2. Планетарні редуктори

Зубчасті передачі, у якеих геометричні осі деяких коліс нерухомі, називають планетарними. Передачі з двома степенями вільності називають диференціальними, передачі з однією степінню вільності (одне з центральних коліс є нерухоме) називають простими планетарними передачами.

Типові схеми простих передач представлені на рисунку 6.1. Колеса 1 і 3 з геометричними осями, що співпадають з віссю водила h, називають центральними, сонячним називають колесо з зовнішніми зубцям і корончастим – з внутрішніми зубцями. Колеса 2 розташовані на осях, закріплених на водилі h, називають сателітами: вони здійснюють складний рух – обертаються довкола сонячного колеса 1 і одночасно обертаються всередині нерухомого корончастого колеса 3. На рисунку 6.1 а сателіти розташовані в одній площині, діапазон передавального числа від 3 до 8; на рисунку 6.1 б сателіти 2 і 2¹ розташовані в двох паралельних площинах, що дозволяє реалізувчати передавальне число до 25

Широкі кінематичні можливості планетарної передачі є одною з головних її переваг і дозволяють використовувати передачу як редуктор з постійним передавальним числом (до 1000); як коробку швидкостей, передавальне число якої можна змінювати шляхом почергового гальмування різних ланок; як диференціальний механізм. Іншою перевагою планетарної передачі є компактність і мала маса. Перехід від простих передач до зубчастих дозволяє в багатьох випадках знизити масу в 2 – 4 рази і більше. Це пояснюється наступним: потужність передається кількома потоками, кількість яких дорівнює кількості сателітів. При цьому навантаження на зубці в кожному зачепленні зменшується в декілька разів; мале навантаження на опори, так як при симетричному розташуванні сателітів сили в передачі взаємно врівноважуються. Це знижує втрати і спрощує конструкцію опор, крім опор сателітів.

До недоліків планетарних передач відносять підвищені вимоги до точності виготовлення і монтажу.

2. Хвильові редуктори

Хвильова передача зоснована на принципі перетворення пераметрів руху за рахунок хвильового деформування гнучкої ланки механізму. Вперше така передача була запатентована в США інженером Массером в 1959р. Пізніше було розроблено багато різних конструктивних модифікацій хвильової передачі. Основне розповсюдження в ПР отримали зубчасті хвильові передачі. Приклад конструкції такої передачі показано на рисунку 6.2.

Як і планетарна передача, вона складається з трьох основних ланок: 1 – генератор хвиль, який є водилом з двома роликами; 2 – гнучке колесо – пружний тонкостінний стакан, основа якого з’єднана з веденим валом, а на потовщеному вінці біля відкритого торця нарізано зуби; 3 – нерухоме жорстке колесо з внутрішніми зубцями. Модулі зачеплення коліс 2 і 3 одинакові, але кількість зубців гнучкого колеса z₂<z₃. Різниця z₃ – z₂ = W характеризує кількість хвиль деформації гнучкого колеса. У вільному стані (без генератора) колеса розташовані концентрично з рівномірною щілиною між зубцями. При встановленні генератора останній деформує гнучке колесо в радіальному напрямку, надаючи йому форму еліпса: по великій осі еліпса зубці зачіпляються на повну робочу висоту, а по малій осі – між вершинами зубців утворюється радіальна щілина, в інших зонах зачеплення проміжне. В процесі обертання генератора форма гнучкого колеса залишається близькою до описаної і лиш змінює свої координати, тобто зачеплення зубців переміщується синхронно з роликами, подібно біжучій хвилі, - звідси і назва хвильових передач.

На основі викладеного можна відзначити основні переваги хвильових передач:

• велике передавальне число (до 300, а в спеціальних передачах до кількох десятків тисяч);

• велика кількість зубців у одночасному зачепленні. Наприклад, при u=100 одночасно зачіпляються до 60 – 80 пар зубців замість 1- 2 пари в звичайних передачах. Як наслідок, висока навантажувальна здатність при малих габаритах і масі. В деяких конструкціях маса становить половину, а об’єм – 1/3 від звичайної планетарної передачі;

• малі навантаження на вали і опори завдяки симетричності конструкції;

• можливість передавати рух в герметизований простір (через герметичну стінку);

• мала інерцій ність при спеціальному виконанні;

• менший шум;

• кількість деталей менша в декілька разів, а собівартість приблизно в 2 рази. Термін служби стандартних передач загального призначення – 10 000 год.

До недолісків сучасних конструкцій хвильових передач можна віднести:

• порівняно високе значення нижньої межі передавального числа (=80);

• порівняну складність виготовлення гнучкого колеса і генератора хвиль (необхідна спеціальна оснастка).

В ПР хвильові передачі застосовують в механізмах повороту платформи маніпулятора, руки (ПР типу “Універсал-5”). Відзначають малі габарити і масу при високій питомій навантажувальній здатності.