Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Қозғалтқыштан айналым күшінің тікелей берілуі, аралық беріліссіз
Transmission of torque from motor to output without gearing
Тікелей жетекті механизм – бұл қозғалтқыштан күш немесе айналым күші (мысалы, көлік құралының жетек дөңгелектері) тікелей атқарушы құрылғыға (жетек дөңгелектері сияқты) аралық байланыстарды – мысалы, беріліс қорабын немесе белдік – пайдаланбай берілетін механизм конструкциясы.
A direct drive mechanism is a mechanism design where the force or torque from a prime mover is transmitted directly to the effector device (such as the drive wheels of a vehicle) without involving any intermediate couplings such as a gear train or a belt.
Тарих
19 ғасырдың соңы мен 20 ғасырдың басында, кейбір алғашқы локомотивтер мен автомобильдер жоғары жылдамдықтарда тікелей жетекті берілістерді пайдаланды. 1980 жылдары сирек кездесетін жердің магниттік материалдарын қолдану арқасында өнеркәсіптік манипуляторлар үшін тікелей жетекті механизмдерді жасау мүмкін болды. Бүгінде ең көп қолданылатын магниттер неодим магниттері болып табылады.
In the late 19th century and early 20th century, some of the earliest locomotives and cars used direct drive transmissions at higher speeds. Direct drive mechanisms for industrial arms began to be possible in the 1980s, with the use of rare earth magnetic materials. Today the most commonly used magnets are neodymium magnets.
Дизайн
Тікелей жетекті жүйелер тегіс айналу моментін беру және дерлік нөлдік кері байланыспен сипатталады. Тікелей жетекті жүйенің басты артықшылықтары – тиімділікті арттыру (жетек компоненттерінен қуат шығындарын азайту арқылы) және аз қозғалмалы бөліктері бар қарапайым конструкция болуы. Басты артықшылықтарға сонымен қатар кең жылдамдық диапазонында жоғары айналу моментін беру мүмкіндігі, жылдам жауап беру, дәл позициялау және төмен инерция жатады. Басты кемшілігі – төмен айналымдарда жоғары айналу моментін қамтамасыз ету үшін арнайы электр қозғалтқышының қажет болуы. Көп жылдамдықты беріліске қарағанда, қозғалтқыш әдетте жүйе үшін кішкентай шығыс жылдамдықтары диапазонында (мысалы, автокөлік жағдайында жол жылдамдықтары) өзінің оңтайлы қуат диапазонында жұмыс істейді. Тікелей жетекті механизмдерге де дәл басқару механизмі қажет. Жылдамдықты төмендетуге арналған жоғары жылдамдықты қозғалтқыштардың салыстырмалы түрде жоғары инерциясы бар, бұл шығыс қозғалысын тегістеуге көмектеседі. Көптеген қозғалтқыштар позициялық айналу моменті толқынын көрсетеді, ол «тісті айналу моменты» деп аталады. Жоғары жылдамдықты қозғалтқыштарда бұл әсер әдетте елеусіз, өйткені оның жиілігі жүйелік өнімділікке маңызды әсер ету үшін тым жоғары; тікелей жетекті құрылғылар бұл құбылыстан көбірек зардап шегеді, егер қосымша инерция қосылмаса (мысалы, инерциялық дөңгелек арқылы) немесе жүйе әсерге қарсы белсенді түрде кері байланыс қолданбаса.
Direct drive systems are characterized by smooth torque transmission, and nearly zero backlash. The main benefits of a direct drive system are increased efficiency (due to reduced power losses from the drivetrain components) and being a simpler design with fewer moving parts. Major benefits also include the ability to deliver high torque over a wide range of speeds, fast response, precise positioning, and low inertia. The main drawback is that a special type of electric motor is often needed to provide high torque outputs at low rpm. Compared with a multi speed transmission, the motor is usually operating in its optimal power band for a smaller range of output speeds for the system (e. g., road speeds in the case of a motor vehicle). Direct drive mechanisms also need a more precise control mechanism. High speed motors with speed reduction have relatively high inertia, which helps smooth the output motion. Most motors exhibit positional torque ripple known as cogging torque. In high speed motors, this effect is usually negligible, as the frequency at which it occurs is too high to significantly affect system performance; direct drive units will suffer more from this phenomenon unless additional inertia is added (i. e. by a flywheel) or the system uses feedback to actively counter the effect.
Қолданбалар
Тікелей жетекті механизмдер төмен жылдамдықта жұмыс істейтін (мысалы, граммофондар, телескоптар, бейне ойындардың рульдік дөңгелектері және дискісіз жел турбиналары) және жоғары жылдамдықта жұмыс істейтін (мысалы, желдеткіштер, компьютерлік қатты дискілер, бейнежазғыштардың бастары, тігін машиналары, CNC станоктары және кір жуатын машиналар) қолданыстарда қолданылады. Кейбір электрлік пойыз локомотивтері тікелей жетекті механизмдерді пайдаланған, мысалы, 1919 жылғы Milwaukee Road EP 2 класы және 2007 жылғы East Japan Railway Company E331 класы. 19 ғасырдың соңындағы бірнеше автомобильдер, сондай-ақ 2000 жылдардың басындағы кейбір концепт-карлар тікелей жетекті дөңгелек орталықтарындағы электрмоторларды қолданды; алайда, қазіргі заманғы электрлік автомобильдердің көпшілігі осьтер арқылы дөңгелектерге қуат беруге арналған ішкі электрмоторларды пайдаланады. Кейбір автомобиль өндірушілері өздерінің бірегей тікелей жетекті берілістерін жасауға қол жеткізді, мысалы, Кристиан фон Кенигсегг Koenigsegg Regera үшін ойлап тапқан беріліс.
Direct drive mechanisms are used in applications ranging from low speed operation (such as phonographs, telescope mounts, video game racing wheels and gearless wind turbines) to high speeds (such as fans, computer hard drives, VCR heads, sewing machines, CNC machines and washing machines.) Some electric railway locomotives have used direct drive mechanisms, such as the 1919 Milwaukee Road class EP 2 and the 2007 East Japan Railway Company E331. Several cars from the late 19th century used direct drive wheel hub motors, as did some concept cars in the early 2000s; however, most modern electric cars use inboard motor(s), where drive is transferred to the wheels, via the axles. Some automobile manufacturers have managed to create their own unique direct drive transmissions, such as the one Christian von Koenigsegg invented for the Koenigsegg Regera.