Волновые передачи

Волнова́я передача — механическая передача, передающая движение за счет циклического возбуждения волн деформации в гибком элементе. Передача движения может производиться посредством зубьев, винтового принципа, а также фрикционного контакта. Изобретена в 1959 году американским инженером У. Массером

Волновая зубчатая передача

Детали волновых зубчатых передач

Состоит из жесткого неподвижного элемента — зубчатого колеса с  внутренними зубьями, неподвижного относительно корпуса передачи; гибкого  элемента — тонкостенного упругого зубчатого колеса с наружными  зубьями, соединенного с выходным валом; генератора волн — кулачка, эксцентрика  или другого механизма, растягивающего гибкий элемент до образования в  двух (или более) точках пар зацепления с неподвижным элементом. Число  зубьев гибкого колеса несколько  меньше числа зубьев неподвижного элемента. Число волн деформации равно числу  выступов на генераторе. В вершинах волн зубья гибкого колеса полностью входят в зацепление с зубьями жёсткого, а во впадинах волн — полностью выходят из зацепления. Линейная скорость волн деформации соответствует скорости вершин выступов на генераторе, то есть в гибком элементе существуют бегущие волны с известной линейной скоростью. Разница чисел зубьев жёсткого и гибкого колёс обычно равна (реже кратна) числу волн деформации.

Принцип работы волновой зубчатой передачи

Например, при числе зубьев гибкого колеса 200, неподвижного элемента — 202 и двухволновой передаче (два выступа на генераторе волн) 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. На следующем обороте первый зуб гибкого колеса войдёт в двести первую впадину, второй — в двести вторую, а третий — в первую впадину жёсткого колеса. Таким образом, за один полный оборот генератора волн гибкое колесо сместится относительно жёсткого на 2 зуба.

Достоинства

большое передаточное отношение, при малом количестве деталей (i = 80-320)

улучшенные массо-габаритные характеристики по сравнению с обычными зубчатыми передачами

высокая кинематическая точность и плавность хода

высокая нагрузочная способность

передача момента через  герметичные стенки

Недостатки

высокая напряженность основных элементов гибкого колеса и генератора волн

пониженная крутильная жесткость.

Характеристики

Волновые передачи применяются  при больших передаточных отношениях, когда требуется повышенная кинематическая точность и низкий уровень шума. Оптимальное передаточное отношение, которое зависит от материала  гибкого элемента, составляет 75...320. Коэффициент полезного действия (при передаточном отношении 100) составляет 0,9.

Применение

Волновые передачи применяют  в авиационной и космической  технике, в промышленных роботах  и манипуляторах, в приводах грузоподъёмных машин, станков, конвейеров и др.

Существуют герметичные  волновые передачи, передающие вращение в герметизированной полости, находящейся  в химически агрессивной или  радиоактивной среде, или в глубоком вакууме, а также существуют конструкции, служащие приводами герметических вентилей.