Волновые передачи

Волновой называют механическую передачу, в которой вращение передают за счет перемещения зоны деформации упругого гибкого звена. Передача – единственная механическая передача, которая может передавать вращение через «стенку»: из герметизированного пространства в ваккум без применения подвижных уплотнений

1. Устройство и принцип работы фрикционной волновой передачи.

1. гибкое колесо, представляющее собой тонкостенную оболочку в виде цилиндра с дном, соединенное с валом; d1

2/ жесткое колесо, соединенное с корпусом; d2

h - генератор волн в виде двух роликов большого диаметра, расположенных на водиле, соединенный с быстроходным валом

2W = d – d

Устанавливая генератор h, деформируют гибкое колесо 1, придавая ему форму эллипса. Силовое взаимодействие деталей волновой передачи происходит в точках контакта на большой оси эллипса. Генератор h прижимает гибкое колесо к жесткому с силой, достаточной для передачи нагрузки силами трения. Через один оборот генератора h, вращающегося по часовой стрелке точки на гибком и жестком колесах совместятся, так как длина окружности гибкого колеса диаметром d меньше длины окружности жесткого колеса диаметром d. Т.е. гибкое колесо вращается в направлении, противоположном направлению вращению генератора.

Максимальную деформацию в направлении большой оси обозначают W. Текущее значение деформации W зависит от угла .Угол отсчитывают от большой оси эллипса в направлении движения часовой стрелки. Зависимость представляет собой волновую функцию W =f(φ). На волне φ– 2π укладываются две волны деформации. Такую передачу называют двухволновой.

2. Зубчатая волновая передача.

Гибкое колесо в такой передаче представляют собой тонкостенный цилиндр, на деформируемом конце которого выполнен зубчатый венец с наружными зубьями эвольвентного профиля. Жесткое колесо имеет зубья внутреннее зацепление. Число зубье жесткого колеса больше . Генератор волн, представляющий собой водило, состоит из овального кулочка и напрессованного на него специального гибкого шарикоподшипника (подшипник с тонкостенными кольцами, допускающий радиальную деформацию колец, соизмеримую с их толщиной, обеспечивающий передачу вращательного движения

при деформированных кольцах. Такой генератор называют кулачковым (лучше других сохраняют заданную форму деформирования под нагрузкой).

3. Принцип работы волновой зубчатой передачи.

При повороте генератора на угол φ зуб гибкого колеса, перемещаясь в радиальном направлении на W, давит на зуб жесткого колеса с силой F, направленной по нормали к контактирующим поверхностям.

Силу F можно представить в виде составляющих сил: окружной F_t и радиальной F_r. На зуб гибкого колеса действуют реакции F_t Fr. Если ведущим является генератор (ω =0), а жесткое колесо закреплено (ω=0), то под действием силы Ft гибкое колесо вращается (ω= 0) в направлении, противоположном вращению генератора (- в формуле передаточного отношении).

Если неподвижное гибкое колесо (), то под действием силы жесткое колесо вращается (0 в направлении вращения генератора () – знак + в формуле передаточного отношения.