Волновой магнитный редуктор
Патент 846892
Авторы
Волновой магнитный редуктор
Иллюстрации
Реферат
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВ ВТИЗЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик (61) Дополнительное к авт. саид-еу (51)М. Кл з .F 16 Н 1/00
Н 02 К 49/10 (22) Заявлено 031079 (21) 2824485/25-28 с присоединением заявки йв— (23) Прибритет—
Государственный комитет
СССР по делам изобретений и открытий (пфликовано 150781.Бюллетень N9 26 (53) УДК б21.8ЗЗ. 7 (088.8) Дата опубликования описания 200781 (72) Авторы изобретения
В. Н. Дубинин, К. В. Индукаев, Е. В. и Л. Н. Чуркин (71) Заявитель (54 ) ВОЛНОВОЙ МАГНИТНЫЙ РЕДУКТОР
Известные волновые магнитные редукторы содержат два соосных кольца из немагнитного материала, в которых размещены пластины (зубья) из магнитномягкого материала, и постоянные магниты, обеспечивакхцие силовое магнитное взаимодействие между данными кольцами j1 ).
Недостатком известных редукторов является их низкая точность, обусловленная зависимостью точности углового положения выходного вала, от его радиального биения при работе редуктора в понижающем режиме. где h,@- средняя схаибка положения пластин (зубьев);
N — число взаимодействукщих
19 зубьеВ.
Ошибка, обусловленная радиальным биением, определяется формулой ()
a% =
И где r — радиус рабочего зазорами е — зазор между кольцами
ar — биение.
При большом (порядка 200-300) числе зубьев и обычной для стандартных делительных устройств ошибке углового положения пластин (порядка 1) ошибка 6 9 эа счет радиального биения может существенно превосходить схаибку ЬЧ за счет неточности размещения пластин.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является волновой магнитный редуктор, содержащий устаиовИзобретение относится к электромеханике, а точнее, к прецизионным волновым магнитным редукторам.
Суммарная ошибка углового положения выходного вала такого редуктора складывается в основном из двух составляющих; из ошибки, обусловленной неточностью углового положения плас-! тин. из магнитномягкого материала, и сшибки, обусловленной радиальным биением одного кольца относительно другого, вызванного биением выходного вала.
Ошибка за счет неточности углового положения пластин определяется формулой фа дМ,=N вФ, О
846892 ленный на ведущем валу ротор с постоянными магнитами, установленные коаксиально два кольца из немагнитного материала с радиально размещенными в них пластинами 1иэ магнитномягкого материала. Такая схема магнитной цепи позволяет эа счет одностороннего намагничивания постоянных магнитов исключить перемагничивание зубьев в процессе работы, а следовательно, резко снизить потери на гистерезис, позволяет иметь любое,,в том числе и нечетное, число пар полюсов, что обеспечивает более широкий, чем в случае однорядных редукторов, диапазон допустимых передаточных отношений, а также дает возможность путем разворота колеса на 180 во время о нарезания второго ряда зубьев исключить периодическую составляющую ошибку углового положения зубьев (2 3.
Однако ошибка углового Положения выходного вала g,îáóñëîâëåííàÿ радиальным биением, при большом (порядка 200-300) числе зубьев и обычной для стандартных делительных устройств погрешности (порядка 1) может существенно превосходить ошибку за счет неточности углового положения пластин .
Цель изобретения — повышение точности передачи и увеличение выходного момента.
Указанная цель достигается тем, что волновой магнитный редуктор снабжен кольцом с радиально размещенными пластинами из магнитномягкого материала, установленным в радиальном зазоре между внутренним и внешним кольцами, последние жестко соединены между собой, а их пластины попарно лежат на одном радиусе.
На фиг. 1 изображен предлагаемый волновой магнитный редуктор с двухрядным расположением Во всех трех кольцах и с числом пар магнитных полюсов, равным трем, разрез1 на фиг. 2то же, торцовой разрез.
Редуктор содержит коаксиальио установленные немагнитные кольца 1 и
2, жестко соединенные между собой в единую деталь 3, которая одновременно является герметическим экраном, отделяющим немагнитное кольцо 4 от ротора 5 с постоянными магнитами 6.
Ротор 5 установлен на ведущем валу
7, вращающемся в подшипниках 8. Среднее кольцо 4 насажено на выходной вал 9, вращающийся в подшипниках 10, В кольцах 1, 2 и 4 размещены пластины 11-13 иэ магнитномягкого материала соответственно. Кольцо 1 охвачено снаружи сплошным кольцом иэ магнитномягкого материала 14 и вместе с ним жестко соединено с крышкой 15.
Крышка 16 прикреплена к детали 3.
Число пластин и их угловое положение в .кольцах 1 и 2 совпадают, указанное число может равняться числу пластин в кольце 4 или может отличаться от него на число равное или кратное трем.
В случае, равенства числа пластин в укаэанных кольцах по крайней мере, в одном иэ трех колец, пластины размещены с неравномерным угловым шагом с угловым периодом в 120о. Такой редуктор преобразует равномерное вращение входного вала в колебательное движение выходного вала. В случае, если число пластин в указанных кольцах отличается на число равное или кратное трем, а пластины во всех коль цах размещены с постоянным угловым шагом, редуктор преобразует равномерное вращение входного вала в равномерное вращение выходного. Если же при этом хотя бы. в одном из колец пластины разьещены с переменным угловым шагом, данный редуктор преоб20 разует равномерное вращение входного вала во вращательно-колебательное движение выходного вала. Допустима схема редуктора, в котором в одном иэ колец, кроме среднего, пластины
25 размещены в один ряд, при этом их длина в осевом направлении превосходит удвоенный соответствующий размер пластин, размещенных в смежном кольце, а также схема, при которой во всех кольцах пластины размещены в один ряд.
Предлагаемый редуктор работает следующим образом.
Постоянные магниты 6 обеспечивают силовое взаимодействие между пласти нами 11, 12 и 13, которое приводит к тому, что кольцо 4 устанавливается в некотором равновесном положении, обусловленном равенством нулю (в слу-чае отсутствия нагрузки на выходе)
4О суммарного момента, действующего на все пластины. Данное равновесное положение при наличии любого несоответствия в угловом распределении пластин,.в кольцах 1 и 2 с одной сто4 роны и кольцом 4 с другой, изменяется при вращении постоянных магнитов б, что приводит к вращению кольца 4 относительно колец 1 и 2.
Погрешность положения выходного вала данного редуктора, обусловленная радиальным биением наружного и внутреннего колец относительно среднего определяет ся формулой (д1 ) с д 2 . = 3 где 0 — толщина среднего кольца.
Эта ошибка в /d раз меньше, чем аналогичная ошибка у двухколесного редуктора, обычно отношение "/d превосходит число 10. Погрешность углового положения выходного вала д P4 за счет неточности углового положения пластин Ьф определяется формулой
846892 и имеет тот же порядок, что и в двухколесном редукторе. Погрешность ЙФ эа счет несовпадения осей симметрии систеьи пластин во внутреннем и наружном кольце дг определяется формулой (дг =,к
Однако, в варианте, в котором во всех трех кольцах пластины расположены в два ряда, при условии совместного прореэания пазов под пластины в наружном и внутреннем кольце, указанная погрешность усредняется по боль« шому числу пластин и пренебрежимо мала.
Введение в магнитную цепь двух дополнительных зазоров, дополнительного кольца, а следовательно, в сум- ме составляющих обычно около одного процента суьмарной длины постоянного магнита вдоль средней силОвой линии, незначительно увеличивает коэффициент размагничивания, что приводит при использовании высококоэрцитивных магнитов, например из сплава Sy Со к пренебрежимо малому снижению индукции в зазоре. Таким образом, момент и жесткость предлагаемого редуктора практически вдвое больше соответствующих характеристик соизмеримого с ним двухколесного редуктора.
Формула изобретения
Волновой магнитный редуктор, содержащий установленный на ведущем валу ротор с постоянными магнитами, установленные коаксиально два кольца из немагнитного материала с радиаль® но размещенными в них пластинами из магнитномягкого материала, ч а ю шийся тем, что, с целью повыаеиия точности передачи и увели.чения выходного момента, он снабжен
15 кольцом с радиально размещенными пластинами из магиитномягкого материала, установленным в радиальном зазоре между внутренним и внешним кольцами, последние жестко соединены между сод бой, а их пластины попарно лежат на одном радиусе.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
М 280142,. кл. F 16 Н 1/06, 1968.
2. Патент CQIA М 3.301.019, кл. 74-640, 1967 (прототип).
846892 Тирах 1006 Подписное
ВНИКПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Закаэ 5446/55
Филиал ППП "Патент", r. Укгород, ул. Проектная, 4
Составитель В. Никишин
Редактор И. Келемеш техред Н. Ковалева Корректор A. Гриценко