Хвильова передача

Хвильова передача відноситься до передач обертального руху і застосовується для зменшення кутової швидкості вихідного вала в порівнянні з вхідним. Відома двоступінчаста хвильова передача, яка складається з корпуса; вхідного і вихідного валів; двох жорстких коліс з внутрішніми зубами, одне з яких нерухомо з'єднане з корпусом, а друге закріплене на вихідному валі; гн учкого колеса, виготовленого з сталі у вигляді тонкостінного пружного кругового циліндра, на бічній поверхні якого, біля обох його основ, нарізані зовнішні зуби; генератора хвиль, закріпленого на вхідному валі, і встановленого в середину гнучкого колеса для деформації його в циліндр з основами овальної форми і забезпечення зачеплення зубів жорстких коліс із зубами гнучкого колеса в зонах біля кінців великих осей овалів [1]. Двоступінчаста хвильова передача з стальними колесами має найбільшу несучу здатність на одиницю маси в порівнянні з усіма відомими передачами обертального руху. Використовується вона при передаточних числах в інтервалі від 2500 до 150000. При передаточних числах менших 2500 вона швидко виходить із ладу. Завданням запропонованого винаходу є збільшення довговічності хвильової передачі з стальними колесами, яка має передаточне число в інтервалі від 21 до 90. Це дає можливість застосовувати в даному інтервалі передаточних чисел хвильові передачі, які мають найбільшу несучу здатність на одиницю маси в порівнянні з усіма існуючими передачами обертального руху. Ця мета досягається тим, що у відомій передачі, яка складається з корпуса; вхідного і вихідного валів; двох жорстких коліс, одне з яких нерухомо з'єднане із корпусом, а друге закріплене на вихідному валі; гнучкого колеса, виготовленого з сталі у вигляді тонкостінного пружного кругового циліндра; генератора хвиль, закріпленого на вхідному валі, і вставленого в середину гнучкого колеса, для деформації його в циліндр з основами овальної форми; біля однієї основи гнучкого колеса нарізані зовнішні зуби, а біля другої - внутрішні; одне жорстке колесо має внутрішні зуби, які зачіплюються із зовнішніми зубами гнучкого колеса в зоні біля кінців великої осі овалу; друге жорстке колесо має зовнішні зуби, які зачіплюються із внутрішніми зубами гнучкого колеса в зоні біля кінців малої осі овалу; а для забезпечення надійного зачеплення зубів установлені коромисла, які в своїй середній частині шарнірно з'єднані з корпусом, а своїми кінцями притиснуті до бічної поверхні гнучкого колеса в точках, відстань між якими дорівнює одній четвертій частині довжини основи гнучкого колеса, що гарантує відсутність проскакування зубів, які знаходяться в зачепленні. При такій конструкції хвильової передачі за рахунок меншої кількості зовнішніх зубів на гнучкому колесі від кількості внутрішні х з убів на першому жорсткому колесі, нерухомо з'єднаного із корпусом, абсолютна кутова швидкість гнучкого колеса направлена в протилежну сторону абсолютній кутовій швидкості вхідного вала. За рахунок більшої кількості внутрішніх зубів на гнучкому колесі від кількості зовнішніх зубів на другому жорсткому колесі, яке закріплене на вихідному валі, переносна кутова швидкість другого жорсткого колеса відносно гнучкого колеса буде співпадати за напрямом із абсолютною кутовою швидкістю гнучкого колеса. Тому абсолютна кутова швидкість вихідного вала більша від кутової швидкості гнучкого колеса. Це дає можливість значно зменшити передаточне число хвильової передачі при допустимих деформаціях гнучкого колеса, зробленого із сталі, що забезпечує його достатню довговічність. Аналогічний результат досягається і в тому випадку, коли нерухомо з'єднане із корпусом жорстке колесо з зовнішніми зубами, а жорстке колесо з внутрішніми зубами закріплене на вихідному валі. В запропонованій хвильовій передачі на гнучкому і жорстких стальних колесах можуть бути відсутні зуби, а передача енергії від одних до інших коліс здійснюється за допомогою тертя. На кресленнях зображена кінематична схема хвильової передачі; на фіг.1 - в фронтальній площині, а на фіг.2 - в горизонтальній. Хвильова передача складається з корпуса 1; вхідного вала 2; вихідного вала 3; нерухомо з'єднаного із корпусом 1 жорсткого колеса 4, яке має внутрішні зуби 5; укріпленого на вихідному валі 3 жорсткого колеса 6, яке має зовнішні зуби 7; гнучкого колеса 8, виготовленого з сталі у формі пружного тонкостінного кругового циліндра, біля однієї основи якого нарізані зовнішні зуби 9, а біля другої - вн утрішні з уби 10; генератора хвиль 11, з'єднаного із вхідним валом 2 і вставленого в середину гнучкого колеса 8, для деформації його в циліндр з основами овальної форми і здійснення зачеплення зубів 5 і 9 в зоні біля кінців великої осі овалу, а також зачеплення зубів 7 і 10 в зоні біля кінців малої осі овалу; для забезпечення надійного зачеплення зубів установлені коромисла 12, які в своїй середній частині з'єднані із корпусом 1, а своїми кінцями притиснуті до бічної поверхні гнучкого колеса 8 в точках, відстань між якими дорівнює одній четвертій частині довжини основи гнучкого колеса 8. Кількість коромисел 12 залежить від розмірів зубчатих коліс. На фіг.1 показано три коромисла, на фігурі 2 вони не показані. Щоб описати роботу хвильової передачі, зробимо позначення: - абсолютна кутова швидкість гнучкого колеса 8; - абсолютна кутова швидкість вхідного вала 21 генератора хвиль 11; - кількість внутрішніх зубів на жорсткому колесі 4; - кількість зовнішніх зубів на гнучкому колесі 8; - переносна кутова швидкість жорсткого колеса 6 відносно гнучкого колеса 8; - кількість внутрішніх зубів на гнучкому колесі 8; - кількість зовнішніх зубів на жорсткому колесі 6; - абсолютна кутова швидкість жорсткого колеса 6 і вихідного вала 3; - передаточне число від вхідного вала 2 до вихідного вала 3. Обертаючись вмісті із вхідним валом 2, генератор хвиль 11 переміщує деформацію, яка називається хвилею, по бічній поверхні гнучкого колеса 8. У зв'язку з тим, що менше то направлена протилежно а її величина буде Так як менше жорстке колесо 6 буде обертатись відносно гнучкого колеса 8 з переносною кутовою швидкістю Поскільки 1 направлені в одну сторону, то Величина передаточного числа буде При одержуються максимально допустимі деформації гнучкого колеса 8, зробленого із сталі. Тому нижня границя інтервалу допустимих передаточних чисел запропонованої хвильової передачі із стальними колесами дорівнює 21. Для передаточних чисел більших 90 доцільніше застосовувати інші передачі обертального руху.