Волновая зубчатая передача
Волновая передача
— это механизм, в котором движение между звеньями передается перемещением волны деформации гибкого звена. Волновая зубчатая передача (ВЗП) содержит: z1 — гибкое колесо с внешними зубьями, выполненное в виде тонкостенного цилиндра, соединенного с тихоходным валом; z2 — жесткое колесо с внутренними зубьями, соединенное с корпусом; h — генератор волн, состоящий из гибкого подшипника, напрессованного на овальный кулачок (рис. 11.32, а), или из двух больших роликов (дисков), расположенных на эксцентриковом валу.
Генератор волн по большой оси Y выполняют больше диаметра выступов зубьев гибкого колеса на величину 2W0 , а по малой оси X — меньше этого диаметра. При деформации гибкого колеса во время сборки зубья по большой оси генератора входят в зацепление на полную высоту зуба hd. По малой оси зубья перемещаются на величину W к центру и выходят из зацепления. Между этими участками зубья гибкого колеса погружены во впадины жесткого на разную глубину (рис. 1, б).
Рис. 1 Волновая зубчатая передача: а — конструктивная схема; б — процесс деформации гибкого зубчатого венца; в — перемещения зубьев
Необходимое максимальное радиальное перемещение W0 равно полуразности диаметров делительных окружностей:
W0 = О,5(d2 –d1) = 0,5m(z2-z1). (1)
При разности чисел зубьев z2 –
z1 = 2 величина максимальной радиальной деформации
W0 = m. При нарезании колес со смещением величина радиальной деформации находится в пределах 0,94m < W0 < 1,1 m
Цель деформации — получить большое число одновременно зацепляющихся зубьев и повысить нагрузочную способность передачи. Для обеспечения многопарного зацепления выбирают определенной формы кулачок, величину радиальной деформации и геометрию профиля зубьев.
Принцип работы ВЗП можно объяснить на примере силового взаимодействия звеньев (рис. 2). После сборки передачи результирующий вектор сил деформации Fh действует на гибкое колесо по большей оси генератора волн. При повороте генератора волн по часовой стрелке на бесконечно малый угол Δφ вектор результирующих сил поворачивается в ту же сторону, увеличиваясь по модулю ( Fht ). Зубья гибкого колеса, перемещаясь в радиальном направлении на величину ΔW, давят на зубья жесткого колеса с силой Fn по нормали к их профилю. Эта сила раскладывается на окружную Ft2 и радиальную Fr2 . На зуб гибкого колеса действует такая же система сил, но в обратном направлении. Если жесткое колесо закреплено, то под действием сил Ftl гибкое колесо вращается в сторону, обратную вращению генератора. Если закреплено «дно» гибкого колеса (см. рис. 1, а), то под действием сил Ft2 жесткое колесо вращается в сторону вращения генератора волн.
Рассмотрим работу передачи в режиме мультипликатора (ускорителя), когда остановлено «дно» гибкого колеса. При вращении жесткого колеса против часовой стрелки действует система сил в зацеплении, показанная на рис. 2.
На генератор волн в точке контакта по нормали к профилю кулачка давит сила F ≈
Fr1 с плечом е относительно оси вращения О. Момент F*e вращает генератор волн, если угол µ будет больше угла трения.
График радиальных перемещений W точек обода гибкого колеса от угла поворота φ показан на рис. 1, в. Он напоминает волновую функцию. На угол 2π приходится две волны, поэтому передачу называют двухволновой. При вращении генератора волна смещается по контуру гибкого колеса.
При больших передаточных отношениях применяют трехволновые передачи. В этих передачах имеют место большие напряжения изгиба в гибком колесе.
Рис. 11.33. Принцип работы ВЗП
Многопарностъ зацепления определяет все положительные качества этих передач по сравнению с обычными: меньшие массу и габаритные размеры, более высокую кинематическую точность, меньший мертвый ход, меньший шум. Волновые передачи позволяют осуществлять большие передаточные отношения в одной ступени: минимальное — 70 (ограничивается изгибной прочностью гибкого зубчатого венца), максимальное — 300 .320 (ограничиваются минимально допустимой величиной модуля, равной 0,2 .0,15 мм). При этом КПД равен 85 .78 %, как и в планетарных передачах при тех же передаточных отношениях. В режиме мультипликатора КПД 65 .55 %.
К недостаткам ВЗП можно отнести сложность изготовления колес мелких модулей (0,15 .2 мм), сложность изготовления гибких тонкостенных колес (требуется специальная технологическая оснастка), ограниченные частоты вращения генератора волн из-за возникновения вибраций.
Другие статьи по теме
Кинотеатр на 720 мест широкоэкранный
Краткая
характеристика.
Широкоэкранный кинотеатр, вместимостью 720 мест предназначен для
демонстрирования широкоэкранных, обычных, кашетированных фильмов.
По архитектурно-строительны ...
Электроснабжение участка шахты
Угольная
промышленность — одна из ведущих отраслей народного хозяйства. Уголь широко
используется во всех отраслях промышленности.
В
"Основных - направлениях экономического и социального развития на
1981-1985 годы и на п ...