ДЕТАЛИ МАШИН И ОК. 10. Детали машин Классификация деталей машин

• Название: 10. Детали машин Классификация деталей машин
• Дата: 22.04.2023
• Размер: 2.11 Mb.
• Имя файла: ДЕТАЛИ МАШИН И ОК.docx
• Тип: Документы; #1081321
• страница: 13 из 20

Волновые зубчатые передачи

Волновыми называют механические передачи, содержащие контактирующие между собой гибкое и жесткое звенья и обеспечивающие передачу и преобразование движения путем бегущего волнового деформирования гибкого звена.

В технике применяется несколько видов волновых передач:

1. винтовые волновые передачи, предназначенные для преобразо­вания вращательного движения в поступательное и/или для передачи этого движения в загерметезированное пространство;

2. фрикционные волновые передачи, предназначенные для преобра­зования (чаще всего сильного редуцирования) вращательного движения и/или для передачи этого движения в загерметезированное пространство;

3. зубчатые волновые передачи, имеющие аналогичное фрикционным предназначение, но способные передавать существенно большие мощности.

Принцип использования волновой деформации для передачи и преобразования движения был предложен инженером А.И. Москвитиным в 1944 году для фрикционной передачи с электромагнитным генератором волн.

Наиболее широкое распространение получили зубчатые волновые редукторы. На рис. 16 изображе­ны основные элементы волновой передачи: неподвижное колесо 1 с внут­ренними зубьями, вращающееся упругое колесо 2 с наружными зубьями и водило (генератор волн) h. Неподвижное колесо закрепляется в корпусе и выполняется в виде обычного зубчатого колеса с внутренним зацеплением. Гибкое зубча­тое колесо имеет форму стакана с легко деформирующейся тонкой стенкой: в утолщенной части (левой) нарезаются зубья, правая часть имеет форму вала. Водило состоит из овального кулачка и специального подшипника.



Рис. 16. Волновая передача

 Достоинство и недостатки волновых передач

Достоинства волновых передач:

1. большое передаточное число (до 320, а в некоторых случаях и более);

2. большое число зубьев, одновременно находящихся в зацеплении (обычно от 40 до 80%) и, как следствие этого, большая нагрузочная способность – масса волнового редуктора меньше массы планетарного той же мощности, а объём может составлять около 30% от объёма последнего;

3. высокий КПД, при больших передаточных числах превышающий КПД планетарных передач;

4. низкий уровень шума;

Недостатки волновых передач:

1. невозможность получения низких значений передаточных чисел (для стальных гибких колёс u_min≈80, для пластмассовых - u_min≈20);

2. необходимость специального инструмента и оснастки для изгото­вления гибкого колеса, что затрудняет индивидуальное производство и ре­монт передач;

3. повышенные требования к материалу для изготовления гибкого колеса (из-за непрерывного и значительного деформирования);

4. относительно низкий срок службы (срок службы стандартных волновых редукторов составляет около 10⁴ часов – чуть больше года непрерывной работы).

Волновые передачи могут работать в качестве редуктора (КПД 80 – 90%) и мультипликатора (КПД 60 – 70%). В первом случае ведущим звеном является генератор волн, во втором – вал гибкого или жесткого колеса.

Передаточное отношение волновых передач

Передаточное отношение волновых передач определяется методом остановки водила (метод Виллиса).

При неподвижном жестком колесе передаточное число волновой передачи определяется выражением.



Знак минус указывает на разные направления вращения ведущего и ведомого звеньев.

При неподвижном гибком колесе:



где:  n₀, n₁, n₂ – частота вращения ведущего и ведомых звеньев;

z₁, z₂ – числа зубьев гибкого и жесткого колес.

КПД волновых передач относительно высок и также как в планетарных передачах падает с увеличением передаточного числа, а с увеличением нагрузки вначале растёт до максимально возможной величины, а потом, при дальнейшем возрастании нагрузки, начинает резко снижаться. При оптимальной нагрузке в пределах передаточного числа 80 ≤ u ≤ 250 коэффициент полезного действия 0,9 ≥ h ≥ 0,8.

Вопросы для самопроверки

- Какими преимуществами обладают конические колеса с круговыми зубьями по сравнению с прямозубыми?

- Какими методами производится расчет конических передач?

- В чем разница между направлением сил в конических передачах прямозубых и с круговым зубом?

- Что такое эквивалентные и биэквивалентные цилиндрические прямозубые колеса?

- Почему конические передачи с круговым зубом считаются технологичнее прямозубых?

- В каких случаях применяют конические зубчатые передачи?

- Каковы преимущества косозубых цилиндрических передач по сравнению с прямозубыми?

- Как влияет на работу косозубой передачи изменение угла наклона зубьев? Рекомендуемые значения этих углов. Почему ограничивают максимальное значение угла наклона зуба?

- Какие модули зацепления различают для косозубых колес и какова зависимость между ними? Какой модуль стандартизован?

- От каких факторов зависят направления окружной и осевой силы в косозубой передаче?

- Изменение каких параметров зубчатых колес влияет на их контактную прочность?

- В каких случаях применяют шевронные зубчатые колеса, и какими достоинствами они обладают по сравнению с косозубыми? Каковы недостатки шевронных передач?

- Какие рекомендуются углы наклона зубьев шевронных колес и почему допускается их большая величина, чем у косозубых?

- Какими достоинствами обладают конические колеса с круговыми зубьями по сравнению с прямозубыми?

- Является ли модуль зацепления постоянной величиной для конических зубчатых колес?

- По какому сечению зуба производят расчет на изгиб конических колес? Какой модуль характеризует размеры этого сечения?

- Как направлены осевые силы, действующие в зацеплении конических передач?

- Что понимают под эквивалентным цилиндрическим колесом? Как вычисляют эквивалентные числа зубьев для конических колес и для косозубых цилиндрических колес?

- Какое минимальное число зубьев допускается для шестерни цилиндрической и конической передач?

- Какое максимальное передаточное число рекомендуется для одной пары различных видов зубчатых передач?

- В чём заключаются достоинства и недостатки планетарных передач?

- Для чего созданы волновые передачи и в чём заключается принцип их работы?

- В чём заключаются достоинства и недостатки волновых передач?

- Чем волновые передачи отличаются от планетарных?

- От чего зависит передаточное отношение волновых передач?

- В каком случае входной и выходной валы волновой передачи вращаются в разные стороны?

- Какое колесо является ведомым при передаче вращения через герметичную стенку?

- Что такое гибкий подшипник?

- Какая деталь волновой передачи наиболее уязвима?

- Какой формы зубья у волновых передач?

- Каковы устройство и принцип действия волновой передачи?

- От каких параметров зависит передаточное отношение волновой передачи и чем ограничиваются его max и min?

- Каковы особенности преобразования движения в зубчатой и фрикционной волновых передачах?

- По каким условиям выбирают профиль и размеры зубьев в волновой передаче?

- Каковы основные критерии работоспособности и расчета волновых передач?

- Каковы преимущества и недостатки волновых передач и области их применения?

- Как устроена и  как работает волновая зубчатая передача?  Назовите основные элементы передачи?

- Каковы основные достоинства и недостатки волновой передачи по сравнению с другими передачами?

- Каким образом гибкому колесу придают овальную форму? Как происходит передача движения в волновой передаче от ведущего звена к ведомому?

- Какова разность чисел зубьев жесткого и гибкого колес волновой передачи? Какой применяют профиль зубьев?

- Как вычисляют передаточное число волновой передачи?

- Почему подшипник кулачкового генератора называют гибким?

- Почему волновые передачи применяют в устройствах с повышенными требова­ниями к кинематической точности или к герметичности?

- Сравните волновую передачу с обычной зубчатой с точки зрения коэффи­циента перекрытия зубьев.

- Влияет ли на работоспособность волновой передачи точность изготовле­ния деталей генератора волн?

- Для чего созданы зацепления Новикова и в чём заключается принцип конструкции их зубьев?

- В чём заключаются достоинства и недостатки зацеплений Новикова?

- Назовите достоинства и недостатки зубчатой передачи с зацеплением Новикова и сравните с зубчатой передачей с эвольвентным зацеплением?

- Планетарные передачи — устройство и кинематика, оценка и применение?

- Силы в зацеплении планетарной передачи и особенности расчета на прочность?

- По каким условиям выбирают числа зубьев колес планетарной передачи?

- Какую зубчатую передачу называют планетарной? Ее устройство и принцип работы?