stringtranslate.com

Механизм прямого привода

Механизм прямого привода — это конструкция механизма , в которой сила или крутящий момент от первичного двигателя передаются непосредственно на исполнительное устройство (например, ведущие колеса транспортного средства ) без участия каких-либо промежуточных соединений , таких как зубчатая передача или ремень . [1] [2] [3] [4]

История

В конце 19-го и начале 20-го веков некоторые из первых локомотивов и автомобилей использовали трансмиссии с прямым приводом на более высоких скоростях. [5] [6] Механизмы прямого привода для промышленного оружия стали возможны в 1980-х годах с использованием редкоземельных магнитных материалов . [1] Первый рычаг с прямым приводом был построен в 1981 году в Университете Карнеги-Меллон . [7] Сегодня наиболее часто используемыми магнитами являются неодимовые магниты . [8]

Дизайн

Системы с прямым приводом характеризуются плавной передачей крутящего момента и практически нулевым люфтом . [9] [10] [11] Основными преимуществами системы с прямым приводом являются повышенная эффективность (из-за снижения потерь мощности в компонентах трансмиссии) и более простая конструкция с меньшим количеством движущихся частей . К основным преимуществам также относятся способность обеспечивать высокий крутящий момент в широком диапазоне скоростей, быстрый отклик, точное позиционирование и низкая инерция . [12] [13]

Основным недостатком является то, что для обеспечения высокого крутящего момента при низких оборотах часто требуется специальный тип электродвигателя . По сравнению с многоскоростной коробкой передач двигатель обычно работает в оптимальном диапазоне мощности для меньшего диапазона выходных скоростей системы (например, скоростей движения в случае автомобиля).

Механизмы прямого привода также нуждаются в более точном механизме управления. Высокоскоростные двигатели с понижением скорости имеют относительно высокую инерцию, что помогает сглаживать выходное движение. Большинство двигателей демонстрируют позиционную пульсацию крутящего момента , известную как зубцовый крутящий момент . В высокоскоростных двигателях этот эффект обычно незначителен, поскольку частота, при которой он возникает, слишком высока, чтобы существенно повлиять на производительность системы; агрегаты с прямым приводом будут больше страдать от этого явления, если не будет добавлена ​​дополнительная инерция (например, с помощью маховика ) или система не использует обратную связь для активного противодействия этому эффекту.

Приложения

Механизмы с прямым приводом используются в приложениях, начиная от работы на низкой скорости (например, фонографы , крепления для телескопов , гоночные колеса для видеоигр и безредукторные ветряные турбины ) [14] [15] [16] до высоких скоростей (например, вентиляторы , жесткие диски компьютеров). , головки видеомагнитофонов , швейные машины , машины с ЧПУ и стиральные машины .)

В некоторых электрожелезнодорожных локомотивах использовались механизмы с прямым приводом, например, Milwaukee Road класса EP-2 1919 года и East Japan Railway Company E331 2007 года . В нескольких автомобилях конца 19 века использовались мотор-колеса с прямым приводом , как и в некоторых концепт-карах начала 2000-х годов; однако в большинстве современных электромобилей используются встроенные двигатели, в которых привод передается на колеса через оси . [17] [18]

Некоторым автопроизводителям удалось создать свои собственные уникальные трансмиссии с прямым приводом, например ту, которую Кристиан фон Кенигсегг изобрел для Koenigsegg Regera . [19]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ ab Асада, Х., и Канаде, Т. (1983) Проектирование механических рычагов с прямым приводом в журнале «Вибрация, акустика, напряжение и надежность в дизайне» , том 105, выпуск 3, стр. 312-316.
  2. ^ «Авторемонт - техническое обслуживание, устранение неисправностей и смета ремонта автомобиля» .
  3. ^ «Почему двухскоростная трансмиссия Porsche Taycan EV имеет большое значение» .
  4. ^ «Что такое двигатель с прямым приводом | Электрические крутящие машины» . Архивировано из оригинала 10 ноября 2018 г.
  5. ^ П. Рэнсом-Уоллис (2001) Иллюстрированная энциклопедия мировых железнодорожных локомотивов, стр.63
  6. ^ Рой В. Райт (редактор) (1938) Локомотивная энциклопедия американской практики, раздел 16 «Дизельные локомотивы», 10-е издание, Ассоциация американских железных дорог - механическое подразделение, стр.973
  7. ^ Байчун Чжан, Марко Чеккарелли (ред.) Исследования в области истории и наследия машин и механизмов , стр.292
  8. ^ «Что такое сильный магнит?». Блог по магнитным вопросам . Адамс Магнитные продукты. 5 октября 2012. Архивировано из оригинала 26 марта 2016 года . Проверено 12 октября 2012 г.
  9. ^ Бруно Сицилиано, Усама Хатиб (ред., 2008) Справочник Springer по робототехнике , стр.80
  10. ^ Robotics Technology Abstracts, Volume 4, Cranfield Press, 1985, стр.362, цитата: «Прямой привод. Прямое соединение двигателей полностью исключает люфт»
  11. ^ Совет по апелляциям по контрактам вооруженных сил США (1966) Решения Совета по апелляциям по контрактам, том 66, выпуск 1, стр.764, опубликовано Commerce Clearing House
  12. ^ Удай Шанкер Диксит, Манджури Хазарика, Дж. Пауло Давим (2016) Краткая история машиностроения , глава 7 «История мехатроники», стр. 160-161
  13. ^ Машины и приводы электромобилей KT Chau: проектирование, анализ и применение, глава 8 «Двигатели с верньером на постоянных магнитах», стр. 227
  14. ^ «Подробная информация Fanatec об их (так в оригинале) колесе с прямым приводом - Inside Sim Racing» . 4 июня 2017 г.
  15. ^ Патель, Прачи. «GE захватывает безредукторные ветряные турбины». Обзор технологий (MIT). Архивировано из оригинала 31 января 2012 года . Проверено 7 апреля 2011 г.
  16. ^ Дворжак, Пол. «Турбине с прямым приводом не нужен редуктор». Ветроэнергетика. Архивировано из оригинала 21 февраля 2017 года . Проверено 7 апреля 2011 г.
  17. ^ «Мотор-колесо» . Ниссан Мотор Корпорейшн. Архивировано из оригинала 4 апреля 2015 г. Проверено 9 июля 2021 г.
  18. ^ «Как работают полностью электрические автомобили?». Центр данных по альтернативным видам топлива . Министерство энергетики США. Архивировано из оригинала 30 сентября 2016 г. Проверено 9 июля 2021 г.
  19. ^ «Koenigsegg создает новое поколение гипергибридов с бестрансмиссионной Regera мощностью 1500 л.с.» . Новый Атлас . 17 марта 2015 г. Архивировано из оригинала 12 августа 2016 г. Проверено 3 мая 2021 г.