ЭЛЕКТРОПРИВОД
ELECTRIC DRIVE

Изобретение относится к деталям машин и может быть использовано в качестве приводов автоматики изделий авиационной и ракетной техники.
Известен электропривод, содержащий корпус, установленные внутри него на двух подшипниках выходной вал и электродвигатель, а также волновую зубчатую передачу, жесткое колесо которой жестко связано с выходным валом, генератор волн, установленный на выходном валу, связанный с электродвигателем через промежуточную передачу (патент РФ №2136986, по кл. F16H 1/00, 1999 г.). Недостатком такого электропривода являются его низкая вибропрочность из-за значительных осевых габаритов.
Этого недостатка лишен электропривод, содержащий корпус, размещенные внутри него жестко зафиксированный на плате электродвигатель с шестерней на его валу и цилиндрический зубчатый редуктор из n (n=2 в данной конструкции) установленных на подшипниках валов, последний из которых является выходным валом электропривода и выступает из корпуса одним своим концом, а зубчатое колесо первого введено в зацепление с шестерней вала электродвигателя, при этом выходной вал снабжен зубчатым колесом, а каждый из прочих валов снабжен зубчатым колесом и шестерней, выбранный в качестве прототипа (патент РФ №2209496 по кл. H01Q 3/08, 2003 г., нижний привод по рис.1).
Недостатком такого электропривода являются низкое значение передаточного отношения, что вызвано расположением всего редуктора между торцовой стенкой корпуса и платой. Расположение выходного вала электропривода по центру редуктора накладывает жесткие ограничения на передаточное число каждой ступени редуктора, т.к. диаметр зубчатых колес этих ступеней ограничен расстоянием между стенкой корпуса и выходным валом. Поэтому увеличение передаточного отношения в электроприводе-прототипе возможно только за счет увеличения радиальных габаритов его корпуса, что часто неприемлемо для агрегатов авиационной и, особенно, ракетно-космической техники.
Техническим результатом, достигаемым заявленным изобретением, является повышение передаточного отношения электропривода без увеличения радиальных габаритов.
Технический результат достигается тем, что в известном электроприводе, содержащем корпус, размещенные внутри него жестко зафиксированный на плате электродвигатель с шестерней на его валу и цилиндрический зубчатый редуктор из n (n=2, 3 и т.д.) установленных на подшипниках валов, последний из которых является выходным валом электропривода и выступает из корпуса одним своим концом, а зубчатое колесо первого введено в зацепление с шестерней вала электродвигателя, при этом выходной вал снабжен зубчатым колесом, а каждый из прочих валов снабжен зубчатым колесом и шестерней, согласно изобретению, между корпусом и платой размещен неподвижно закрепленный на корпусе подшипниковый щит, один из подшипников первого вала установлен в плате, один из подшипников каждого из остальных валов установлен в корпусе, а другой из подшипников каждого вала установлен в подшипниковом щите, при этом шестерня вала электродвигателя обращена в сторону, противоположную выходному валу электропривода, а расстояние от подшипникового щита до ближайшего к нему торца зубчатого колеса первого вала больше расстояния от подшипникового щита до противоположного выступающему конца выходного вала.
На иллюстрации приведен пример конкретного исполнения электропривода, продольный разрез.
Электропривод содержит корпус 1 с установленной в нем платой 2. Внутри корпуса 1 размещен жестко зафиксированный на плате 2 электродвигатель 3 с шестерней 4 на его валу и цилиндрический зубчатый редуктор 5 из n (n в данном примере конкретного исполнения равно 3) установленных на подшипниках валов: первый вал 6 установлен на подшипниках 7 и 8, второй вал 9 - на подшипниках 10 и 11 и третий, он же последний, вал 12 - на подшипниках 13 и 14. Последний вал 12 является выходным валом электропривода и выступает из корпуса 1 одним своим концом 15, а зубчатое колесо 16 первого вала 6 введено в зацепление с шестерней 4 вала электродвигателя 3. Выходной вал 12 снабжен зубчатым колесом 17 (в данном примере конкретного исполнения - в виде зубчатого сектора, являющегося частным случаем зубчатого колеса), а каждый из прочих валов снабжен зубчатым колесом и шестерней: вал 6 - зубчатым колесом 16 и шестерней 18, вал 9 - зубчатым колесом 19 и шестерней 20. Между корпусом 1 и платой 2 размещен неподвижно закрепленный на корпусе 1 подшипниковый щит 21. Один из подшипников (подшипник 7) первого вала 6 установлен в плате 2, один из подшипников каждого из остальных валов (подшипник 11 вала 9 и подшипник 14 вала 12) установлен в корпусе 1. Другой из подшипников каждого вала (подшипники 8, 10 и 13) установлен в подшипниковом щите 21, при этом шестерня 4 вала электродвигателя 3 обращена в сторону, противоположную выходному валу электропривода 12. Расстояние L от подшипникового щита 21 до ближайшего к нему торца 22 зубчатого колеса 16 первого вала 6 больше расстояния Q от подшипникового щита 21 до противоположного выступающему 15 конца 23 выходного вала. На выходном валу 12 установлена также контактная группа 24 с контактными пружинами 25. Корпус 1 закрыт крышкой 26. Провода от электродвигателя 3 и контактных пружин 25 присоединены к электрическим соединителям, установленным в корпусе 1 (не показаны).
Электропривод работает следующим образом: при подаче через один из электрических соединителей питающего напряжения на электродвигатель 3 вращается вал электродвигателя с шестерней 4. Далее вращающий момент через зубчатое колесо 16, шестерню 17 вала 6 передается на зубчатое колесо 19 и шестерню 20 вала 9 и далее через зубчатое колесо (сектор) 17 на последний (выходной) вал 12. При этом вращается также контактная группа 24, установленная на валу 12, что приводит к изменению сигналов, снимаемых с контактной группы контактными пружинами 25 при переходе с проводящих участков дисков контактной группы 24 на непроводящие. Таким образом формируется сигнал обратной связи по положению выходного вала 12. Поскольку диапазон угла поворота выходного вала приводов автоматики изделий авиационной и ракетной техники обычно лежит в диапазоне от 120° до 180°, то в данном примере конкретного исполнения в качестве зубчатого колеса 17 использован зубчатый сектор, с целью снижения габаритно-массовых характеристик, однако может быть использовано, при необходимости, и полноразмерное зубчатое колесо, что и отражено в формуле изобретения.
В результате использования изобретения достигается существенное увеличение передаточного отношения электропривода без увеличения радиальных габаритов за счет того, что зубчатое колесо 16 первого вала редуктора вынесено из зоны расположения выходного вала 12 (условие L>Q), что существенно увеличивает возможный диаметр этого колеса и, соответственно, передаточное отношение первой ступени редуктора (более чем вдвое). При неизменных значениях передаточных чисел последующих ступеней редуктора электропривода также возрастет и общее передаточное отношение электропривода. Указанные преимущества позволяют рекомендовать заявленное техническое решение к использованию в изделиях авиационной и космической техники.