Общие сведения. Волновой называют механическую передачу, в которой вращение передается за счет волнового перемещения зоны деформации упругого гибкого звена

Волновой называют механическую передачу, в которой вращение передается за счет волнового перемещения зоны деформации упругого гибкого звена. Основное применение имеют зубчатые волновые передачи с механическими генераторами волн и цилиндрическими колесами (см. [6]).

Волновая передача (рис. 17.1) состоит из трех кинематических звеньев: вращающегося гибкого колеса 1 с наружными зубьями, неподвижного жесткого колеса 2 с внутренними зубьями и вращающегося генератора волн Н.

Гибкое колесо выполняют в виде упругого тонкостенного цилиндра, на кольцевом утолщении (венце) которого нарезаны эвольвентные зубья. Длина цилиндра близка к его диаметру. Гибкое колесо соединяют с валом.

Жесткое колесо — обычное зубчатое колесо — соединено с корпусом. Число зубьев z₂ жесткого колеса больше числа зубьев z₁ гибкого колеса.

_{г М А-А}

Рис. 17.1. Схема волновой передачи

Генератор волн, представляющий собой водило, состоит из овального кулачка и специального шарикоподшипника.

При сборке в круглое гибкое колесо вставляют генератор волн, придающий колесу овальную форму, и вводят в зацепление с жестким колесом. Гибкое колесо деформируется так, что на концах большой оси овала зубья зацепляются на полную рабочую высоту, образуя две зоны зацепления (см. рис. 17.1). На малой оси зубья не зацепляются, их вершины расположены друг против друга. Между этими участками зацепление частичное. Как видно из рис. 17.1, волновая передача может обеспечить одновременное зацепление большого числа зубьев.

При вращении каждая точка венца гибкого колеса имеет радиальную деформацию: по большой оси овала удаляясь от центра, по малой — приближаясь к нему. Совокупность всех перемещений на угле л радиан образует волну деформаций, а на угле 2тс — две волны. Такую передачу называют двухволновой.

При вращении генератора волна деформации бежит по окружности гибкого зубчатого венца; при этом венец обкатывается по неподвижному жесткому колесу навстречу генератору, вращая выходной вал (см. стрелки на рис. 17.1).

В волновой передаче, как и в планетарной, неподвижным может быть любое звено. Например, для передачи движения через герметичную стенку в химической, авиационной, космической, атомной и других отраслях техники применяют волновую передачу с неподвижным гибким колесом (рис. 17.2). Здесь гибкий зубчатый венец расположен в середине глухого стакана 1, герметично соединенного с корпусом. Движение передается от генератора волн Н к жесткому колесу 2, соединенному с выходным валом.

Достоинства волновых передач. 1. Способность передавать большие нагрузки при малых габаритах и массе, так как в зацеплении одновременно находится до У₃ всех зубьев. 2. Возможность передачи движения в герметизированное пространство без применения уплотнений. 3. Возможность получения большого передаточного числа при сравнительно высоком КПД. Для одной ступени и<320 при КПД п = 0,8...0,9. 4. Малая кинематическая погрешность вследствие двухзонности и много-парности зацепления. 5. Небольшие нагрузки на валы и опоры вследствие симметричности конструкции. 6. Работа с меньшим шумом.

Недостатки. 1. Сложность изготовления гибкого колеса и генератора. 2. Ограничение частоты вращения вала генератора при больших диаметрах колес (во избежание больших окружных скоростей в ободе генератора). 3. Возникновение вибрации.

Применение. Волновые передачи применяют в промышленных роботах и манипуляторах, в механизмах с большим передаточным числом, а также в устройствах с повышенными требованиями к кинематической точности или к герметичности.