10.4. Конструирование генератора волн
Конструкция кулачкового генератора волн. Кулачковый генератор состоит из кулачка 2 и напрессованного на него специального гибкого подшипника качения 1 (рис. 10.5), допускающего радиальную деформацию колец. В целях выравнивания нагрузки по длине зубьев и уменьшения осевой силы на гибкий подшипник генератор устанавливают посередине зубчатого венца или ближе к заднему торцу.
Форму кулачка выполняют эквидистантной принятой форме деформирования гибкого колеса, при этом начальный радиус кулачка r = =0,5d (рис. 10.2), где d - внутренний диаметр гибкого подшипника (рис. 10.6, а). Гибкий подшипник отличает от обычного меньшая толщина колец и конструкция сепаратора. Сепаратор изготовляют из материала с относительно малым модулем упругости (трубчатого текстолита марки Ш, фенилона марки П) с U-образной формой гнезда (рис. 10.6, б, в). Под нагрузкой вследствие прогиба перемычек и действия осевой составляющей силы нажатия сепаратор выжимает из подшипника. Его удерживают, например, кольцом 1, прикрепленным к торцу кулачка генератора (рис. 10.7, а, б). Трение сепаратора об упорное кольцо увеличивает потери. Потери меньше при самозапирающейся конструкции сепаратора (рис. 10.6, г).
- ширина паза сепаратора dотв = (1,01-1,03) dш.
В табл. 10.1 приведены параметры подшипников по ГОСТ 23179-78 "Подшипники гибкие шариковые радиальные".
Гибкий подшипник устанавливают на кулачок, диаметральные размеры которого выполняют с полем
допуска js6 (js7). Наружное кольцо гибкого подшипника по размеру D сопрягают с внутренним диаметром гибкого колеса, выполненного с полем допуска Н7.
Для компенсации отклонения от соосности кинематических звеньев применяют соединение генератора с валом с помощью упругих элементов или жестких шарниров. В конструкции (рис. 10.7, а) упругий элемент выполнен в виде резиновой шайбы 2, привулканизированной к металлическим дискам 1 и 3, которые затем соединяют с кулачком и валом. Резиновый элемент, выполненный по рис. 10.7, б, обладает повышенной податливостью при угловых перекосах. Недостатком этих соединений является снижение прочности резины с течением времени.
В редукторах общего назначения применяют шарнирное с крестообразным расположением пальцев соединение генератора с валом (рис. 10.8). Через вал / и втулку 2 проходит палец 3, два пальца 4 проходят через втулку 2 и кулачок 5. Пальцы установлены в отверстиях с зазорами. От выпадания палец 3 удерживает внутренняя поверхность кулачка 5, пальцы 4 - пружинное кольцо 6 и наружная поверхность вала.
10.5. Тепловой режим и смазывание волновой передачи
Тепловой режим волновой передачи рассчитывают по известным зависимостям (см. например, тепловой расчет червячного редуктора - разд. 2.2). Допускаемая температура масла для редукторов общемашиностроительного применения [t] = 70 ... 80 °С. Коэффициент теплоотдачи принимают: для закрытых небольших помещений при отсутствии вентиляции КТ = 8 ... 12, для помещений с интенсивной вентиляцией КТ = 14 ... 18, при обдуве корпуса вентилятором КТ = 21... 30 Вт/(м2°С). При установке вентилятора на быстроходном валу редуктора и n 1000 мин-1 принимают нижние, а при п 2800 мин-1 - верхние значения КТ.
Для смазывания волновых передач в редукторах общемашиностроительного применения рекомендуют жидкое минеральное масло марок И-Г-А-68, И-Т-Д-68 или И-Т-Д-100 (см. табл. 8.3).
В случае необходимости применяют пластичный смазочный материал. Смазывают подшипники генератора и зацепление при сборке редуктора и периодически в процессе эксплуатации. Замену пластичного смазочного материала производят примерно через 1000 ч работы.
При вертикальном расположении оси редуктора можно применять пластичный смазочный материал. При смазывании жидким маслом в редукторе устанавливают специальное маслоподающее устройство (рис. 10.9). Под действием центробежных сил масло поднимается по внутренней поверхности конуса подачи, проходит через отверстия 1 и зазор 2 в генераторе и далее попадает в подшипник и зацепление. Конструкцию по рис. 10.9 рекомендуют при частоте вращения п > 960 мин1.
Количество заливаемого в редуктор масла рекомендуют принимать таким, чтобы при горизонтальном положении редуктора его уровень проходил по центру нижнего шарика гибкого подшипника. При п < 960 мин-1 и вертикальном расположении вала допустимо полностью заполнять редуктор маслом.
10.6. Примеры конструкций волновых передач
На рис. 10.10 представлена типовая конструкция из стандартного ряда волновых редукторов общемашиностроительного применения - редуктор Вз-160 (разработка ВНИИредуктора и МВТУ им. Н. Э. Баумана). Отличительные особенности конструкции: двухопорный вал генератора; соединение кулачкового генератора с валом с помощью шарнирной муфты (рис. 10.8); сварное соединение цилиндра гибкого колеса с дном; шлицевое соединение гибкого колеса с валом; соединение с натягом жесткого колеса с корпусом; цилиндрическая форма внутренней полости корпуса без внутренних углублений и карманов, упрощающая отливку и очистку после литья и механической обработки. Другие рекомендации по проектированию корпусных деталей и крышек приведены в гл. 11.
На рис. 10.11 показан волновой редуктор с отъемными лапами, которые крепят к цилиндрическому корпусу винтами. Особенности конструкции: консольное расположение генератора на валу электродвигателя; соединение генератора с валом с помощью привулканизированной резиновой шайбы 1: гибкое колесо - штампованное с последующей механической обработкой; соединение с натягом гибкого колеса с валом; закрепление жесткого колеса на корпусе винтами и штифтами.