышеуказанных соотношений между числами зубьев зубчатых колес и геометрических параметров опорных поверхностей.The rotation of the central wheel without slipping relative to the supporting surfaces on the satellite can be achieved by placing between the supporting surfaces of the rolling bearings. However, there is no need to comply with the above ratios between the numbers of gear teeth and the geometric parameters of the bearing surfaces.
В предложенном магнитном редукторе в отличие от известного отсутствует дополнительное устройство, способное передавать несоосное вращательное движение, имеющее значительные размеры в аксиальном направлении. Таким образом предлагаемое устройство по сравнению с известным при прочих равных условиях имеет меньшие габаритные размеры в аксиальном направлении.In the proposed magnetic gearbox, in contrast to the known one, there is no additional device capable of transmitting non-coaxial rotational motion having significant dimensions in the axial direction. Thus, the proposed device in comparison with the known ceteris paribus has smaller overall dimensions in the axial direction.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017143103A RU2683587C1 (en) | 2017-12-11 | 2017-12-11 | Built into electric motor magnetic gearbox |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017143103A RU2683587C1 (en) | 2017-12-11 | 2017-12-11 | Built into electric motor magnetic gearbox |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2683587C1 true RU2683587C1 (en) | 2019-03-29 |
Family
ID=66090021
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017143103A RU2683587C1 (en) | 2017-12-11 | 2017-12-11 | Built into electric motor magnetic gearbox |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2683587C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU301749A1 (en) * | ANTENNA DRIVE MECHANISM | |||
SU144081A1 (en) * | 1961-05-15 | 1961-11-30 | тников Ю.В. Гус | Remote-switching planetary gearbox |
RU83308U1 (en) * | 2008-12-22 | 2009-05-27 | Юрий Анатольевич Дремин | PLANETARY REDUCTOR |
RU2545509C2 (en) * | 2013-01-14 | 2015-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Механотроника" | Magnetic reducing gear |
JP2016205424A (en) * | 2015-04-16 | 2016-12-08 | ハイブリッドエナジー株式会社 | Planetary gear device |
-
2017
- 2017-12-11 RU RU2017143103A patent/RU2683587C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU301749A1 (en) * | ANTENNA DRIVE MECHANISM | |||
SU144081A1 (en) * | 1961-05-15 | 1961-11-30 | тников Ю.В. Гус | Remote-switching planetary gearbox |
RU83308U1 (en) * | 2008-12-22 | 2009-05-27 | Юрий Анатольевич Дремин | PLANETARY REDUCTOR |
RU2545509C2 (en) * | 2013-01-14 | 2015-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Механотроника" | Magnetic reducing gear |
JP2016205424A (en) * | 2015-04-16 | 2016-12-08 | ハイブリッドエナジー株式会社 | Planetary gear device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2013146097A (en) | PUSH-DRIVING PLANETARY MOTOR | |
US20170058852A1 (en) | Starter for engine | |
JP7147270B2 (en) | transmission and actuator | |
JP2014212686A (en) | Stepping motor | |
JP2011132808A (en) | Variable valve gear of internal combustion engine | |
RU2369955C1 (en) | Magnetic reducer | |
CN108036034B (en) | Bidirectional output type harmonic speed reducer | |
JP2013525710A (en) | Eccentric bearing | |
JP2007244014A (en) | Noncontact gear by magnetism | |
US20030067240A1 (en) | Elastic wave actuator | |
RU2683587C1 (en) | Built into electric motor magnetic gearbox | |
EP3017529B1 (en) | Reducing bearing forces in an electrical machine | |
RU2545509C2 (en) | Magnetic reducing gear | |
RU111367U1 (en) | MAGNET REDUCER | |
JP2005253292A (en) | High torque transmission non-contact gear | |
CN109505926B (en) | Transmission and actuator | |
JP6327130B2 (en) | Rotary actuator | |
JP2009030684A (en) | Magnetic gear reducer | |
RU2082042C1 (en) | Magnetic reduction gear | |
JP2012237328A (en) | Rotation transmission device and vibration device | |
KR101972624B1 (en) | Gear transmission device | |
US20200393043A1 (en) | Motor with speed reducer | |
RU2359388C2 (en) | Planetary electric motor - reducing gear with controlled commutator | |
JP2019022427A (en) | Magnetic planet gear type generator | |
WO2018052139A1 (en) | Sheave driving device for continuously variable transmission |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191212 |