Василенко Н.В., Никитин К.Д., Пономарёв В.П., Смолин А.Ю. - Основы робототехники (1071028), страница 62
Текст из файла (страница 62)
Рассмотрим одну из разновидностей волновой дифференциальной передачи (рис. 7.32), обеспечивающую регулирование в широком диапазоне передаточных чисел и реверсирование выходного вала Передача состоит (рис. 7.32,а) из двух волновых зубчатых ступеней: первой — с генератором волн Ь,, приводимым от ведущего вала, жестким колесом Ь, и гибким д,; второй — с генератором волн Ь„ приводимым от ведущего приводного колеса, жестким колесом Ь и гибким д,; при этом в первой ступени — внутреннее расположение генератора, во второй — наружное, гибкое колесо д — общее для обеих ступеней, но с различными зубчатыми венцами д, и д, разнесеными на длину, большую или равную диаметру колеса Принцип работы передачи, конструкция которой в продольном сечении представлена на рис.
7.32,б, заключается в следующем. С лу чай 1. Ведущий вал вращается, ведущее колесо неподвижно. Первая волновал ступень работает как волновал зубчатая передача- редуктор с неподвижным жестким колесом. Гибкое колесо при этом вращается в направлении, обратном направлению вращения ведущего 313 "1Л 1 1 ыд 'д, г г г ыл н 1 "1 Ь 2 г г 9, дн гь- Лг() 2 92 н (7.66) (7.65) гь - Лг игь н 1 н гь -г 9, ыл гд гд 1 2 иь г9 гд -гь гь н 1 э (7.Б7) 315 314 вала, обеспечивая работу второй волновой ступени с неподвижным наружным генератором волн, ведущим гибким колесом и передачей момента на жесткое колесо выходного вала, который вращается в направлении, противоположном ведущему.
Передаточное отношение для этого случая определяют по формуле б рис. Г.эа ислноввЯ Сиффедвнцивяьнвн лврвдвчв с общим гибким нсявссм: в -схема, б - кснструнтивнсв исполнение. "1 - ввя ввдущиц 2 - опоры ведущего ввяц 3 — крышнв ведущего ввлв, 4 — гвнврвгср волн первой сгулвнц б — крышка нсрпусв, 8 - кслвсс жвстксв нвлсдвижнсц 7 - корпус, 8 — элемент гибнии, 9 — опора генератора волн второй ступени, 1Π— ввя ведущей приваднаи шестерни, 11 — опоры привсднсгс ввлц 12 - шестерня привсднвя, 13 — крышнвопора ведомого ввлв, 14 — гвнврвгср волн втсрсй сгупвнц 1б — ксявсс жвсгксв ведомое, 18 — опоры ведомого вала, 17 — ввя ведомый Случай 2, Ведущий вал неподвижен, ведущее колесо вращается.
Первая волновая ступень выполняет роль муфтового соединения, а вторая работает как обычная волновая зубчатая передача-редуктор с неподвижным гибким колесом при наружном расположении генератора волн, Выходной вал вращается в направлении, противоположном вращению ведущего. Передаточное отношение определяется по формуле Случай 3, Ведущий вал и ведущее колесо вращаются с одинаковыми угловыми скоростями. 3тот случай имеет два варианта.
А. Ведущие вал и колесо вращаются в одном направлении. Обе волновые ступени сообщают вращение, суммирующееся на выходном валу, который вращается в направлении, противоположном направлению вращения ведущих вала и колеса. Передаточное отношение можно выразить формулой Б. Ведущие ввл и колесо вращаются в противоположных наорав. пениях. В этом случае скорости вращения, обусловленные работой первой и второй волновых ступеней, вычитаются на выходном валу, который вращается в направлении ведущего звена (ведущего вала или приводного колеса) той ступени, передаточное отношение которой больше. Передаточное отношение можно найти из формулы ыл г г г г (У.БВ) ыь гд Ггь-гд)-гь (гь -г ) ()(кг г -кг гь) ' н 91 н дн н н 91 н 91 1 н Волновая резьбовая (винтовая) передача отличается от обычной винтовой наличием гибкого звена (винта или гайки) и специального звена (генератора волн), обеспечивающего деформацию гибкого звена, за счет чего осуществляется преобразование движения.
Эти передачи относят к разряду специальных, основными особенностями их являются: возможность передачи движения через непроницаемые цельнометаллические оболочки с осуществлением редуцируемого вращательного движения и (или) линейного перемещения жесткого звена Конструкция волновой резьбовой передачи винт-гайка с наружным двухволновым роликовым генератором показана на рис. 7.33. При деформировании генератором волн 2 гибкого звена — тонкостенной (7.69) 1 Ят = кррг (7.70) 31б гайки 4- в результате взаимодейсгвия резьбовых витков винта и гайки обеспечивается одновременное вращательное и поступательное движение жесткого винта 1 либо только его поступательное движение, что. обусловлено характером контакта резьбовых витков.
рис. 733. Волновая реэьбовая передача с наружным генератором еолш 1 — есят жестксц 2 — генератор еопн рспоксеыо, 3 — опора, 4 — элемент крепленая, 5 — гапка тонкостенная (гсбкая), б — рслоки генератора Особенности контакта в паре винт-гайка волновых резьбовых передач позволяют выделить следующие их типы: волновые передачи винт-гайка трением, зацеплением и трением, зацеплением. В волновых передачах винт-гайка трением зацепление витков определяется трением скольжения. Механические возможности передачи ограничены прочностью гибкого звена Условие заходности резьб гибкого и жесткого звеньев такой передачи при любом числе волн деформации подчинено зависимости гб — г = О, где гб, г - чис- Д ' ' Д ла заходов зацепления жесткого и гибкого звеньев соответственно.
Шаг и направления резьб элементов зацепления в передаче трением одинаковы при любом числе волн деформации. Винтовые нарезки выполняют так, что в недеформированном состоянии гибкого звена средние (делительные) диаметры жесткого и гибкого звеньев отличаются на величину диаметральной деформации 2 Иус. Вследствие этого углы подъема для жесткого и гибкого недеформированного звеньев также неодинаковы, а следовательно, и длины их винтовых линий отличаются друг от друга При вращении генератора волн и деформировании им гибкого звена средние диаметры жесткого и гибкого звеньев совпадают, в зацеплении происходит скольжение профилей винта и гайки относительно друг друга в радиальном и тангенциальном направлениях. При этом вследствие разной длины их винтовых линий жесткое звено поворачивается на угол у, равный отношению этой разности к длине винтовой линии жесткого звена (гайки при внутреннем расположении генератора волн или винта при наружном).
Следовательно, передаточное отношение вращательного движения волновой резьбовой передачи трением равно отношению длины винтовой линии на среднем диаметре ведомого жесткого звена к разности длин винтовых пиний на средних диаметрах жесткого и недеформированного гибкого звеньев (или наоборот), т.е. выражается зависимостью Возможный диапазон значений ! составляет от ВО до 300.
Характеристикой поступательного движения волновой резьбовой передачи трением является осевое перемещение Ят ведомого звена, приходящееся на один оборот ведущего звена и определяемое по формуле где й — безразмерный коэффициент кратности шагов гибкого рд и Р жесткого рб звеньев (обычно й = 1); р — шаг винтовой нарезки, выбираемой для гибкого и жесткого звеньев из условия йр = р lрс = = 1, 2, 3, ...; г = гб — г — число заходов зацепления жесткого или Д гибкого звеньев. Осевое перемещение в диапазоне передаточных отношений от 80 до 300 может составлять у такой волновой передачи от десятков микрон до их долей. В волновых передачах винт-гайка зацеплением и трением, а также винт-гайка зацеплением характер зацепления витков определяется в значительной степени трением качения и в меньшей — трением скольжения.
Механические возможности таких передач ограничены жесткостью узла генератор волн — гибкое звено. Условие заходности резьб гибкого и жесткого звеньев подчинено зависимости ) ге — г ! = й (г Направления резьб жесткого и гибкого звеньев, определяющие выбор знака движения, могут быть как одинаковыми, так и различными. На одном из звеньев зацепления возможно применение резьбы с нулевым углом подьема, т.е. кольцевых канавок. Шаг винтовых нарезок должен быть либо одинаков, либо соответствовать условию выбора коэффициента й .
Ход винтовых нарезок жесткого Яо и недеформи- Р' рованного гибкого Я звеньев должен отвечать условию ! Яб - Я 1 м 9 Р = й р(!. Винтовые нарезки выполняют так, что в недеформированном состоянии гибкого звена средние (делительные) диаметры жесткого и гибкого звеньев отличаются на величину диаметральной деформации 2 уу .
Вследствие этого, а также из-за различной величины ходов о длины винтовых линий гибкого и жесткого звеньев различны. 317 и = 8Ь ( р ) ги — г ( 1 — У )1] (7.76) Взт = сг ст (7,72) (7.73) (7.74) Вз,т )'р р ) гь зд (1 (7,76) г Р) При вращении генератора волн и деформировании им гибкого звена средний диаметр жесткого и условный средний диаметр в зоне максимального сближения (деформирования) гибкого звеньев совпадают, в зацеплении происходит взаимное обкатывание профилей витков, присущее зубчатым передачам зацепления, т.е. увеличивается доля трения качения. Одновременно вследствие разной длины винтовых линий жесткое звено передачи винт-гайка зацеплением и трением, как и в резьбовой передаче трением, поворачивается на угол Жесткое звено передачи винт-гайка зацеплением получает только поступательное перемещение.
При этом в зацеплении происходит одновременное шаговое скольжение профилей в радиальном и тангенциальном направлениях для передачи винт-гайка зацеплением и в радиальном направлении для передачи винт. гайка зацеплением и трением. В зоне, отстоящей от области максимальной деформации на половину угла волны деформации (для двухволновой на 90', для трехволновой на 60' и т.д.), образуется минимально необходимый радиальный зазор. Таким образом, при вращении генератора волн в этой зоне вершины витков гибкого звена переходят через вершины витков жесткого. Передаточное отношение вращательного движения для волновой передачи винт-гайка зацеплением равно О, так как в ней выходное звено (жеоткий винт) совершает только поступательное движение.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
