Хвильовий редуктор: визначення, опис, види і принцип роботи

Хвильовий редуктор, або, як його ще називають, хвильова передача, ґрунтується на тому, щоб передавати обертальний рух, який виникає за рахунок біжить хвильовий деформації одного з зубчастих коліс.

Хвильові передачі

Поява і подальший процес розвитку хвильової передачі був здійснений в далекому 1959 році. Винахідником, а також людиною, який запатентував цю технологію, став американський інженер Массер. Хвильовий редуктор складається з декількох основних елементів:

Нерухоме колесо, що має внутрішні зуби.

Обертове колесо, що має зовнішні зуби.

Водило.

Серед переваг, які можна виділити у цього способу передачі руху, - менша маса і розміри пристрою, більш висока точність з кінематичною точки зору, а також менший мертвий хід. Якщо є необхідність, то використовувати такий тип передачі руху можна і в герметичному просторі, не використовуючи при цьому ущільнюючі сальники. Даний показник найбільш важливий для такої техніки, як авіаційна, космічна, підводний. Крім того, хвильовий редуктор застосовується і в деяких машинах, які використовуються в галузі хімічної промисловості.

Принцип роботи редуктора

З кінематичної точки зору, хвильові передачі - це різновид планетарних передач, яка має одне гнучке і зубачатое колесо. Принцип роботи хвильового редуктора полягає в наступному. Нерухоме колесо пристрою кріпиться в потрібному корпусі, а воно виконується у вигляді простого зубчастого колеса, що має внутрішнє зачеплення. Гнучке ж зубчасте колесо виконується у формі склянки, володіє тонкою стінкою, легко піддається деформації. У більш товстої частини цього ж колеса, тобто лівої, нарізають зубчики, у той час як права частина виконується у формі валу. Найпростіший елемент - це водило, яке складається з овального кулачка і підшипника.


Саме ж рух здійснюється за рахунок того, що відбувається деформація зубчастого вінця гнучкого колеса.

Конструкції редукторів

В даний час науці відомо безліч різноманітних конструкцій для хвильового редуктора. Найчастіше призначення всіх цих пристроїв - це перетворення вхідного обертального руху у вихідну обертальний або ж вихідна поступальний. Також варто відзначити, що хвильову передачу можна розглядати, як різновид багатопотокового планетарного механізму. Це цілком можливо, так як ці механізми мають багатозонними, а якщо брати в розрахунок зубчастий механізм, то ще й багатопарних контактом між вихідним ланкою і гнучким колесом механізму. Можна відзначити, що при номінальному навантаженні на хвильовий редуктор лише від 15 до 20% всіх зубів пристрою знаходиться в зачепленні. Саме з цієї причини у всіх хвильових передачах використовують мелкомодульние механізми, кількість зубів на яких знаходиться в межах від 100 до 600. Також можна додати, що в залежності від числа зон або ж хвиль у пристрої вони поділяються на одноволновие, двухволновие і т. д.

Хвильовий мотор-редуктор

Опис даного типу хвильової передачі можна зробити на основі мотора-редуктора моделі МВз2-160-55. Дана модель має здвоєною хвильової зубчастої передачею. Конструкція даного редуктора складається з гнучкого колеса, яке виконано у вигляді кільця з тонкими стінками і двома зубчастими вінцями. Крім того, в конструкції є й загальний для цих деталей кулачковий генератор хвиль, що володіє гнучким підшипником.
Також у цій моделі є кілька особливостей, які стосуються конструкції редуктора:

Розмір уздовж осі вала невеликий.

Генератор хвиль плаваючого типу, а з'єднання з валом електродвигуна шарнірне.

На кінці вихідного вала цього пристрою розташовуються прямобочние шліци.

Цей тип мотора-редуктора може використовуватися, як індивідуальний приводний модуль.

Технічні параметри мотора-редуктора

Технічні параметри хвильового мотора-редуктора - це кілька основних критеріїв:

Перший параметр, яким повинен відповідати редуктор - це крутний момент на вихідному валу. Він повинен становити 250 Н·м.

Другий параметр - це частота обертання вала редуктора. Показник цього параметра має бути - 55 хв -1.

Третій параметр для цього пристрою - передавальне відношення. Показник даного параметра - 264.

Коефіцієнт корисної дії хвильового мотора-редуктора має бути 07.

Параметри електродвигуна для цієї моделі такі: 031 кВт потужності, Частота обертання 1450 хв -1 , робоча напруга для цього механізму 220 В або 380 Ст.

Повний вага пристрою становить 20 кг.

Це основні параметри, які пред'являються до хвильовому мотора-редуктора.

Зубчаста передача

Не так давно інженерами був створений новий вид зубчастої передачі, яка за своїми параметрами, а також конструкції схожа з планетарною передачею, однак при цьому має принципово нової передачею обертання. Ці нові винаходи - хвильові зубчасті редуктори. Для того щоб передавати обертальний рух в цих пристроях була досягнута хвильова біжить деформація, якій піддається одне з зубчастих коліс редуктора. Даний винахід відмінно зарекомендувало себе в деякого виду стежать системах, а також в системах автоматичного керування з високим вимогою до точності. Таке специфічне призначення ці редуктори отримали з-за своїх характеристик: невеликий фізичний вага, а також малі розміри всього пристрою в цілому, яке при цьому володіє великим показником передавального відношення, характеризується більш високим коефіцієнтом корисної дії, тобто ККД, невеликими люфтами, а також малим зносом деталей редуктора. Саме ці параметри і стали вирішальними у визначенні мети роботи для хвильових зубчастих редукторів.

Лебідка з хвильовим редуктором

Хвильові редуктори можуть бути двох типів - зубчасті та черв'ячні. Застосування лебідки в даному пристрої знайшло себе лише при використанні черв'ячного редуктора типу. Також у хвильових редукторах черв'ячного типу з використанням лебідки існує два способи розташування черв'яка. Нижня установка, коли він перебуває під черв'ячним колесом, а також верхня, коли черв'як розташовується над цим же колесом. Крім того, привід з лебідкою може використовуватися для встановлення на космічному кораблі. Привід з лебідкою для космічного корабля являє собою двоступінчастий хвильовий редуктор. Призначення цього пристрою на таких кораблях - це передача обертання повністю герметичне простір. Так як редуктор є двоступеневим, то перша щабель - планетарна, а друга - хвильова передача. Також варто відзначити, що є можливість зробити пристрій самогальмуючим. Для цього необхідно замінити планетарну передачу в редукторі на черв'ячну.

Розрахунки редуктора

Як і для будь-якої іншої деталі, для створення редуктора необхідно проводити певні розрахунки, які будуть показувати, здатне пристрій виконувати свої функції, а також з якого матеріалу повинно виконуватися пристрій і т. д. Основним критерієм для розрахунку хвильового редуктора, його працездатності, є міцність гнучкого колеса. Оцінити цей параметр можна за допомогою опору втоми зубчастого вінця. Основний габаритний розмір передачі - це внутрішній діаметр гнучкого колеса. Визначається він за наближеною залежності опору утоми з урахуванням нормальних напружень.