12.8.2 Волновые зубчатые передачи

Волновая передача (рис. 12.27) состоит из жесткого зубчатого колеса 1, гибкого зубчатого колеса 2 и генератора волн Н, состоящего из водила с двумя свободно вращающимися роликами 3. Гибкое колесо представляет собой тонкостенный цилиндр с зубьями. Внешний диаметр генератора больше внутреннего диаметра гибкого колеса. При сборке гибкое колесо под действием генератора волн принимает в торцовом сечении криволинейную форму. В растянутой части гибкого колеса происходит зацепление зубьев гибкого и жесткого колес. При вращении генератора гибкое колесо

Рис. 12.27

деформируется в виде бегущих по окружности. Колеса имеют разное число зубьев. Поэтому при их последовательном зацеплении происходит относительное вращение колес. За полный оборот генератора подвижное колесо поворачивается относительно неподвижного на угол, соответствующий разности чисел зубьев z₁-z₂ .

Генераторы волн бывают с разным числом роликов, кулачковые, электромагнитные; они могут располагаться внутри гибкого колеса и снаружи.

Высокая податливость гибкого колеса возможна при малой толщине его стенки. Поэтому используются мелкомодульные зубья c m =0,2...0,8 мм.

Число зубьев z₂ для гибкого колеса принимают равным 100...600. При z2 < 100 необходимо увеличить модуль зацепления, наблюдается рост радиальной деформации и напряжений изгиба. При z₂ >600 модуль зацепления уменьшается, что ведет к проскальзыванию зубьев под нагрузкой. В силовых передачах гибкие колеса изготавливают из качественных среднеуглеродистых сталей (40Х, 30ХГС, ШХ15) с последующей термообработкой, а в кинематических передачах — из пластмасс.

В зацеплении одновременно участвует до 40 % общего числа зубьев, благодаря чему достигается значительная разгрузка мелкомодульных зубьев.

Волновые зубчатые механизмы имеют ряд достоинств: большие передаточные отношения (50...250 в одноступенчатой передаче) при малых габаритах и массе; высокие точность и плавность вследствие уменьшения общей ошибки при большом числе зацепляющихся зубьев; минимальный мертвый ход; высокий КПД (0,7...0,9), благодаря малым скоростям скольжения в зацеплении; возможность передачи вращательного движения в герметически закрытое пространство или через непроницаемую перегородку (рис. 12.28).

Двухступенчатая схема волновой передачи позволяет получать передаточные отношения до нескольких тысяч.

По сравнению с планетарными передачами волновые имеют большие КПД, точность и меньший мертвый ход. К недостаткам волновых передач относятся сложность изготовления и невозможность получения малых передаточных отношений (меньше 50).

Рис. 12.28

Применяются волновые передачи в кинематических и силовых приводах с большим передаточным отношением, в отсчетных устройствах повышенной точности, как привод для передачи движения в герметизированное пространство.