🗊Презентация Планетарные и волновые передачи

Волновые передачи. Волновые передачи. Определение: Волновыми называют механические передачи, включающие контактирующие между собой гибкое и жёсткое звенья и обеспечивающие передачу и преобразование движения за счёт деформирования гибкого звена. В технике применяется несколько видов волновых передач: 1) винтовые волновые передачи, предназначенные для преобразования вращательного движения в поступательное и/или для передачи этого движения в загерметезированное пространство; 2) фрикционные волновые передачи, предназначенные для преобразования (чаще всего сильного редуцирования) вращательного движения и/или для передачи этого движения в загерметезированное пространство, и 3) зубчатые волновые передачи, имеющие аналогичное фрикционным предназначение, но способные передавать существенно большие мощности. Принцип использования волновой деформации для передачи и преобразования движения был предложен инженером А.И. Москвитиным в 1944 году для фрикционной передачи, а в 1959 году в США был выдан патент Уолтону Массеру (Walton Musser) на зубчатую волновую передачу. В качестве силовых передач нашли применение главным образом зубчатые волновые передачи, которые и будут рассмотрены в настоящей лекции.

В большинстве известных конструкций гибким является колесо с внешним зубчатым венцом, а жёсткое колесо снабжено внутренними зубьями (рис. 8.3). Такая волновая передача включает 3 основных звена: гибкое 1 и жёсткое 2 колёса и генератор волн H. В большинстве известных конструкций гибким является колесо с внешним зубчатым венцом, а жёсткое колесо снабжено внутренними зубьями (рис. 8.3). Такая волновая передача включает 3 основных звена: гибкое 1 и жёсткое 2 колёса и генератор волн H.

Достоинства волновых передач: Достоинства волновых передач: 1. большое передаточное число (до 320, а в некоторых случаях и более); 2. большое число зубьев, одновременно находящихся в зацеплении (обычно от 40 до 80%) и большая нагрузочная способность – масса волнового редуктора меньше массы планетарного той же мощности, а объём может составлять около 30% от объёма последнего; 3. высокая кинематическая точность вследствие многозонности и многопарности зацепления; 4. высокий КПД, при больших передаточных числах превышающий КПД планетарных передач; 5. отсутствие поперечных нагрузок на валах вследствие симметричности конструкции; 6. возможность передачи движения в герметизированное пространство; 7. низкий уровень шума; 8. возможность использования в качестве дифференциального механизма; 9. малое число деталей и относительно низкая стоимость; 10. высокая технологичность изготовления. Недостатки волновых передач: 1. невозможность получения низких значений передаточных чисел (для стальных гибких колёс umin 80, для пластмассовых  umin 20); 2. трудность индивидуального производства и ремонта передач вследствие необходимости специальных инструмента и оснастки для изготовления гибкого колеса; 3. относительно низкий срок службы (срок службы стандартных волновых редукторов составляет около 104 часов – чуть больше года непрерывной работы).

Гибкие колёса силовых редукторов изготавливают из легированных высокопрочных сталей 30ХГСА; 30ХГСН2А; 40ХНМА; 50С2 и некоторых других с термообработкой до 38…45 HRC и последующей шлифовкой диаметра, посадочного на подшипник генератора волн. Для изготовления остальных деталей применяются те же материалы, что и для рядовых зубчатых передач. Гибкие колёса силовых редукторов изготавливают из легированных высокопрочных сталей 30ХГСА; 30ХГСН2А; 40ХНМА; 50С2 и некоторых других с термообработкой до 38…45 HRC и последующей шлифовкой диаметра, посадочного на подшипник генератора волн. Для изготовления остальных деталей применяются те же материалы, что и для рядовых зубчатых передач. В военной технике волновые передачи нашли применение в приборах наведения и некоторых узлах боевых и вспомогательных машин. Основной причиной выхода из строя волновых передач является поломка гибкого колеса и гибких колец подшипника генератора волн вследствие усталостного разрушения от действия знакопеременных изгибающих напряжений. Поэтому размеры передачи определяют исходя из предела выносливости на изгиб гибкого колеса и наружного кольца подшипника генератора волн. Проектным расчётом определяется внутренний диаметр гибкого колеса по формуле ; (8.16) где T1 – вращающий момент на валу гибкого колеса, Нм; []  допускаемые напряжения, МПа (для стали 30ХГСА []=150…170 МПа); E - модуль упругости материала колеса (для сталей можно принять E=2,1105 МПа) bd=b1/d=0,15…0,20 – коэффициент ширины зубчатого венца; Sd=S1/d=0,012…0,014 – коэффициент толщины зубчатого венца.

При использовании кулачкового генератора волн диаметр, полученный расчётом, округляется до ближайшего наружного диаметра гибкого подшипника (гибкие подшипники стандартизованы). Далее определяются остальные параметры зубчатого зацепления по формулам, аналогичным с формулами цилиндрических передач. При использовании кулачкового генератора волн диаметр, полученный расчётом, округляется до ближайшего наружного диаметра гибкого подшипника (гибкие подшипники стандартизованы). Далее определяются остальные параметры зубчатого зацепления по формулам, аналогичным с формулами цилиндрических передач. Рассчитанное гибкое колесо: а) проверяется по напряжениям изгиба, изменяющимся по симметричному циклу в процессе деформирования колеса генератором волн; б) по напряжениям растяжения зубчатого венца, возникающим от действия на колесо тангенциальных сил и изменяющимся по отнулевому циклу, и по напряжениям кручения зубчатого венца, возникаю-щим при передаче крутящего момента гибким колесом выходному валу и изменяющимся по отнулевому циклу.

Этой лекцией заканчивается тема 2 «Механические передачи». Представленные в настоящем цикле лекций передачи далеко не охватывают все возможные варианты строения и применения механических передач. Однако освоение заложенных в курсе основ подхода к их изучению позволит при необходимости самостоятельно разобраться с особенностями конструкции и работы вновь встреченных, ранее незнакомых механизмов. Этой лекцией заканчивается тема 2 «Механические передачи». Представленные в настоящем цикле лекций передачи далеко не охватывают все возможные варианты строения и применения механических передач. Однако освоение заложенных в курсе основ подхода к их изучению позволит при необходимости самостоятельно разобраться с особенностями конструкции и работы вновь встреченных, ранее незнакомых механизмов.