ВОЛНОВАЯ ПЕРЕДАЧА
механическая
передача (зубчатая, фрикционная, винтовая), в к-рой вращение передаётся
и преобразуется циклическим возбуждением волн деформации в т. н. гибком
элементе (отсюда назв. "волновая"). Изобретатель В. п.- амер. инж. У. Массер
(1959).
Наиболее распространена зубчатая В. п.
(рис. 1), к-рая обычно состоит из жёсткого элемента - зубчатого колеса
с внутренними зубьями, неподвижно закреплённого в корпусе передачи; гибкого
элемента - цилиндрической тонкостенной шестерни, выполненной в виде стакана
с наружными зубьями, число к-рых неск. меньше числа зубьев жёсткого колеса
(стакан закреплён на выходном валу и расположен внутри жёсткого колеса);
генератора волн деформации (волнообразователя) - овального кулачка с надетым
на него шарикоподшипником.
Рис. 1. Зубчатая волновая передача (редуктор):
1 - жёсткое колесо; 2 - гибкое колесо; 3 - генератор воля.
Генератор вставлен соосно в гибкое колесо
Рис. 2. Схема работы зубчатой волновой
В общем случае передаточное число В. п.
Рис. 3. Зубчатая волновая передача с
Рис. 4. Зубчатая волновая передача с
Рис. 5. Герметичная зубчатая волновая
Рис. 6. Фрикционный волноной вариатор:
В респонсине нет быстровращающнхся деталей,
где Р В винтовой В. п. гибким элементом может
Рис. 7. Винтовая волновая передача:
Иногда к В. п. относят также волновые муфты,
В. п. применяются в различных отраслях
Лит.: Цейтлин Н. И., Цукерман Э.
А
Б
В
Г
Д
Е
Ё
Ж
З
И
Й
К
Л
М
Н
О
П
Р
С
Т
У
Ф
Х
Ц
Ч
Ш
Щ
Ъ
Ы
Ь
Э
Ю
Я
и при вращении растягивает его. Число волн деформации равно числу выступов
кулачка. В вершинах волн зубья гибкого колеса полностью входят в зацепление
с зубьями жёсткого, 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 к-рых происходит
зацепление. Разница чисел зубьев жёсткого и гибкого колёс обычно равна
(реже кратна) числу волн деформации. В зависимости от числа волн В. п.
называются одно-, двух- или трёхволновыми. Если, напр., число зубьев гибкого
колеса равно Z
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 жёсткого, второй во вторую
и т. д. до двухсотого зуба и двухсотой впадины. При дальнейшем вращении
генератора первый зуб гибкого колеса войдёт в двести первую впадину, второй
- в двести вторую, а третий - в первую впадину жёсткого колеса (рис. 2,г).
Т. о., за один полный оборот генератора волн гибкое колесо сместится относительно
жёсткого на 2 зуба или на угол Ф = (2/200)*360 = 3,6° (рис. 2,в) в противоположном
направлении, т. е. передаточное число i = Zr/2
передачи: а - исходное положение генератора; б - генератор повёрнут на
90°; в - генератор повёрнут на 360°; г - зона зацепления; 1 - жёсткое колесо;
2 - гибкое колесо; 3 - генератор волн.
с вращающимся гибким колесом равно i = -(Z
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 жёсткого колёс и гибкости одного из
элементов в зацеплении участвует одновременно от 10 до 50% всех зубьев,
т. е. имеет место многопарность зацепления, что позволяет применять колёса
с мелким модулем зацепления. В. п. могут передавать крутящий момент в неск.
раз больший, чем др. зубчатые передачи с теми же габаритами и массой, и
значительно компактнее зубчатых передач др. видов с той же нагрузочной
способностью. Кпд зубчатых В, п. обычно составляет 80-92%. В. п. отличается
мягкостью, безударностью, повышенной кинематич. точностью, позволяет создавать
безлюфтовые зацепления. В. п. может работать как замедляющая (редуктор)
и
как ускоряющая (мультипликатор) передача. Гибкие колёса В. п. обычно
изготовляют из металла с высоким пределом выносливости или из различных
пластмасс, получаемых литьём под давлением. Существуют конструкции зубчатых
В. п. с наружным расположением генератора волн; жёсткое колесо в этом случае
расположено внутри гибкого колеса (рис. 3). Гибкие колёса В. п. выполняются
в виде мембраны, конуса, сферы, колокола, узкого кольца или трубы, соединённых
с выходным валом шлицами. В. п. могут иметь также пневматич. и гидравлич.
возбуждение волн (рис. 4), при к-ром роль кулачка выполняют радиально расположенные
плунжеры, давление на к-рые подаётся через распределительное устройство.
Этот тип В. п. малоинерционный, т. к. отсутствует быстровращающийся генератор.
С помощью В. п. можно передавать вращение через глухую металлическую стенку
в замкнутое, герметично изолированное пространство или из него. Гибкое
колесо герметичной В. п. (рис. 5) имеет обычно форму колокола с двумя донышками,
одно из к-рых закрепляется на корпусе передачи. Внутри колокола располагается
генератор волн, а снаружи - жёсткое колесо, закреплённое на выходном валу.
Возможна также конструкция герметичной В. п. с внутренним расположением
жёсткого колеса н наружным расположением генератора. Особое место среди
зубчатых В. п. занимает т. н. респонсин. Прообразом этого устройства
является изобретённый сов. пнж. А. И. Москвитнным тихоходный электродвигатель
с гибким ротором для безредукторпого привода (1944).
наружным расположением генератора: 1 - жёсткое колесо: 2 - гибкое колесо;
3 - генератор.
гидравлическим генератором: 1 - жёсткое колесо; 2 - гибкое колесо; 3 -
генератор.
передача: 1 - жёсткое колесо; 2 - гибкое колесо; 3 - генератор волн.
1 - жёсткий элемент; 2 - эластичный гибкий элемент; 3 - генератор волн;
4 - дополнительные ролики генератора.
поэтому он не имеет себе равных по быстродействию среди всех известных
силовых приводов, применяется в следящих системах и т. п. механизмах. Фрикционная
В. п. имеет гладкие контактирующие поверхности гибкого и жёсткого элементов.
Передаточное число фрикционных В. п. равно i= P
п. используются в качестве вариаторов (рис. 6).
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. п. преобразуется
в поступательное или в винтовое движение выходного органа передачи. Винтовые
В. п. применяются гл. обр. для передачи движения в герметизированное пространство
и для очень медленных перемещений.
1 - гибкий элемент (полый винт): 2 - жёсткий элемент (гайка); 3 - генератор
волн.
передающие вращение через цилиндрич. оболочку в герметизированное пространство,
имеющие передаточное отношение 1.
техники: в приводах грузоподъёмных машин, конвейеров, различных станков,
в авиационной и космич. технике, в точных приборах, исполнительных механизмах
систем с дистанционным и автоматич. управлением, в приводах остронаправленных
радарных антенн систем наблюдения за космич. объектами и т. п. Гсрмстич.
В. п. передают вращение в герметизированные полости с химич. агрессивной
и радиоактивной средой, в полости с высоким давлением и глубоким вакуумом,
а также являются приводами герметич. вентилей. Напр., в американской космич.
ракете "Кентавр" (60-е гг. 20 в.) герметич. В. п. использована в механизме
вентиля системы жидкого кислорода, что исключило утечку кислорода и повысило
взрыво- и пожаробезопасность.
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.