RU2265147C1 - Wave-gear actuator - Google Patents
Wave-gear actuator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2265147C1 RU2265147C1 RU2004107729/11A RU2004107729A RU2265147C1 RU 2265147 C1 RU2265147 C1 RU 2265147C1 RU 2004107729/11 A RU2004107729/11 A RU 2004107729/11A RU 2004107729 A RU2004107729 A RU 2004107729A RU 2265147 C1 RU2265147 C1 RU 2265147C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- housing
- wave
- separator
- pushers
- balls
- Prior art date
Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 6
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 3
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 17
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 4
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Transmission Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для преобразования вращательного движения управляющего двигателя в поступательное движение выходного звена.The invention relates to mechanical engineering and is intended to convert the rotational motion of the control engine into the translational motion of the output link.
Известен механизм для преобразования вращательного движения в поступательное (а.с.291061), содержащий корпус, волнообразователь, гибкое колесо, закрепленное в корпусе, жесткое колесо, выходное звено, расположенное соосно гибкому колесу, входящее в зацепление с гибким колесом, опорное устройство, выполненное в виде шариков.A known mechanism for converting rotational motion into translational (AS 291061), comprising a housing, a wave-former, a flexible wheel fixed in the housing, a rigid wheel, an output link located coaxially with the flexible wheel, engaged with the flexible wheel, a support device made in the form of balls.
Недостатком конструкции является большой момент инерции волнообразователя и невозможность непосредственного соединения волнообразователя с управляющим высокооборотным двигателем из-за малого отношения периодов волнообразных поверхностей корпуса и выходного звена.The design drawback is the large moment of inertia of the wave former and the inability to directly connect the wave former to the control high-speed engine due to the small ratio of the periods of the undulating surfaces of the housing and the output link.
Известен исполнительный механизм на основе волновой передачи (авторское свидетельство №1352116 - прототип), содержащий корпус, в котором расположен ведущий вал, соединенный с волнообразователем, гибкое колесо, жесткое колесо, опорное устройство, выполненное в виде шариков, расположенных между корпусом и выходным звеном. Данный механизм позволяет преобразовывать вращательное движение в поступательное выходного звена.A known actuator based on wave transmission (copyright certificate No. 1352116 - prototype), comprising a housing in which there is a drive shaft connected to the wave former, a flexible wheel, a hard wheel, a support device made in the form of balls located between the housing and the output link. This mechanism allows you to convert rotational motion into translational output link.
Недостатком конструкции является большой момент инерции вращающихся частей волнообразователя, малая нагрузочная способность.The disadvantage of the design is the large moment of inertia of the rotating parts of the wave former, low load capacity.
Цель разработки - уменьшение момента инерции вращающихся частей и увеличение нагрузочной способности механизма.The development goal is to reduce the moment of inertia of the rotating parts and increase the load capacity of the mechanism.
Цель достигается тем, что в исполнительном механизме на основе волновой передачи поступательного действия, содержащем корпус, волнообразователь, гибкое колесо, закрепленное в корпусе, жесткое колесо, выходное звено, расположенное соосно гибкому колесу, входящее в зацепление с гибким колесом, опорное устройство, выполненное в виде шариков, жесткое колесо выполнено неподвижным с аксиальными проточками эпициклоидного профиля, расположенными на его внутренней поверхности, волнообразователь снабжен толкателями и обоймой, гибкое колесо выполнено в виде подвижного сепаратора, в радиальных отверстиях которого расположены равномерно по окружности в несколько рядов шарики, выходное звено выполнено в виде штока, расположенного внутри сепаратора, снабженного по всей длине волнообразной наружной поверхностью, при этом сепаратор контактирует наружной поверхностью с вершинами эпициклоидного внутреннего профиля жесткого колеса, образуя пары скольжения, опорное устройство выполнено в виде шариков, расположенных в крайних, радиально расположенных отверстиях сепаратора, опирающихся на концентрические дорожки корпуса, выполненные на внутренней торцевой поверхности, причем толкатели контактируют с внутренней поверхностью обоймы, представляющей собой полый тонкостенный цилиндр, при этом толкатели расположены равномерно по окружности в несколько рядов в радиальных отверстиях блока цилиндров, закрепленного жестко в корпусе.The goal is achieved by the fact that in the actuator based on the wave transmission of translational action, comprising a housing, a wave-former, a flexible wheel fixed in the housing, a hard wheel, an output link located coaxially to the flexible wheel, engaged with the flexible wheel, a support device made in balls, the hard wheel is fixed with axial grooves of the epicycloid profile located on its inner surface, the wave former is equipped with pushers and a holder, the flexible wheel filled in the form of a movable separator, in the radial openings of which balls are arranged uniformly around the circumference in several rows, the output link is made in the form of a rod located inside the separator, provided along the entire length with a wavy outer surface, while the separator contacts the outer surface with the vertices of the hard wheels, forming slip pairs, the support device is made in the form of balls located in the outermost, radially located holes of the separator, I support REGARD concentric tracks on the housing, on the inner end face, wherein the pushers are in contact with the inner surface of the cage, which is a thin-walled hollow cylinder, the pushers evenly spaced circumferentially in a plurality of rows in a radial bore of the cylinder block is rigidly fixed in the housing.
Толкатели волнообразователя могут быть выполнены в виде поршней блока цилиндров, который закреплен соосно в корпусе и снабжен каналами подачи рабочей жидкости, соединяющими цилиндры со штуцерами высокого и низкого давления через распределитель, расположенный соосно с блоком цилиндров и соединенный с управляющим электродвигателем, закрепленном жестко на корпусе.The waveform pushers can be made in the form of pistons of a cylinder block, which is coaxially mounted in the housing and equipped with working fluid supply channels connecting the cylinders to the high and low pressure fittings through a distributor located coaxially with the cylinder block and connected to a control motor fixed rigidly to the housing.
Волнообразователь может быть дополнительно снабжен эксцентриковым валом, расположенным на ведущем валу электродвигателя, при этом внешней поверхностью эксцентриковый вал контактирует с толкателями.The wave former can be additionally equipped with an eccentric shaft located on the drive shaft of the electric motor, with the outer surface of the eccentric shaft in contact with the pushers.
Волнообразователь может быть дополнительно снабжен блоком электромагнитов, расположенных равномерно по окружности в несколько рядов в радиальных отверстиях блока цилиндров.The wave former can be additionally equipped with a block of electromagnets located evenly around the circumference in several rows in the radial holes of the cylinder block.
На фиг.1 представлен продольный разрез исполнительного механизма с гидравлическим волнообразователем.Figure 1 presents a longitudinal section of the actuator with a hydraulic wave former.
На фиг.2 представлен поперечный разрез гидравлического волнообразователя исполнительного механизма.Figure 2 presents a cross section of a hydraulic wave-forming actuator.
На фиг.3 представлен продольный разрез исполнительного механизма с эксцентриковым волнообразователем.Figure 3 presents a longitudinal section of the actuator with an eccentric wave former.
На фиг.4 представлен поперечный разрез эксцентрикового волнообразователя исполнительного механизма.Figure 4 presents a cross section of an eccentric wave former of the actuator.
На фиг.5 представлен поперечный разрез выходного звена исполнительного механизма.Figure 5 presents a cross section of the output link of the actuator.
На фиг.6 представлен продольный разрез исполнительного механизма с электромагнитным волнообразователем.Figure 6 presents a longitudinal section of the actuator with an electromagnetic wave former.
На фиг.7 представлен поперечный разрез электромагнитного волнообразователя исполнительного механизма.7 shows a cross section of an electromagnetic wave-forming actuator.
Исполнительный механизм состоит из жесткого колеса 1, являющегося корпусом исполнительного механизма. Корпус исполнительного механизма 1 представляет собой полый цилиндр с прямыми проточками эпициклоидного профиля, расположенными на внутренней его поверхности. На внутренней торцевой поверхности корпуса исполнительного механизма 1 существует торцевой упор с концентрическими дорожками. Внутри корпуса исполнительного механизма 1, с противоположного торцевому упору торца, расположен соосно с корпусом блок цилиндров 2. Блок цилиндров 2 представляет собой цилиндр с равномерно по окружности в несколько рядов выполненными отверстиями для крепления с корпусом исполнительного механизма 1, одна торцевая поверхность представляет собой фланец. На фланцевой поверхности, обращенной внутрь корпуса, выполнены концентрические дорожки, аналогичные таковым в корпусе исполнительного механизма 1. В радиальных отверстиях блока цилиндров находятся толкатели 3, с возможностью совершать возвратно-поступательное движение в этих отверстиях, контактирующие с внутренней поверхностью тонкостенной обоймы 4, при этом торцевые поверхности толкателей 3, касающиеся внутренней поверхности обойм 4, выполнены сферическими, образуя с внутренней поверхностью обоймы 4 пару скольжения. Обойма 4 представляет собой тонкостенный цилиндр, расположенный с эксцентриситетом относительно блока цилиндров 2. Обойма 4 может совершать возвратно-поступательные движения относительно оси, перпендикулярной оси блока цилиндров 2, а также вращательное движение относительно собственной оси. Гибкое колесо состоит из сепаратора 5 и шариков 6. Сепаратор 5 представляет собой тонкостенный полый цилиндр, расположенный соосно внутри корпуса 1. В сепараторе 5 равномерно по окружности выполнено несколько рядов радиальных отверстий, в которых расположены шарики 6. Причем со стороны, обращенной к блоку цилиндров 2, ряды отверстий выполнены без углового смещения, а с противоположной стороны отверстия выполнены в три ряда с угловым смещением в 120°. Шарики 6 совершают в отверстиях сепаратора 5 возвратно-поступательное движение. Крайние ряды отверстий сепаратора 5 с обоих сторон выполнены таким образом, чтобы шарики опирались на концентрические дорожки корпуса 1 и блока цилиндров 2, образуя при этом опорное устройство, аналогичное упорному подшипнику качения. Сепаратор 5 внешней своей цилиндрической поверхностью касается вершин эпициклоидных проточек корпуса 1, образуя при этом пару скольжения. Сепаратор 5 может совершать вращательное движение относительно собственной оси. Со стороны блока цилиндров 2 шарики 6 контактируют с одной стороны с наружной поверхностью обоймы 4, а с другой - с внутренней поверхностью жесткого колеса 1. С противоположной стороны сепаратора 5, где ряды радиальных отверстий смещены относительно друг друга на угол 120°, шарики 6 контактируют с обной стороны с поверхностью выходного звена 7, а с другой - с внутренней поверхностью жесткого колеса 1. Выходное звено 7 представляет собой вал с внешней цилиндрической поверхностью с волнообразной образующей. При этом опорой выходного звена 7 являются шарики 6. Выходное звено 7 может совершать возвратно-поступательное движение, а также вращение относительно собственной оси. Длина периода волнообразной образующей выходного звена 7, а также количество проточек корпуса 1 определяет передаточное число исполнительного механизма.The actuator consists of a
Волнообразователь может быть выполнен гидравлическим или пневматическим, содержащим управляющий электродвигатель 8, закрепленный жестко на торцевой поверхности блока цилиндров 2, распределитель 9, закрепленный на валу управляющего электродвигателя 8. Блок цилиндров выполнен с отверстиями для гидромагистралей высокого и низкого давления соединенных с штуцерами 10, а также снабжен соосным отверстием для распределителя 9. Распределитель 9 представляет собой цилиндрический вал с концентрическими проточками по внешней цилиндрической поверхности. Проточки выполнены таким образом, чтобы попеременно соединять каналы гидромагистрали высокого и низкого давления с цилиндрами толкателей 3, выполненных в виде поршней. Штуцеры 10 закреплены на внешней фланцевой поверхности блока цилиндров 2.The wave former can be made hydraulic or pneumatic, containing a control motor 8, fixed rigidly to the end surface of the
Волнообразователь может быть выполнен эксцентриковым, содержащим приводной электродвигатель 11, закрепленный жестко на торцевой поверхности блока цилиндров 2, эксцентриковый вал 12, закрепленный на валу приводного электродвигателя 11. Блок цилиндров 2 снабжен соосным отверстием для эксцентрикового вала 12 диаметром, равным сумме диаметра эксцентрикового вала 12 и удвоенному эксцентриситету. Эксцентриковый вал 12 представляет собой цилиндр с отверстием под вал электродвигателя, расположенным с эксцентриситетом относительно оси цилиндра. Эксцентриковый вал 12 своей внешней поверхностью контактирует с толкателями 3. Поверхность толкателей 3, обращенная к эксцентриковому валу 12, выполнена сферической.The wave former can be made eccentric, containing the
Волнообразователь может быть выполнен электромагнитным, содержащим толкатели 3, с обмотками электромагнитов 13, расположенными по окружности в блоке толкателей 2. Толкатели 3 представляют собой сердечники электромагнитов 13, расположенных равномерно по окружности в несколько рядов. Обмотки электромагнитов 13 подключены к коммутационному устройству 14. Коммутационное устройство 14 представляет собой логическое устройство, позволяющее коммутировать обмотки электромагнитов 13 с источником питания в зависимости от выбранного закона управления.The wave former can be made electromagnetic, containing the
Работает исполнительный механизм следующим образом. Толкатели 3 волнообразователя передают движение обойме 4, которая, в свою очередь, заставляет шарики 6 в сепараторе 5 совершать возвратно-поступательные движения. Шарики 6 контактируют с внутренней поверхностью корпуса 1 и, надавливая на стенки отверстий сепаратора 5, заставляют его совершать вращательное движение вокруг своей оси. При этом скорость вращения сепаратора 5 определяется количеством аксиальных проточек корпуса 1 и скоростью перемещения обоймы 4. Шарики 6 с противоположной стороны сепаратора 5, расположенные рядами радиальных отверстий, смещенных относительно друг друга на угол 120°, под действием вращения сепаратора 5, совершают возвратно-поступательные движения в его отверстиях за счет контакта с внутренней эпициклоидной поверхностью корпуса 1. Другой стороной шарики 6 надавливают на внешнюю волновую поверхность выходного звена 7, заставляя ее перемещаться поступательно. При этом число шариков 6, расположенных в рядах радиальных отверстий сепаратора 5, смещенных относительно друг друга на угол 120°, определяется числом аксиальных проточек корпуса 1.The actuator operates as follows. The
Волнообразователи работают следующим образом.Wave-generators work as follows.
В исполнительном механизме с плунжерным гидравлическим (пневматическим) волнообразователем перемещение обойм 4 происходит за счет следующего. Вращение управляющего электродвигателя 8 с распределителем 9 приводит к изменению направления потока рабочей жидкости, под действием которой толкатели 3, находящиеся в магистрали нагнетания, двигают обойму 4.In the actuator with a plunger hydraulic (pneumatic) wave-former, the movement of the
В исполнительном механизме с эксцентриковым волнообразователем перемещение обойм 4 происходит за счет следующего. За счет вращения эксцентрикового вала 12, закрепленного на валу электродвигателя 11, толкатели 3, контактирующие с поверхностью эксцентрикового вала 12, совершают в отверстиях блока толкателей 2 возвратно-поступательное движение, передающееся обойме 4.In the actuator with an eccentric wave former, the movement of the
В исполнительном механизме с электромагнитным волнообразователем сигналы с распределителя 14 поступает на обмотки электромагнитов 13. Под действием электродвижущей силы толкатели 3 совершают в отверстиях блока толкателей 2 возвратно-поступательное движение, передающееся обойме 4.In the actuator with an electromagnetic wave former, the signals from the
Выполнение жесткого колеса 1 в виде полого цилиндра позволяет разместить волнообразователь внутри.The execution of the
Волнообразователь, выполненный в виде распределителя 9, блока цилиндров, поршней 3 и тонкостенных обойм 4, позволяет снизить момент инерции быстро вращающихся частей волнообразователя и мощность управляющего двигателя, улучшая тем самым динамические характеристики исполнительного механизма.The wave former, made in the form of a
Использование гидравлического или пневматического волнообразователя с маломощным управляющим электродвигателем 8 позволяет увеличить нагрузочную способность, уменьшить мощность, затрачиваемую на управление, и обеспечивать как аналоговое, так и шаговое управление при использовании шагового двигателя.The use of a hydraulic or pneumatic wave former with a low-power control motor 8 allows you to increase the load capacity, reduce the power spent on control, and provide both analog and step control when using a stepper motor.
Использование эксцентрикового волнообразователя позволяет уменьшить момент инерции движущихся частей, а также обеспечить высокую жесткость и простоту конструкции.The use of an eccentric wave former makes it possible to reduce the moment of inertia of moving parts, as well as to provide high rigidity and simplicity of construction.
При этом число цилиндров определяет нагрузочную способность, а число проточек жесткого колеса 1 и количество шариков в одном ряду - передаточное число от обоймы 4 к сепаратору. Передаточное же число от сепаратора к выходному звену определяется как отношение скорости вращения сепаратора к длине периода волнообразной образующей выходного звена.In this case, the number of cylinders determines the load capacity, and the number of grooves of the
Таким образом, по сравнению с прототипом предлагаемое изобретение позволяет расширить функциональные возможности исполнительного механизма за счет уменьшения момента инерции движущихся частей волнообразователя, а также использовать высокоскоростные двигатели, за счет большего передаточного отношения, также позволяет совместить функции преобразователя вращательного движения управляющего двигателя в поступательное выходных звеньев и силового двигателя при использовании гидравлического волнообразователя, при этом обеспечивая лучшие динамические характеристики.Thus, in comparison with the prototype, the present invention allows to expand the functionality of the actuator by reducing the moment of inertia of the moving parts of the wave former, and to use high-speed motors, due to the greater gear ratio, also allows you to combine the functions of the converter of rotational motion of the control motor into translational output links and power engine when using a hydraulic wave former, while providing lu higher dynamic characteristics.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004107729/11A RU2265147C1 (en) | 2004-03-15 | 2004-03-15 | Wave-gear actuator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004107729/11A RU2265147C1 (en) | 2004-03-15 | 2004-03-15 | Wave-gear actuator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2004107729A RU2004107729A (en) | 2005-10-10 |
| RU2265147C1 true RU2265147C1 (en) | 2005-11-27 |
Family
ID=35850618
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004107729/11A RU2265147C1 (en) | 2004-03-15 | 2004-03-15 | Wave-gear actuator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2265147C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2472272C2 (en) * | 2007-10-04 | 2013-01-10 | Эрсель | Telescopic linear actuating mechanism of double action with drive from one motor |
| RU2526366C2 (en) * | 2012-09-03 | 2014-08-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет) (МАИ) | Electromechanical mini-drive of translational action |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1352116A1 (en) * | 1985-06-21 | 1987-11-15 | Красноярский Политехнический Институт | Wave screw transmission |
| SU1700316A1 (en) * | 1989-07-17 | 1991-12-23 | Ивано-Франковский Институт Нефти И Газа | Reversible wavy drive with movable teeth |
-
2004
- 2004-03-15 RU RU2004107729/11A patent/RU2265147C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1352116A1 (en) * | 1985-06-21 | 1987-11-15 | Красноярский Политехнический Институт | Wave screw transmission |
| SU1700316A1 (en) * | 1989-07-17 | 1991-12-23 | Ивано-Франковский Институт Нефти И Газа | Reversible wavy drive with movable teeth |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2472272C2 (en) * | 2007-10-04 | 2013-01-10 | Эрсель | Telescopic linear actuating mechanism of double action with drive from one motor |
| RU2526366C2 (en) * | 2012-09-03 | 2014-08-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет) (МАИ) | Electromechanical mini-drive of translational action |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2004107729A (en) | 2005-10-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5657681A (en) | Hydraulic drive system | |
| RU2140551C1 (en) | Engine with three operating lobes cam | |
| EP3999743B1 (en) | Axial pump assemblies | |
| US8950942B2 (en) | Eccentric bearing | |
| RU2265147C1 (en) | Wave-gear actuator | |
| US9506541B2 (en) | Eccentric bearing | |
| RU2073092C1 (en) | Piston machine | |
| CN214007241U (en) | Pressure power machine | |
| RU2281597C1 (en) | Power minidrive (modifications) | |
| RU2265146C2 (en) | Wave-gear actuator | |
| CN118462793A (en) | Reciprocating motion structure suitable for high and low speeds | |
| EP3377730B1 (en) | Device for converting reciprocating motion into rotary motion and vice versa, in axial-piston mechanical systems | |
| CN1112191A (en) | Engine | |
| RU2478794C2 (en) | Two-shaft piston engine with two-sided working strokes | |
| RU2272198C1 (en) | Device for converting rotation in reciprocation and vice versa | |
| JP2013533436A (en) | Eccentric bearing | |
| FI125503B (en) | Rotary piston engine | |
| RU2370692C1 (en) | Plunger-type reduction gear | |
| RU108531U1 (en) | DEVICE FOR CONVERSION OF ROTARY MOTION TO RETURN-COMMUNICATIVE AND BACKWARD | |
| SU1252578A1 (en) | Three-dimentional cam mechanism | |
| KR100351486B1 (en) | Electric brake device of a car | |
| RU108532U1 (en) | DEVICE FOR CONVERSION OF ROTARY MOTION TO RETURN-COMMUNICATIVE AND BACKWARD | |
| SU1724897A1 (en) | Piston machine | |
| SU1541405A1 (en) | Driving gear ,particularly, of piston-type gaseous refrigeration machine | |
| RU2406884C1 (en) | Electrohydraulic power mini-drive |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110316 |