Волновые передачи

Волновыми называют передачи, основанных на принципе преобразо-вания параметров движения за счет волнового деформирования одного из звеньев механизма.

Схема волнового переда-

чи представлена на рис.7.3.1.                                

Передача состоит из 3 ^х эле-

ментов: F – гибкое колесо;

С  – жесткое колесо; Н – Рис.7.3.1.Схема фрикционной волновой передачи

волновой генератор (водило). Наружный диаметр гибкого колеса d_F меньше внутреннего диаметра жесткого колеса d_C, т. е. d_C - d_F = 2w_о.                 (7.3.1)

В конструкции гибкое колесо выполнено в виде конического кольца, пере-ходящего в гибкий цилиндр. В передаче по варианту Ι с ведомым валом соеди-нено жесткое колесо С, по варианту ΙΙ – жесткое колесо F. В варианте Ι левый недеформированный конец гибкого цилиндра жестко присоединен к корпусу. С правого конца в цилиндр вставлено водило Н с двумя роликами. Наружный ди -аметр по роликам больше внутреннего диаметра цилиндра на 2w_о, что и дефор-

мирует правую часть цилиндра. При этом сдеформированное в сопряжении с роликами гибкое колесо прижимается к внутренней цилиндрической поверхно-сти жесткого колеса С с силой достаточной для передачи передачи окружного усилия за счет сил трения сцепления. При вращении водила волна – деформа-ции «бежит»по окружности гибкого колеса.

Вращение водила (генератора) вызывает вращение жесткого диска с угловой скоростью ω_с (по варианту Ι) или гибкого колеса – цилиндра с угловой скорос-тью ω_F (по варианту ΙΙ).

    Передаточное отношение такой волновой передачи:

        по варианту Ι   i^F_HC = d_C/(2ω_o);                                                   (7.3.2)

        по варианту ΙΙ  i^c_НF = d_F/(2ω_o).                                                    (7.3.3)

Волновые передачи имеют меньшие габариты и вес, чем обычные зубчатые                                            

и зубчато – планетарные передачи при тех же передаточных отношениях и передаваемой мощности, обладают высокой кинематической точностью, хоро-шей демфирующей способностью, бесшумностью, возможностью обеспечения большими передаточными отношениями одной ступени (60… 300 при зубчатых колесах из стали).

К недостаткам можно отнести:

- ограниченные частоты вращения генератора (при больших диаметрах колес);

- ограничение модулей колес (до 2 мм);

- сложность и дороговизна изготовления.

Развитием фрикционной волновой передачей является зубчато – волновая

передача с кулачковым генератором (рис.7.3.2).

Кулачок 3 генератора  выполнен

по форме деформированного

гибкого колеса 1. Для уменьше-

ния трения между кулачком 3 и  

гибким колесом 1 располага-

ется тела качения 6 (специаль-

ный шарикоподшипник с гиб-

кими кольцами). Кулачек 3 мо- Рис.7.3.2. Схема зубчато – волновой передачи

жет быть выполнен с двумя или четырьмя овальными поверхностями (т.е. с     

двумя или с четырьмя сосредоточенными силами – двух или четырех волновое деформирование гибкого колеса). При вращении кулачка 3 сосредоточенные силы, возникающие в по оси сопряжения овалов кулачка с подшипником 6 деформируют гибкое колесо 1, часть зубья которого входит в зацепление с зубьями центрального колеса 2 и волны деформирования гибкого колеса формируют вращательное движение самого гибкого колеса и его цилиндрической правой части с с торцем 5 и далее выходного вала 4.      

Передаточное отношение волновой передачи (рис.7.3.2)

                                        i = n_o/n₁ = z₁/(z₂ – z₁)*. 

              

 *Разность числа зубьев гибкого и жесткого колес должна быть равна или кратной числу волн (овальных выступов).

Чаще всего используют зубчато – волновые передачи с передаточным отно-шение i = 8…250 c к.п.д. 0,8…0,9 (для волновой передачи с двумя зацеплениями i ≥ 3000 c к.п.д. ≈ 0,03).

В настоящее время применяются зубчато – волновые передачи с частотой вращения входного вала до 3500 об/мин (с принудительным охлаждением) и передаваемой мощностью 0,1…50 кВт

Основными критериями работоспособности волновых передач являются:

- прочность гибкого колеса;

- прочность тел качения генератора (подшипника); 

- жесткость генератора и жесткого колеса;

- износ зубьев гибкого и жесткого колес.

Пример. Определить передаточное отношение зубчато – волновой передачи

(рис.7.3.2.) при числе овалов на кулачке 2, числе зубьев на гибком колесе Z₁ = 116, числе зубьев на центральном колесе Z₂ = 120.

Согласно формулы (7.3.2) i = n_o/n₁ = z₁/(z₂ – z₁) = 116/(120 – 116) = 29.

Видеофильмы:http://www._youtu2be.com/watch?v=…

  1…Q0tgMTxzT1w-Волновые зубчатые передачи.

  2…907iUc-Работа волнового редуктора.

                                       

Вопросы для самоподготовки:

1.Основные достоинства и недостатки волновых передач?

2.Принцип образования волны деформирования?

3.Какие факторы оказывают влияние на долговечность работы волновой передачи?

4.Где можно рекомендовать применение волновой передачи?