Большая Советская Энциклопедия (цитаты)

Волновая передача

Волновая передача (далее В) механическая передача (зубчатая, фрикционная, винтовая), в которой вращение передается и преобразуется циклическим возбуждением волн деформации в так называемом гибком элементе (отсюда название "волновая"). Изобретатель В - американский инженер У. Массер (1959).

  Наиболее распространена зубчатая В (рис. 1), которая обычно состоит из жесткого элемента - зубчатого колеса с внутренними зубьями, неподвижно закрепленного в корпусе передачи; гибкого элемента - цилиндрической тонкостенной шестерни, выполненной в виде стакана с наружными зубьями, число которых несколько меньше числа зубьев жесткого колеса (стакан закреплен на выходном валу и расположен внутри жесткого колеса); генератора волн деформации (волнообразователя) - овального кулачка с надетым на него шарикоподшипником. Генератор вставлен соосно в гибкое колесо и при вращении растягивает его. Число волн деформации равно числу выступов кулачка. В вершинах волн зубья гибкого колеса полностью входят в зацепление с зубьями жесткого, а во впадинах волн полностью из него выходят. При вращении генератора с той же угловой скоростью движутся волны деформации, т. е. в гибком колесе возбуждаются бегущие волны, в вершинах которых происходит зацепление. Разница чисел зубьев жесткого и гибкого колес обычно равна (реже кратна) числу волн деформации. В зависимости от числа волн В называются одно-, двух- или трехволновыми. Если, например, число зубьев гибкого колеса равно Zг = 200, жесткого колеса - Zж = 202, передача двухволновая (рис. 2), генератор волн выполнен в виде водила с двумя роликами, то при вращении генератора по часовой стрелке первый зуб гибкого колеса будет входить в первую впадину жесткого, второй во вторую и т.д. до двухсотого зуба и двухсотой впадины. При дальнейшем вращении генератора первый зуб гибкого колеса войдет в двести первую впадину, второй - в двести вторую, а третий - в первую впадину жесткого колеса (рис. 2, г). Таким образом, за один полный оборот генератора волн гибкое колесо сместится относительно жесткого на 2 зуба или на угол

 

(рис. 2, в) в противоположном направлении, т. е. передаточное число

 

  В общем случае передаточное число В с вращающимся гибким колесом равно

 

  Применяются также зубчатые В с закрепленным гибким и вращающимся жестким колесами. В этом случае

 

направления вращения генератора и выходного вала совпадают. Одна из главных особенностей В - возможность получения высокого передаточного числа в одной ступени. Серийно выпускаемые (1970) в США волновые редукторы имеют передаточные числа от 60 до 320. Вследствие малой разности диаметров гибкого и жесткого колес и гибкости одного из элементов в зацеплении участвует одновременно от 10 до 50% всех зубьев, т. е. имеет место многопарность зацепления, что позволяет применять колеса с мелким модулем зацепления. В могут передавать крутящий момент в несколько раз больший, чем другие зубчатые передачи с теми же габаритами и массой, и значительно компактнее зубчатых передач других видов с той же нагрузочной способностью. Кпд зубчатых В обычно составляет 80-92%. В отличается мягкостью, безударностью, повышенной кинематической точностью, позволяет создавать безлюфтовые зацепления. В может работать как замедляющая (редуктор) и как ускоряющая (мультипликатор) передача. Гибкие колеса В обычно изготовляют из металла с высоким пределом выносливости или из различных пластмасс, получаемых литьем под давлением. Существуют конструкции зубчатых В с наружным расположением генератора волн; жесткое колесо в этом случае расположено внутри гибкого колеса (рис. 3). Гибкие колеса В выполняются в виде мембраны, конуса, сферы, колокола, узкого кольца или трубы, соединенных с выходным валом шлицами. В могут иметь также пневматическое и гидравлическое возбуждение волн (рис. 4), при котором роль кулачка выполняют радиально расположенные плунжеры, давление на которые подается через распределительное устройство. Этот тип В малоинерционный, так как отсутствует быстровращающийся генератор. С помощью В можно передавать вращение через глухую металлическую стенку в замкнутое, герметично изолированное пространство или из него. Гибкое колесо герметичной В (рис. 5) имеет обычно форму колокола с двумя донышками, одно из которых закрепляется на корпусе передачи. Внутри колокола располагается генератор волн, а снаружи - жесткое колесо, закрепленное на выходном валу. Возможна также конструкция герметичной В с внутренним расположением жесткого колеса и наружным расположением генератора. Особое место среди зубчатых В занимает так называемый респонсин. Прообразом этого устройства является изобретенный советским инженером А. И. Москвитиным тихоходный электродвигатель с гибким ротором для безредукторного привода (1944). В респонсине нет быстровращающихся деталей, поэтому он не имеет себе равных по быстродействию среди всех известных силовых приводов, применяется в следящих системах и т.п. механизмах.

  Фрикционная В имеет гладкие контактирующие поверхности гибкого и жесткого элементов. Передаточное число фрикционных В Равно

 

где Рг и Рж - периметры контактирующих поверхностей гибкого и жесткого элементов. Фрикционные В используются в качестве вариаторов (рис. 6).

  В винтовой В гибким элементом может служить полый винт (рис. 7) или тонкостенная гайка. Генератор волн располагается соответственно внутри или снаружи гибкого элемента. В зависимости от соотношения параметров резьб винта и гайки вращение генератора в винтовых В преобразуется в поступательное или в винтовое движение выходного органа передачи. Винтовые В применяются главным образом для передачи движения в герметизированное пространство и для очень медленных перемещении.

  Иногда к В относят также волновые муфты, передающие вращение через цилиндрическую оболочку в герметизированное пространство, имеющие передаточное отношение 1.

  В применяются в различных отраслях техники: в приводах грузоподъемных машин, конвейеров, различных станков, в авиационной и космической технике, в точных приборах, исполнительных механизмах систем с дистанционным и автоматическим управлением, в приводах остронаправленных радарных антенн систем наблюдения за космическими объектами и т.п. Герметические В передают вращение в герметизированные полости с агрессивной и радиоактивной средой, в полости с высоким давлением и глубоким вакуумом, а также являются приводами герметических вентилей. Например, в американской космической ракете "Кентавр" (60-е гг. 20 в.) герметическая В использована в механизме вентиля системы жидкого что исключило утечку и повысило взрыво- и пожаробезопасность.

  Лит.: Цейтлин Н. И., Цукерман Э. М., Волновые передачи, "Вопросы ракетной техники", 1965, № 8; "Экспресс - информация. Серия детали машин", 1968, №11; Гинзбург Е. Г., Волновые зубчатые передачи, М., 1969.

  Ю. Б. Синкевич.



Для поиска, наберите искомое слово (или его часть) в поле поиска


Новости 29.11.2022 08:00:45