Механизм прямого привода
 | Эта статья нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( январь 2010 г. ) |
Механизм с прямым приводом — это механизма конструкция 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
[ редактировать ]В конце 19-го и начале 20-го века 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 благодаря использованию редкоземельных магнитных материалов . [1] Первый рычаг с прямым приводом был построен в 1981 году в Университете Карнеги-Меллон . [7] Сегодня наиболее распространенными магнитами являются неодимовые магниты . [8]
Дизайн
[ редактировать ]Системы с прямым приводом характеризуются плавной передачей крутящего момента и практически нулевым люфтом . [9] [10] [11] Главный [ нужна ссылка ] Преимуществами системы с прямым приводом являются повышенная эффективность (за счет снижения потерь мощности на 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]
часто требуется специальный тип электродвигателя Основным недостатком является то, что для обеспечения высокого крутящего момента при низких оборотах . 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 пострадают от этого явления больше, если не будет добавлена дополнительная инерция (например, с помощью маховика ) или система не использует обратную связь для активного противодействия этому эффекту.
Приложения
[ редактировать ]Механизмы с прямым приводом используются в приложениях, начиная от работы на низких скоростях (например, в фонографах , креплениях для телескопов , гоночных рулях для видеоигр и безредукторных ветряных турбинах ). [14] [15] [16] на высоких скоростях (например , вентиляторы , жесткие диски компьютеров , головки видеомагнитофонов , швейные машины , станки 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]
См. также
[ редактировать ]- Ременная передача
- Цепной привод
- Гоночный руль с прямым приводом
- Приводной вал
- Бесступочное колесо
- Линейный двигатель
- Индивидуальный привод колес
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б 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.
- ^ «Авторемонт – техническое обслуживание, устранение неисправностей и смета ремонта автомобилей» .
- ^ «Почему двухскоростная коробка передач Porsche Taycan EV так важна» .
- ^ «Что такое двигатель с прямым приводом | Моментные электрические машины» . Архивировано из оригинала 10 ноября 2018 г.
- ^ П. Рэнсом-Уоллис (2001) Иллюстрированная энциклопедия мировых железнодорожных локомотивов , стр.63
- ^ Рой В. Райт (редактор) (1938) Локомотивная энциклопедия американской практики , раздел 16 «Дизельные локомотивы», 10-е издание, Ассоциация американских железных дорог - механическое подразделение, стр.973
- ^ Байчунь Чжан, Марко Чеккарелли (ред.) Исследования в области истории и наследия машин и механизмов , стр.292
- ^ «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.
- ^ Бруно Сицилиано, Усама Хатиб (ред., 2008) Справочник Springer по робототехнике , стр.80
- ^ Robotics Technology Abstracts , Том 4, Cranfield Press, 1985, стр.362, цитата: «Прямой привод. Прямое соединение двигателей полностью исключает люфт»
- ^ Решения Совета по апелляциям по контрактам вооруженных сил США (1966) , Решения Совета по апелляциям по контрактам , том 66, выпуск 1, стр.764, опубликовано Commerce Clearing House
- ^ Удай Шанкер Диксит, Манджури Хазарика, Дж. Пауло Давим (2016) Краткая история машиностроения , глава 7 «История мехатроники», стр. 160-161
- ^ KT Chau Машины и приводы электромобилей : проектирование, анализ и применение , глава 8 «Двигатели с вернье на постоянных магнитах», стр. 227
- ^ «Подробная информация Fanatec об их (так в оригинале) колесах с прямым приводом — Inside Sim Racing» . 4 июня 2017 г.
- ^ Патель, Прачи. «GE захватывает безредукторные ветряные турбины» . Обзор технологий (MIT). Архивировано из оригинала 31 января 2012 года . Проверено 7 апреля 2011 г.
- ^ Дворжак, Пол. «Турбине с прямым приводом не нужен редуктор» . Ветроэнергетика. Архивировано из оригинала 21 февраля 2017 года . Проверено 7 апреля 2011 г.
- ^ «Мотор-колесо» . Ниссан Мотор Корпорейшн. Архивировано из оригинала 4 апреля 2015 г. Проверено 9 июля 2021 г.
- ^ «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.
- ^ «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.