Курс лекций и решение задач по теме "Теоретическая механика"

Волновые зубчатые передачи

Волновая зубчатая передача применяется в приборах и силовых устройствах. При ее использовании обеспечивается кинематическая точность и передача движения в герметично закрытое пространство. Несомненными ее преимуществами по сравнению с другими типами передач являются малые габаритные размеры и масса, простота конструкции, а в отдельных случаях –– более высокий КПД, меньшая стоимость, более высокие эксплуатационные качества. Именно эти свойства обусловливают целесообразность использования волновой зубчатой передачи в высокомоментных приводах машин. Такая передача может быть использована в качестве дифференциального механизма в многоскоростных передачах; многодвигательных и многобарабанных грузоподъемных лебедках; в микроприводах для получения заданной скорости опускания груза; в ремонтных, вспомогательных и пусковых приводах дробилок, вращающихся печей и конвейеров; в ходоуменьшителях траншейных экскаваторов и дорожных машин; в нагружающих устройствах испытательных стендов и других механизмах машин.

Благодаря малым габаритным размерам и соосному исполнению такие передачи можно встраивать в барабаны, ходовые колеса, канатоведущие шкивы и другие исполнительные устройства, использовать вместо открытых зубчатых пар и компоновать передачу в едином корпусе, надежно защищающем ее элементы от внешней среды.

Образование механизма с гибким звеном можно проследить в частности на конструктивном совершенствовании известных сравнительно давно передач с промежуточными элементами. Осуществив упругую связь между этими элементами, можно получить волновую зубчатую передачу.

Замена большого количества промежуточных элементов одним сплошным звеном с зубьями представляет собой качественное преобразование передачи.

Из передач с жесткими сплошными звеньями прототипом волновой зубчатой передачи является планетарная зубчатая передача с внутренним зацеплением и малой разностью чисел зубьев взаимодействующих колес  (рис. 42, а, б).

а)

б)

в)

г)

Рис. 42. Образование волновой зубчатой передачи из передач с жесткими звеньями

Осевое упрощенное сечение волновой передачи представлено на рис. 42, в. Оно положено в основу условного обозначения волновой передачи, представленного на рис. 42, г.

Основные звенья передачи принято называть следующим образом: 1 –– гибкое колесо; 2 –– жесткое колесо; 3 –– генератор волн или волнообразователь.

Таким образом, была получена волновая передача из планетарной с жесткими звеньями. Вследствие гибкости одного из звеньев волновая передача имеет некоторые особенности и преимущества по сравнению с планетарной.

обращенного механизма для планетарной зубчатой передачи

Решение:

 1. Заданная передача состоит из одноступенчатой простой зубчатой передачи, содержащей колеса   и , и последовательно соединенной с ней планетарной зубчатой передачи, содержащей водило Н, сателлит , корончатое  и солнечное  зубчатые колеса.

2. Для простой зубчатой передачи передаточное отношение находим через числа зубьев колес по (2.3):

 

3. Для планетарной зубчатой передачи передаточное отношение находим, пользуясь зависимостью  (3.2):

  = 1 -  , 

где   - передаточное отношение обращенного механизма. Схема обращенного механизма для этой планетарной зубчатой передачи показана на рис. 3.4, б. Передаточное отношение обращенного механизма:

 ×=  

Подставляя полученное выражение в предыдущую формулу, получаем 

  = 1 – (  ) = 1 +  =  .

При передаче движения в данной планетарной передаче ведущим звеном является водило Н, а ведомым звеном – колесо , поэтому вычисляем передаточное отношение планетарной передачи  :

 

   = 1 /  =  = 20 / ( 140 + 20 ) = 0,125.

4. Общее передаточное отношение заданной сложной зубчатой передачи находим как произведение передаточных отношений простой и планетарной зубчатых передач:

 

По абсолютной величине передаточное отношение меньше единицы. Это означает, что заданная передача является мультипликатором, а не редуктором. Эта передача предназначена для увеличения частоты вращения, а не для уменьшения.

 5) Угловая скорость ведущего зубчатого колеса  по (2.4):

  .

6) Угловая скорость ведомого зубчатого колеса   по (2.3):

 .

Знак “минус” показывает, что угловая скорость   ведомого зубчатого колеса  направлена противоположно направлению заданной угловой скорости  ведущего зубчатого колеса . На схеме заданной сложной зубчатой передачи  (рис.3.4, а ) показываем направление  пунктирной линией.

7. Частота вращения ведомого зубчатого колеса  по формуле (2.4):


На главную