RU2771503C1

RU2771503C1 - Electric drive

Info

Publication number: RU2771503C1
Application number: RU2021119230A
Authority: RU
Inventors: Александр Владимирович Кудрявцев; Николай Григорьевич Яковенко; Константин Николаевич Михайлов
Original assignee: Александр Владимирович Кудрявцев; Николай Григорьевич Яковенко
Priority date: 2021-07-01
Filing date: 2021-07-01
Publication date: 2022-05-05

Abstract

FIELD: electrical engineering.

SUBSTANCE: invention relates to electric drives. The electric drive includes a housing with a motor stator located in it, a hollow rotor with a gearbox located in the rotor. The gearbox is made planetary and conical with a precessing two-shaft conical satellite of internal engagement connected to the rotor with the possibility of rotation relative to the rotor, and the supporting central bevel gear of the gearbox is rigidly connected to the housing.

EFFECT: increase in the service life of the electric drive is provided.

3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к электромеханике, в частности к электроприводам, то есть электрическим машинам, конструктивно сопряженным с коробками передач, и может быть использовано в качестве электроприводов самого различного назначения, например для манипуляторов, следящих систем, подъемно-транспортных машин и других объектов.The invention relates to electromechanics, in particular to electric drives, that is, electric machines structurally coupled with gearboxes, and can be used as electric drives for various purposes, for example, for manipulators, servo systems, hoisting and transport machines and other objects.

Известен мотор-редуктор по авторскому свидетельству СССР № SU 1740825, содержащий, корпус, тихоходный вал, два генератора волн, два конических гибких колеса, соединенных с тихоходным валом, и два жестких колеса, расположенные в роторе электродвигателя, статор которого жестко связан с корпусом.A known gear motor according to the author's certificate of the USSR No. SU 1740825, containing a housing, a low-speed shaft, two wave generators, two conical flexible wheels connected to a low-speed shaft, and two rigid wheels located in the rotor of the electric motor, the stator of which is rigidly connected to the housing.

Основным недостатком данного аналога является низкая долговечность и надежность работы при ограниченном максимальном рабочем моменте из-за использования волновой передачи от электродвигателя на тихоходный вал.The main disadvantage of this analog is the low durability and reliability of operation with a limited maximum operating torque due to the use of wave transmission from the electric motor to the low-speed shaft.

Также известен мотор-редуктор, по авторскому свидетельству СССР № SU № 663028, принятый в качестве ближайшего аналога, который в своем корпусе содержит электродвигатель переменного тока со статором и полым ротором и механический волновой редуктор, упругий зубчатый стакан которого, закрепленный одним торцом на крышке корпуса, взаимодействует с зубчатым колесом выходного вала посредством воздействия на упругий зубчатый стакан кулачком, связанным неподвижно с ротором через упругий шарикоподшипник.Also known is a gear motor, according to the author's certificate of the USSR No. SU No. 663028, adopted as the closest analogue, which in its housing contains an AC motor with a stator and a hollow rotor and a mechanical wave reducer, the elastic toothed cup of which is fixed at one end on the housing cover , interacts with the gear wheel of the output shaft by acting on the elastic toothed cup with a cam fixedly connected to the rotor through an elastic ball bearing.

Основным недостатком вышеуказанного ближайшего аналога является низкий ресурс. Ресурс безотказной работы из-за наличия упругих элементов конструкции занижен в разы. Также ограничен максимальный момент из-за ограничений прочности упругих частей конструкции.The main disadvantage of the above closest analogue is a low resource. The uptime resource due to the presence of elastic structural elements is underestimated at times. The maximum moment is also limited due to the strength limitations of the elastic parts of the structure.

Цель изобретения повышение ресурса безотказной работы, также повышение доступного максимального момента, без увеличения массогабаритных характеристик электропривода.The purpose of the invention is to increase the resource of trouble-free operation, as well as to increase the available maximum torque, without increasing the weight and size characteristics of the electric drive.

Поставленная задача решается тем, что в электроприводе, включающем корпус с расположенным в нем статором двигателя, полый ротор с расположенным в роторе редуктором, а редуктор выполнен планетарным с прецессирующим двухвенцовым коническим сателлитом внутреннего зацепления, связанным с ротором, с возможностью вращения относительно ротора, а опорное центральное коническое зубчатое колесо редуктора жестко связано с корпусом.The problem is solved by the fact that in the electric drive, which includes a housing with a motor stator located in it, a hollow rotor with a gearbox located in the rotor, and the gearbox is made planetary with a precessing two-rim conical satellite of internal gearing connected to the rotor, with the possibility of rotation relative to the rotor, and the reference the central bevel gear of the gearbox is rigidly connected to the housing.

Прецессия двухвенцового конического сателлита внутреннего зацепления может быть обеспечена посредством кривошипа, жестко закрепленного на роторе.The precession of the double-crown conical satellite of internal gearing can be provided by means of a crank rigidly fixed on the rotor.

Прецессия двухвенцового конического сателлита внутреннего зацепления может быть обеспечена посредством кривошипа посредством передачи, состоящей из тел качения расположенных между косой канавкой на внутренней поверхности ротора и канавкой на сателлите в плоскости, перпендикулярной оси сателлитаThe precession of the double-rimmed conical planetary gear with internal gearing can be provided by means of a crank by means of a transmission consisting of rolling elements located between the oblique groove on the inner surface of the rotor and the groove on the planetary gear in a plane perpendicular to the axis of the satellite

Таким образом, обеспечивается технический результат: повышение ресурса безотказной работы, также повышение доступного максимального момента, без увеличения массогабаритных характеристик электропривода.Thus, the technical result is provided: an increase in the resource of trouble-free operation, as well as an increase in the available maximum torque, without increasing the weight and size characteristics of the electric drive.

На фиг. 1 представлен продольный разрез электропривода в варианте генерации прецессии посредством тел качения.In FIG. 1 shows a longitudinal section of the electric drive in the version of precession generation by means of rolling elements.

Для решения поставленной задачи электропривод содержит статор 1, закрепленный в корпусе 2, и полый ротор 3 с закрепленным на нем генератором прецессирующих колебаний, который может быть выполнен в виде канавки 4 на внутренней поверхности ротора 3 с телами качения 5 между канавкой 4 и канавкой 6 на внешней поверхности двухвенцового конического зубчатого колеса внутреннего зацепления 7, функционально являющегося сателлитом планетарного конического редуктора. Кроме статора 1 в корпусе 2 неподвижно и соосно статору 1 и ротору 3 имеется коническое зубчатое колесо наружного зацепления 8, функционально являющееся центральным опорным (солнечным) колесом планетарного конического редуктора, с которым входит в зацепление один из двух венцов двухвенцового конического зубчатого колеса внутреннего зацепления 7. В осевой полости двухвенцового конического зубчатого колеса внутреннего зацепления 7 соосно с возможностью вращения располагается выходной вал 9 электропривода, на торце которого со стороны двухвенцового конического зубчатого колеса внутреннего зацепления 7 имеется коническое зубчатое колесо наружного зацепления 10, входящее в зацепление со вторым венцом двухвенцового конического зубчатого колеса внутреннего зацепления 7, неподвижное относительно выходного вала 9 и функционально являющееся выходным зубчатым колесом планетарного конического редуктора.To solve the problem, the electric drive contains a stator 1 fixed in the housing 2, and a hollow rotor 3 with a generator of precessing oscillations fixed on it, which can be made in the form of a groove 4 on the inner surface of the rotor 3 with rolling elements 5 between the groove 4 and the groove 6 on the outer surface of the double-rim bevel gear of internal gearing 7, which is functionally a satellite of the planetary bevel gear. In addition to the stator 1 in the housing 2, fixed and coaxial to the stator 1 and the rotor 3, there is an external bevel gear 8, which is functionally the central support (solar) wheel of the planetary bevel gear, with which one of the two rims of the two-rim internal bevel gear 7 engages. In the axial cavity of the double-rim bevel gear of internal gearing 7, the output shaft 9 of the electric drive is located coaxially with the possibility of rotation, at the end of which, on the side of the double-rim bevel gear of internal gearing 7, there is a bevel gear of external gearing 10, which engages with the second crown of the double-rim bevel gear internal gear wheel 7, fixed relative to the output shaft 9 and functionally being the output gear of the planetary bevel gear.

Электропривод по заявленной реализации работает следующим образом: момент, создающийся благодаря действию электромагнитного поля между статором 1 и ротором 2, заставляет вращаться ротор 2 и жестко связанный с ним генератор прецессирующего колебания, например, в виде канавки 4 с телами качения 5, которые, перемещаясь, заставляют двухвенцовое коническое зубчатое колесо внутреннего зацепления 7 изменить наклон с соответствии с углом наклона канавки 4 относительно наклона канавки 6 на двухвенцовом коническом зубчатом колесе внутреннего зацепления 7, что приводит к переходу контакта на следующую пару зубцов между двухвенцовым коническим зубчатым колесом внутреннего зацепления 7 и коническим зубчатым колесом наружного зацепления 10, и, параллельно, двухвенцовым коническим зубчатым колесом внутреннего зацепления 7 и коническим зубчатым колесом наружного зацепления 8, что позволяет постоянно иметь контакт между зубчатым колесом наружного зацепления 8 через двухвенцовое коническое зубчатое колесо внутреннего зацепления 7 на коническое зубчатое колесо наружного зацепления 10 и выходной вал 9, что приводит к повышению ресурса безотказной работы за счет надежного контакта из зубчатых колес без упругих элементов, рассчитанного на требуемые моментные нагрузки и скорости перемещений в заявляемом устройстве.According to the claimed implementation, the electric drive works as follows: the moment created due to the action of the electromagnetic field between the stator 1 and the rotor 2 causes the rotor 2 and the precessing oscillation generator rigidly connected to it to rotate, for example, in the form of a groove 4 with rolling elements 5, which, moving, cause the double-rim bevel gear of internal gear 7 to change inclination in accordance with the angle of inclination of the groove 4 relative to the inclination of the groove 6 on the double-rim bevel gear of internal gear 7, which leads to the transition of contact to the next pair of teeth between the double-rim bevel gear of internal gear 7 and the bevel gear external gear wheel 10, and, in parallel, the double-rim bevel gear of internal gear 7 and the bevel gear of external gear 8, which allows you to constantly have contact between the external gear 8 through the double-rim bevel gear from the internal gear 7 to the external bevel gear 10 and the output shaft 9, which leads to an increase in the resource of trouble-free operation due to the reliable contact of the gears without elastic elements, designed for the required moment loads and speeds of movement in the claimed device.

Таким образом, обеспечивается технический результат: повышение ресурса безотказной работы, также повышение доступного максимального момента без увеличения массогабаритных характеристик электропривода.Thus, the technical result is provided: an increase in the resource of trouble-free operation, as well as an increase in the available maximum torque without increasing the weight and size characteristics of the electric drive.

Claims

1. An electric drive, including a housing with a motor stator located in it, a hollow rotor with a gearbox located in the rotor, characterized in that the gearbox is made of a planetary bevel gear with a precessing two-rim conical satellite of internal gearing connected to the rotor with the possibility of rotation relative to the rotor, and the supporting central bevel the gear wheel of the gearbox is rigidly connected to the housing.

2. The electric drive according to claim 1, characterized in that the double-crown conical satellite of internal gearing is connected to the rotor by means of a crank rigidly fixed to the rotor.

3. The electric drive according to claim 1, characterized in that the two-rim conical satellite of internal gearing is connected to the rotor by means of a transmission consisting of rolling elements located between the oblique groove on the inner surface of the rotor and the groove on the satellite in a plane perpendicular to the axis of the satellite.