Frol_392-496 (1074096), страница 4
Текст из файла (страница 4)
В результате каждый зуб гибкого колеса за один оборот генератора волн дважды входит в/зацепленне с зубьями жесткого колеса. 2» Если числа зУбьев колес Равны г н хг, а Угловые шаги г = ется на выходной вал, соединенный с жестким колесом 4. Передаточное отношение двухступенчатой ВЗП определяется по формуле в ~г! гм иЙ=-- Ег! Хлс2 Ум! ~г2 (16.23) Особенности волнового зацепления.
Гибкое колесо ВЗП при его нагружении изменяет свою начальную форму. Это происходит нз-за наличия зазоров и упругости элементов, взаимодействующих с гибким колесом. Изменение формы гибкого колеса 1 ограничено с внешней стороны жестким колесом 2, а с внутренней — генератором волн Ь. Гибкое колесо, опирающееся на генератор волн в пределах участков постоянной кривизны 2,6 (рнс. 16.21), стремится принять форму жесткого колеса С увеличением момента закручивающего гибкое колесо зоны выбранных зазоров в зацеплении увеличиваются, что приводит к увеличению числа пар зубьев в зацеплении. Благодаря многопарности зацепления (нагрузку могут передавать до 40% всех пар зубьев) нагрузочная способность ВЗП выше, чем планетарной.
КПД волновой передачи также выше, потому что в зацеплении зубья почти не перемещаются при прилегании гибкого колеса к жесткому. Прн стальных гибких колесах в одноступенчатых волновых передачах можно получить передаточное отношение 60 — 320, а КПД 0,35 — 0,80. Двухстуяенчатые ВЗП обеспечивают передаточные отношении от 2 10з до 104 и более прн КПД от 0,7 до 0,1. Многопарность и многозонность волнового зацепления приводят к значительному усреднению ошибок изготовления и сборки, в результате чего обеспечивается высокая кинематическая точность ВЗП. Опюсительно небольшая величина радиальной деформации гибкого колеса позволяет выполнить его в виде колоколообразной оболочки н изготовить герметичные ВЗП, передающие вращения через герметичную перегородку без подвижных уплотнений (см.
рис. 3.3). Наиболее ответственные детали ВЗП вЂ” гибкий подшипник и гибкое колесо. Гибкое колесо имеет тонкостенное донышко, допускающее осевые перемещения торца цилиндрической оболочки при ее деформированнн с другого края. Длину гибкого колеса выбирают от 0,5!!' до 1,1!!' где !!' — диаметр недеформированной серединной поверхности гибкого колеса. Толщину Ь, гибкого колеса под зубчатым венцом выбирают примерно равной 0,01!1 . Методика проектирования ВЗП.
Существует несколько методов расчета геометрических параметров волновых зубчатых передач. Настоящая методика, разработанная на кафедре теории механиз- мов и машин МГТУ, основывается ыа предположеыии, что конструкции генераторов волн рассматриваемых передач обеспечивают постояыыую кривизыу серединного слоя деформироваыного гибкого колеса в пределах зоы зацепления, ограниченных цеытральыыми углами 2,6 (см.
рис. 16.21, а). Вне этих зоы гибкое колесо имеет свободную форму деформации. На участке посгояыыой кривизны зацеплеыие в волновой передаче рассматривается как выутреыыее эвольвеытыое зацепление жесткого колеса с числом зубьев х и усло- Рис. 16Л1 410 виого, имеющего параметры гибкого и расчетное число зубьев х . Исходными параметрами для расчета являются передаточное отношение передачи, ее схема, номинальный крутящий момент на выходном валу, частота вращения генератора волн, срок службы передачи, прочностные характеристики гибкого колеса.
Проектировочный расчет заключается в определении диаметра серединной поверхности гибкого колеса по изгибной прочности, из расчета на выносливость или из расчета заданного коэффициента крутильной жесткости 1141. Больший из вычисленных диаметров берется за основу для определения модуля зацепления т'=г~/х„который округляется до ближайшего стандартного значения. Делительные диаметры колес и толщина Л. обода гибкого колеса под зубчатым венцом определяются по формулам Ыг =И3~~ 1(» =гл~»; Ь,= 60+ — глх, 10 4. 5/ (16.24) (16.25) где у=0,9 —:1,2 — коэффициент относительной радиальной деформации.
Расчетное число зубьев условного колеса (16.26) Формула (16.26), как и все последующие, содержащие двойные знаки арифметических действий,— объединенная. Верхний знак относится к внутреннему деформированию гибкого колеса дисковым или кулачковым генератором воли, нижний — к внешнему деформированию кольцевым генератором (рис. 16.21, 6): 4В 4 — ва — — сы — 2впВ К4 —— (16.27) л — —  — ил ВоиВ 2 где ф — угловая координата участка постоянной кривизны (40' <,В < 65'). 411 Основным варьируемым параметром является относительная радиальная деформация гибкого колеса по большой оси: Далее из рассмотрения геометрическом картины волнового заце- пления (см. рис.
16.21) определяется радиус серединной окружности деформированного гибкого колеса: г =т ~ — +Ь,'+с'+ — +х,, /, . ь, (16.28) ~г 2 где Л „с' — параметры исходного контура; х, — коэффициент сме- щения исходного контура: ='Ь.+, — '6, (16.29) 2ш д = 1,Π—: 1,4 — коэффициент изменения смещения. При изменении величин д, у и Б в указанных диапазонах нх возможного изменения можно произвести оптимизацию качества зацепления. Целевой функцией является теоретический коэффициент перекрытия. Радиус серединной окружности недеформированного гибкого колеса (16.30) Межосевое расстояние передачи, равное эксцентриситету установки деформирующнх дисков, (16.31) а„=е=+г 1+ — +г,.
к~,) Зная межосевое расстояние, можно определить угол зацепления волновой передачи: (х — с) юсова (16.32) Жесткое колесо в передачах с дисяовым или кулачковым генератором внутреннего деформирования, имеющее внутренние зубья, обрабатывается долбяком с числом зубьев го. Ъ'гол станочного зацепления жесткого колеса и долбяка Г .— „) 1*.-*,) — 2*,1ка ШУ а~о» = ШУ И— Ю у~ — го и коэффициент смещения жесткого колеса г — го соя к (16.34) 412 Остальные параметры и исполнительные размеры элементов волновой передачи рассчитывают так же, как у зубчатой передачи внутреннего эвольвентного зацепления.
Методика расчета различных схем ВЗП в полном объеме содержится в работе [14]. Области применения ВЗП. Отмеченные достоинства волновой передачи определяют наиболее рациональные области ее применения: силовые и кинематические приводы общего назначения с большим передаточным отношением, задающие и исполнительные механизмы повышенной кинематической точности, быстродействующие приводы систем автоматичажого управления и регулирования, электромеханические приводы промышленных роботов, приводы для передачи движения в герметизированное пространство в химической, атомной и космической технике.
ГЛАВА 17 МЕХАНИЗМЫ С ПРЕРЫВИСТЫМ ДВИЖЕНИЕМ ВЫХОДНОГО ЗВЕНА В машинах азтомзтнческого в полуазтоматвческого дейставл плэрско вспользуютсл мехаввзмы, которьн позволлют в пределы рабочего цикла иметь остановки выходного элена заданной продолвзпельвости при непрерывном дзввююи входного азана.
такие механизмы назьэзээот механиэмззев с ОсганОзками изи механизмами с Прерызистым дзивевнем выходного звена. Остановка монет быть полной илв почти полной (кзазиостзнозка), а ее пра полнвтельность — как заданной, так и неопределенной. Оценку долей дзвиевиа и оставозки з Общем рабочем цикле механизма Осунюстзлзэст НОсредсгаОм Отиосвтельных козффициен'ГОЗ времени дзииенив и зреыеви останоазв зыходвого звена. Длз сообпювив прерызвстсго дзнневиа выходному звену првмезыютсв разные мехаввзмы: храпоные, мальтвйсзие, зубчатьи с неполнымв комсами в.
др. 1 тул. зувчатык и храпонык мкханизмы На рис. 17.1, а приведена схема зубчатого механизма прерывистого движения, в котором ведущее звено 1 представляет собой зубчатый сектор с х, зубьями, который может входить в зацепление с зубчатым колесом 2, число зубьев которого лэ=гь После поворота зубчатого сектора 1 на угол гр„звено 2 останавливается а1 д) 7 ' 413 и фикснруется в неподвижном состоянии запирающими дугами: выступом 4 на ведущем звене 1 и вырезом 3 на ведомом звене 2. Состояние остановки соответствует повороту ведущего колеса на угол грии Коэффициент 1с„времени остановки 1рис.
17.1, б) /с, = Т,/Ти — — ср 1,/(2п). Угол ~р„содержит целое число угловых шагов 2п/еь которое соответствует целому числу угловых шагов 2п/х, на колесе 1. Однако коэффициент перекрытия в зубчатой передаче сектор 2 — колесо 1 обычно ) 1 и это может вызвать дополнительный поворот колеса 2 по сравнению с углом 2п, что нарушит условие сопряжения зубьев в начале следу1ощей фазы движения. Для устранения этого явления на стадии проектирования механизма предусматривают обеспечение коэффициента перекрытия последней пары зубьев равным 1.
Это наиболее просто достигается уменьшением высоты последнего зуба иа сегменте 1 на расчетную величину. Недостатком зубчатых механизмов с неполным числом зубьев является наличие удара в моменты начала зацепления и начала фиксации остановки запирающими дугами. Поэтому они используются в тихоходных машинах при незначительной величине ускоря- Более широкое применение находят рычажные механизмы в со- Рис. 17.2 414 четаиии с муфтами свободного хода или с храповыми колесами.
В муфте свободного хода (рис. 17.2, и) ролики или шарики 4 расположены между элементами звеньев 3 и 5. В зависимости от направления относительного поворота звеньев 3 и 5 ролики или шарики 4 могут заклиниваться между поверхностями или проскальзывать. Для удержания роликов или шариков в постоянном контакте с поверхностью звена 3 применяют пружины, натяжения которых можно регулировать винтами (на схеме не показаны). Непрерывное вращение кривошипа 1 преобразуется в одностороннее прерывистое движение звена 5 посредством шатуна 2, коромысла 3 и роликов или шариков 4.
Угловая скорость гл, звена 5 является переменной. Храповые механизмы (рис. 17.2, 6, а), допускающие движение выходного звена только в одном направлении с остановками, имеют в своем составе ведомое храповое колесо 4 с зубьями, в рабочие поверхности которых упираются элементы рабочей 5 и стопорной 6 собачек (рис. 17.2, 6).
Рабочая собачка 5 шарнирно закрепляется на коромысле 3 шарнирного четырехзвевника АВСЮ с кривошипом 2 и шатуном 2. При постоянном угле качания коромысла 3 число захватываемых собачкой зубьев можно регулировать щитком 7, передвигая его по наружной дуге. Стопорная собачка 6 не допускает поворота хренового колеса 4 под действием сил полезного сопротивления. В некоторых устройствах входное звено 2 может совершать поступательное движение (рис. 172, в), а храповое колесо 2 — вращательное движение с остановками. Для надежного контакта собачек с зубьями храпового колеса используют принудительное замыкание силой упругости пружины (рис. 17.2, 6). Профили зубьев храповых колес могут вметь различное исполнение: нормальное с заострением (рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
