Электромеханические волновые модули

При высоких скоростях вращения электродвигателей современных электроприводов ПР (9000; 6000; 3000; 1500 об/мин) требуется применение передач с большими передаточными числами (см. табл. 5. 2, сочетания ВЗ и ПЗ), что заставляет обратиться к волновым передаточным механизмам, обладающим комплексом важных качеств (см. 5. 3): возможностью реализации больших передаточных чисел в одной ступени, простотой конструкции, высокой нагрузочной способностью, компактностью и малыми габаритами, практической безлюф-товостью. Кроме того, волновые передачи наиболее полно отвечают общим требованиям, которые предъявляют к приводным электромеханическим модулям ПР: постоянство угловой скорости без пульсаций; малогабаритность, компактность и высокая удельная нагрузка; малый боковой зазор или мертвый ход, высокая точность позиционирования; наработка не менее 10⁶ циклов нагружения по ходам; наличие 1—2 степеней подвижности.

Принципиально электромеханический волновой привод может быть создан последовательным соединением электродвигателя и волнового редуктора, либо встраиванием электродвигателя вовнутрь гибкого элемента волнового механизма, либо размещением волнового механизма внутри электродвигателя. При этом в зависимости от вида волнового механизма может быть обеспечено вращательное, поступательное или комбинированное движение выходных звеньев модуля.

Электромеханический волновой модуль поступательного движения

Базовая конструкция электромеханического модуля поступательного движения, предназначенного для работы в герметичном пространстве (вакууме или космосе), показана на рис. 7. 3. К ней предъявляют следующие основные требования: малые габариты и вес, высокую кинематическую точность, возможность передачи движения из одной среды в другую.

Электромеханический волновой модуль поступательного движения состоит из кожуха с токовводами 1, двигателя постоянного тока (n = 9000 об/мин) 2, двухступенчатого соосного зубчатого редуктора 3, кулачкового генератора волн 4 волновой зубчатой передачи, крепежного фланца-корпуса 5, выполненного заодно с жестким колесом 6, гибкой шестерни-оболочки 7, соединительной муфты 8, гибкой цельнометаллической оболочки-винта 9, вала волновой резьбовой передачи 10, направляющей скольжения 11, ведомой жесткой гайки 12, кулачкового генератора волн 13 волновой резьбовой передачи с гибким подшипником 14, жесткого муфтового колеса 15 волновой зубчатой передачи.

Конструкции кулачковых генераторов волновых зубчатой и резьбовой передач унифицированы и состоят из овальных кулачков с насаженными на них гибкими подшипниками.

Двухступенчатый соосный зубчатый редуктор предназначен для снижения частоты вращения генератора волн с целью повышения циклической долговечности наружного кольца гибкого подшипника и гибкой шестерни-оболочки.

Принцип работы электромеханического волнового модуля поступательного движения следующий. После подачи электропитания через токовводы кожуха к двигателю крутящий момент с его вала через понижающий двухступенчатый соосный зубчатый редуктор передается на кулачковый генератор волн волновой зубчатой передачи с неподвижным жестким колесом. В результате гибкая оболочка-шестерня, соединенная через жесткое муфтовое колесо с валом волновой резьбовой передачи, вращается с редуцированной скоростью в направлении, обратном вращению вала электродвигателя. При этом она увлекает за собой кулачковый генератор волновой резьбовой передачи, который через гибкий подшипник деформирует гибкую оболочку-винт, создавая в ней зоны волнового резьбового зацепления с ведомой жесткой гайкой —- выходным звеном модуля, движущимся возвратно-поступательно при реверсивном вращении вала двигателя и увлекающим за собой исполнительный орган ПР.

Электромеханический волновой привод поступательного движения используется в качестве модуля подъема колонны или каретки, качания руки, поступательного движения руки, кисти или захватного устройства.