МАГНИТНАЯ ПЕРЕДАЧА
MAGNETIC TRANSMISSION

Изобретение относится к механизмам передачи вращательного движения и может быть применено в муфтах, редукторах и мультипликаторах.
Известны редукторы по АС СССР №211573, содержащие ведущую и ведомую шестерни, имеющие элементы для передачи крутящего момента (зубья), равномерно размещенные на их боковых поверхностях.
Недостатки: низкая надежность, обусловленная общими недостатками всех зубчатых передач, а именно поломки зубьев при ударных нагрузках, износ зубьев, потребность в смазке.
Известен магнитная муфта-редуктор по АС СССР №1113869, МПК H02K 49/70, опубл. 15.09.1974 г. Магнитная муфта-редуктор содержит ротор с постоянными магнитами на наружной поверхности, герметизирующий стакан и обойму, концентрично установленные с зазором друг относительно друга, с зубцами на внутренней поверхности, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности, она снабжена набором постоянных магнитов на зубцах упомянутой обоймы и на наружной поверхности герметизирующего стакана, причем магниты обоймы и стакана обращены друг к другу разноименными полюсами, а количество магнитов на герметизирующем стакане превышает количество магнитов на зубцах на величину, кратную числу полюсов магнита ротора.
Недостаток - сложность конструкции.
Известна магнитная муфта-редуктор по АС СССР №1449737, МПК F16D 27/01, опубл. 07.09.1989 г.
Муфта-редуктор включает ведущий вал. На нем жестко закреплены постоянный магнит и дисковый магнитопровод с числом групп торцовых зубцов, равным числу полюсов. Между торцовыми зубцами размещены магнитоизолированный стакан и немагнитная ведомая втулка. В стакане - продольные пазы, которые заполнены магнитопроводящим материалом. Зубцы втулки выполнены из магнитопроводящего материала.
Недостаток - сложность конструкции.
Известна магнитная передача, содержащая соосно установленные ведущий и ведомые валы, закрепленный на ведущем валу ведущий элемент, выполненный в виде многополосного постоянного магнита, одноименные полюса которого расположены на его диаметрально противоположных сторонах, расположенный концентрично ему кольцевой элемент из немагнитного материала со сквозными радиальными пазами, заполненными магнитопроводящим материалом, и охватывающий последний зубчатый элемент, число зубьев которого отлично от числа пазов кольцевого элемента на число полюсов ведущего.
Зубчатый элемент выполнен в виде постоянного магнита, намагниченного в радиальном направлении, и закреплен на ведомом валу, а кольцевой элемент установлен неподвижно АС СССР №675233, МПК F16Y 1/06.
Недостатки этой передачи - ограниченный диапазон передаточного числа и сложность получения высоких передаточных чисел из-за необходимости изготовления зубчатого элемента со значительным числом зубьев.
Известен магнитный редуктор по патенту РФ на изобретение №2082042, МПК F16H 1/06, опубл. 20.06.1997 г, прототип.
Этот магнитный редуктор содержит корпус, в котором на подшипниках установлены ведущий вал с ведущим элементом, промежуточный вал с зубчатым элементом и дополнительным ведущим элементом и ведомый вал с дополнительным зубчатым элементом. Основной и дополнительный кольцевые элементы смонтированы неподвижно внутри корпуса.
Недостатки - ограничение передаваемой мощности и проскальзывание в передаче при возрастании нагрузки на выходном валу.
Задачи создания изобретения - обеспечение передачи большей мощности без смазки редуктора.
Решение указанных задач достигнуто в магнитной передаче, содержащей ведомый и ведущий валы, на которых установлены соответственно ведомый и ведущий диски из магнитопроницаемого материала с постоянными магнитами, установленными с одинаковым шагом по периферии, тем, что согласно изобретению постоянные магниты, по меньшей мере одного диска выполнены трапециевидной формы и установлены в трапециевидных полостях, выполненных в цилиндре с зазором. Постоянные магниты трапециевидной формы могут быть установлены на осях. Полости зазоров могут быть заполнены смазывающей жидкостью. Ведущий и ведомый валы могут быть установлены параллельно. Продольные оси ведущего и ведомого валов могут быть выполнены соосно.
Сущность изобретения поясняется на чертеже фиг.1…6, где:
на фиг.1 приведена схема магнитной передачи,
на фиг.2 приведена конструкция передачи с внутренним зацеплением,
на фиг.3 приведен разрез А-А,
на фиг.4 и 5 приведена схема установки постоянных магнитов 5 с зазором,
на фиг.6 поясняется работа магнитной передачи (редуктора).
Магнитная передача фиг.1…6 содержит ведомый вал 1, на котором установлен ведомый диск 2, ведущий вал 3, на котором установлен ведущий диск 4.
Оси валов 1 и 3 или параллельны, или они выполнены соосно. На периметру дисков 2 и 4 внутри них установлены постоянные магниты 5. Постоянные магниты по меньшей мере на одном диске выполнены трапециевидной формы, намагничены в радиальном направлении и установлены в полостях 6 трапециевидной формы с зазорои 7. Постоянные магниты 5 трапециевидной формы могут быть установлены на осях 8. Между дисками 2 и 4 выполнен зазор. Диски 2 и 4 выполнены из магнитопроницаемого материала.
Постоянные магниты 5 на другом диске могут быть выполнены и установлены или трапациевидной, или цилиндрической формы. Полости зазоров 7 могут быть заполнены смазкой. Валы 1 и 3 установлены на подшипниках 9. Все детали передачи выполнены в корпусе 10.
Ориентация полюсов постоянных магнитов 5 в дисках 2 и 4 противоположная (фиг.6) для обеспечения сцепления дисков 2 и 4 при отсутствии на них зубьев или контакта.
При работе предложенной магнитной передачи (фиг.6) в передаче момента от диска 2 к ведомому диску 4 активно участвуют не только одна пара постоянных магнитов 5, но и соседние пары постоянных магнитов 5, которые поворачиваются разноименными магнитными полюсами навстречу друг другу, и образуя прямые магнитные линии 11. При этом для удаленных магнитов магнитные линии не замыкаются или их длина получается очень большой - магнитные линии 12 и не влияют на работу передачи. В результате предложенная передача может передавать момент на 30…50% больше, чем если бы постоянные магниты были бы закреплены жестко.
В отличие от зубчатого зацепления в передаче отсутствует механический контакт, это дает ряд преимуществ:
- при резком возрастании нагрузки на потребителе энергии происходит проскальзывание вращения ведущей шестерни 1 относительно ведомой шестерни 2. При этом в связи с отсутствием зубьев они не разрушаются;
- отпадает необходимость смазки передачи и подшипников;
- смягчаются ударные нагрузки при работе;
- повышается надежность;
- увеличивается ресурс работы устройства;
- обеспечивается работоспособность устройства при любых условиях: в вакууме, например в космосе, при высоком давлении окружающей среды, например под водой, и в агрессивных средах: кислотных, щелочных и средах, содержащих абразивные частицы. Это обеспечивается абсолютной герметичностью корпуса и отсутствием уплотнений по вращающимся деталям.
Применение изобретения позволило повысить передаваемый крутящий момент.