Форма и размер деформирования гибкого колеса

Волновая передача может быть работоспособной при различных формах и размерах деформированию гибкого колеса. Предложены формы: по cos2φ, по эллипсу, с эвольвентными участками, с участками, очерченными по дугам окружности, по форме кольца, деформированного системой сосредоточенных сил и пр. Критериями для оценки различных вариантов служат нагрузочная способность, КПД, долговечность.

Размер деформирования Wo можно определить из условия равенства окружных скоростей при некотором значении φ. Рассматривать это условие в зоне большой оси генератора, при этом Wo/m=1. При отклонении этого отношения от единицы происходит сдвиг зоны зацепления.

В нагруженной передаче начальные форма и размер деформирования изменяются. Эти изменения невелики, но существенны для зацепления. Исследованиями установлено, что начальное значение Wo/m следует принимать больше единицы.

Кпд и критерии работоспособности передачи

Основными составляющими потерь мощности в волновой передаче являются потери в зубчатом зацеплении и генераторе. Но т.к. скорости скольжения не значительны, то потери в зацеплении сравнительно невелики. Значительная доля потерь приходится на генератор. КПД растет с увеличением нагрузки и уменьшается с увеличением передаточного отношения. Практически значение КПД при i≈80…250 располагается в пределах 0,9…0,8.

Основные критерии работоспособности – прочность гибкого колеса; прочность гибких подшипников генератора; жесткость генератора и жесткого колеса; износ зубьев.

Расчет прочности проводят для гибкого колеса. Расчетными являются размеры d_k, b, и δ.

Оценка и применение

Разработано большое число разновидностей волновых передач: с коротким гибким колесом, герметичные, винтовые, с электромагнитным генератором и др.

Основные преимущества волновых передач:

1. Большое передаточное отношение.

2. Большое число зубьев в одновременном зацеплении, как следствие этого, высокая нагрузочная способность при малых габаритах и массе.

3. Уменьшение кинематической погрешности вследствие двухзонности и многопарности зацеплений.

4. Высокий КПД.

5. Малые нагрузки на валы и опоры.

6. Возможность передачи движения в герметизированное пространство.

7. Малая инерционность.

8. Низкий уровень шума.

9. Подобно планетарной передаче, она может быть использована не только как редуктор или мультипликатор, но и как дифференциальный механизм.

10. Конструкция волновых передач не вызывают технологических трудностей при изготовлении.

11. Малое количество деталей, низкая стоимость.

К недостаткам относят:

1. Сравнительно высокое значение нижнего предела передаточного отношения (i_min≈80);

2. Сравнительную сложность изготовления гибкого колеса и генератора волн.

Применять волновые передачи целесообразно в механизмах с большим передаточным отношением, а также в устройствах со специальными требованиями к герметичности, кинематической точности, инерционности и пр.