2.5 Выбор числа зубьев

Выбор числа зубьев связан с кинематическим расчетом и обычно предшествует расчету на прочность. При заданном U числа зубьев определяют предварительно с помощью формул (225) или (229) в зависимости от типа передачи. Полученные значения уточняют по условиям собираемости планетарной передачи. Рассмотрим эти условия па примере передачи на рис.93.

1) Условие соосности

или . (237)

2) Условие симметричного размещения сателлитов требует, чтобы Z_а и Z_b были кратны числу сателлитов С.

3) Условие соседства предусматривает наличие гарантированного зазора между сателлитами. С помощью рис. 93. можно записать:

(238)

или .

3 Волновые передачи

3.1 Общие сведения

Волновые передачи кинематически представляют собой планетарные передачи с одним зубчатым колесом. Волновая передача основана на принципе преобразования параметров движения вследствие волнового деформирования одного из звеньев механизма. Этот принцип впервые был предложен Москвитиным в 1944г. для фрикционной передачи с электромагнитным генератором волн, а затем Массером в 1959г. для зубчатой передачи.

Наиболее распространенная волновая передача состоит из водила H, вращающего гибкого колеса 1 с наружными зубьями и неподвижного жесткого колеса 2 с внутренними зубьями. Водило состоит из овального кулачка и специального шарикоподшипника, Гибкое зубчатое колесо изготовляют в виде стакана с тонкой деформирующейся стенкой и соединяют с валом. Длина стакана колеса близка к его диаметру. Жесткое зубчатое колесо соединено с корпусом. Зубья колес чаще всего эвольвентные. Делительный диаметр d₁ гибкого колеса меньше делительного диаметра d₂ жесткого колеса на d₂ - d₁=S.

Размер овала подшипника качения водила по большой оси больше внутреннего диаметра обода гибкого колеса на величину S.

Сборку зацепления осуществляют после деформирования гибкого колеса водилом. Деформированный зубчатый венец гибкого колеса принимает овальную форму, образуя при этом как бы два сателлита, связанных гибкой стенкой стакана. Гибкое колесо деформируется так, что на концах большой оси овала зубья зацепляются на полную высоту. Между этими участниками зацепление частичное. Вообще волновая передача может обеспечить одновременное зацепление большого числа зубьев

(Рис. 97).

В волновой передаче преобразование движения осуществляется за счет деформирования зубчатого венца гибкого колеса.

При вращении водила волна деформации бежит по окружности гибкого зубчатого венца; при этом венец обкатывается в обратном направлении по неподвижному жесткому колесу вращая стакан и соединительный с ним вал. Поэтому передача называется волновой, а водило - волновым генератором (Рис. 98).

При вращении волнового генератора овальной формы образуются две волны. Такую передачу называют двухволновой. Возможны трехволновые передачи.

Существует много разновидностей волновых передач, например: для передачи движения через герметическую стенку в химической, авиационной, космической, атомной и др. отраслях техники применяют герметическую волновую передачу.

Здесь гибкий зубчатый венец расположен в середине глухого стакана 1, герметично соединенного с корпусом (Рис. 99).

Движение передается от генератора волн H к жесткому колесу 2, соединенному с валом.

Достоинства:

1. Способность передавать большие нагрузки, т.к. в зацеплении находится большое число зубьев).

2. Возможность передачи движения в герметичное пространство без применения уплотнения.

1. Большое передаточное число при малых габаритах и сравнительно

высоким КПД. Для одной ступени U≤300 КПД η=0,8…0,9.

4. Работа с меньшим шумом и высокой демпфирующей (гашение колебании) способностью.

Недостатки:

1. Сложность изготовления гибкого колеса и генератора.

1. Ограничение угловой скорости генератора при больших

диаметрах колес (во избежание больших окружных скоростей в ободе генератора).

Волновые передачи применяют в механизмах с большим передаточным числом.

Рис. 97 Схема волновой передачи: b-ведомое жесткое колесо; q-ведомое гибкое колесо

Рис. 98 Схема деформирования гибкого колеса: 1-деформация

гибкого колеса; 2- график радиальных перемещений различных точек гибкого цилиндра.

Рис. 99 Варианты конструкций зубчатого колеса