8.Волновые зубчатые передачи

Волновая передача – это механизм, в котором движение между звеньями передается перемещением волны деформации гибкого звена. Волновые передачи бывают фрикционные, зубчатые и винтовые. Основное распространение получили зубчатые передачи. Однако изучение принципа действия проще начать с фрикционной передачи.

Схема волновой передачи представлена на рис 6.5.

Рис.6.5

Передача состоит из трех основных элементов: гибкого колеса ; жесткого колеса и волнового генератора .

Наружный диаметр недеформированного гибкого колеса меньше внутреннего диаметра жесткого колеса:

, (6.16)

где - размер деформирования, равный радиальному перемещению точки гибкого колеса по большой оси генератора.

В конструкциях по рис.6.5 гибкое колесо выполняют в виде гибкого цилиндра. В передаче по варианту 1с ведомым валом соединено жесткое колесо, по варианту 11 – гибкое колесо. В варианте 1 левый недерформированный коней гибкого цилиндра присоединен к корпусу. С правого конца в цилиндр вставлен генератор, который в данном примере представлен водилом с двумя роликами. Наружный размер по роликам больше внутреннего диаметра цилиндра на , поэтому с правого конца цилиндр деформирован. Деформированное гибкое колесо прижимается к жесткому колесу с силой, достаточной для передачи нагрузки силами трения.

Вращение генератора вызывает вращение жесткого колеса с угловой скоростью (вариант) или гибкого колеса с (вариант 11).

Кинематические параметры и принцип действия

Передаточное отношение найдем, используя метод Виллиса:

.

После преобразования получим:

при неподвижном жестком колесе ( )

(6.17)

при неподвижном гибком колесе ( )

(6.18)

В простой передаче равно отношению радиусов, а волновой – отношению радиуса ведомого колеса к разности радиусов или к размеру деформирования .

Волновые фрикционные передачи позволяют осуществлять большие передаточные отношения в одной ступени: минимальное – (ограничивается изгибной прочностью гибкого зубчатого венца), максимальное – (ограничиваются точностью изготовления). Ограничение - один из недостатков волновых передач.

В волновой передаче преобразование движения осуществляется путем деформирования гибкого звена (принцип деформирования), что является принципиальным различием от других передач. Сущность этого принципа в том, что при волновом деформировании гибкого колеса всем его точкам сообщаются окружные скорости. При контакте гибкого колеса с жестким по вершинам волн окружные скорости волновых перемещений сообщаются жесткому колесу, как ведомому звену передаточного механизма

Волновые зубчатые передачи (взп)

У зубчатых волновых передач гибкие колеса имеют наружные, а жесткие колеса – внутренние зубья.

Достоинства ВЗП заключаются в возможности получения значительных передаточных чисел, небольшой массе и габаритах конструкции, высокой кинематической точности передачи, являющейся результатом многопарного зацепления зубьев. ВЗП – более долговечны и менее шумны по сравнению с обычными зубчатыми передачами.

К недостаткам ВЗП следует отнести сложную технологию изготовления деталей и отсутствие конструкций, у которых оси пересекаются или скрещиваются.