Зубчато-червячные, червячно-зубчатые и двухступенчатые червячные редукторы

Схемы и общий вид зубчато-червячных и двухступенчатых червячных редукторов показаны на рис. 2.17 и 2.18. Передаточные числа зубчато-червяч-

Рис. 2.17. Двухступенчатый зубчато-червячный редуктор:

а – кинематическая схема; б – общий вид

Рис. 2.18. Двухступенчатый червячный редуктор:

а — кинематическая схема; б и в – варианты общею вида

ных редукторов u  150, а в от­дельных случаях и выше (для учебного проектирования реко­мендуется ограничиться и = 35  80).

Двухступенчатые червячные редукторы изготовляют с пере­даточными числами и = 120  2500 (при учебном проектиро­вании рекомендуется ограничиться и = 120  400).

Планетарные и волновые редукторы

На рис. 2.19, а показана простая — с одной степенью сво­боды — планетарная передача, состоящая из солнечного коле­са 1, сателлитов 2 и корончатого колеса 3, неподвижно закрепленного в корпусе. Сателлиты совершают сложное

Рис. 2.19. Одноступенчатый планетарный редуктор:

а - кинематическая схема;

б – общий вид

д вижение: они обкатываются вокруг сол­нечного колеса и вращаются внутри неподвижного коронча­того колеса (некоторая аналогия с движением планет дала назва­ние этим передачам). Оси сател­литов установлены в водиле 4, геометрическая ось которого совпадает с геометрическими осями центральных колес — сол­нечного и корончатого. Чаще других встречаются передачи с числом сателлитов n_с = 3.

П

Рис. 2.20.Кинематическая схема двухступенчатого планетарного редуктора

ланетарные передачи ком­пактнее обычных зубчатых, так как при п_с сателлитах вращаю­щий момент передается не одним, а несколькими потоками;

в расчетах на прочность обычно принимают приведен-

ное число сателлитов n_c = n_с — 0,7.

Для выравнивания нагрузки по потокам при нескольких сателлитах одно из центральных колес устанавливают без опор, т. е. выполняют плавающим в радиальном направлении. На рис. 2.19, б показан редуктор с плавающим (самоустанав­ливающимся) солнечным колесом. Для соединения плавающего солнечного колеса с валом применена зубчатая муфта с двумя зубчатыми сочленениями.

При последовательном соединении нескольких простых планетарных передач можно получить редуктор с большим пере­даточным отношением (рис. 2.20).

Волновые передачи можно рассматривать как разновид­ность планетарных передач, имеющих гибкое промежуточное колесо, деформируемое при передаче вращающего момента.

На рис. 2.21, а показана кинематическая схема волновой передачи: входной вал 1 приводит во вращение генератор волн 2, который представляет собой водило с двумя ролика­ми; гибкое колесо 3 выполнено в виде тонкостенного стакана, на утолщенной части которого нарезаны зубья, входящие в зацепление с внутренними зубьями неподвижного жесткого колеса 4; выходной вал 5 соединен с основанием тонкостен­ного стакана.

Генератор деформирует гибкое зубчатое колесо в радиаль­ном направлении, придавая ему форму эллипса, и вводит в зацепление зубья деталей 3 и 4 на полную рабочую высоту.

При вращении генератора зацепление зубьев перемещается подобно бегущей волне, что и дало название этим переда­чам.

Широкое распространение получили кулачковые генераторы волн (рис. 2.21,б). На профилированный кулачок А насажено внутреннее кольцо гибкого подшипника Б. Наружное кольцо гибкого подшипника сопряжено с внутренней поверхностью гибкого колеса В, обеспечивая ему заданную форму дефор­мации. Кольца гибкого подшипника имеют малую толщину и поэтому сравнительно легко деформируются. Ниже приведены для сравнения размеры двух подшипников с одним и тем же внутренним диаметром: гибкого и обычного шарикового ради­ального легкой серии:

Модули зубчатых колес 3 и 4 (см. рис. 2.21, а) одинаковы, но числа зубьев

z₃

u = ^____________ .

z₄ – z₃

разные: z₃ < z₄. Передаточное число волновой передачи равно

Рис. 2.21. Волновой зубчатый одноступенчатый редуктор:

а — кинематическая схема; б — генератор волн: в — продольный разрез

При оптимальных значениях (z₄ - z₃) = 2 или 1 диапазон передаточных отношений в односту­пенчатых волновых редукторах составляет от 80 до 300 (и более). Волновые передачи обладают высокой нагрузочной способностью благодаря многопарности зацепления: одновременно в зацеплении может находиться до 25-30% пар зубьев.

На рис. 2.21, в показан волновой редуктор с кулачковым генератором волн 2 и гибким тонкостенным колесом 3 сварной конструкции. На ведущем валу 1 находится кулачок, на котором установлен гибкий подшипник, сопряженный с гибким колесом, зубья которого в двух зонах входят в зацепление с зубьями жесткого колеса 4. Кулачок генератора волн находится на валу с радиальным зазором; передача движения осуществляется зубчатой муфтой, которая обеспечивает самоустановку генера­тора при работе редуктора. С гибкого колеса вращающий мо­мент передается шлицами ведомому валу 5.