Классификация типовых структурных схем ВЗП.

Date: 2015-10-07; view: 388.

2 2

Рис. 18.7

Подвижность механизма подсчитывается следующим образом

n = 3; p₁= 2; p₂ = 1; p₃= 2;

W^пр= 6×3 - 5×2 - 4×1 - 3×2 = 18 – 20 = -2.

В механизме имеется одна местная подвижность W_м= 1 – подвижность зуба гибкого колеса в осевом направлении (по оси у). Заданная или основная подвижность механизма W₀= 1. Число избыточных связей в механизме равно

q^пр = W₀+ W_м+ W^пр= 1+1- (-2) = 4.

Эти избыточные или пассивные связи определяют требование параллельности осей пар В,С,D и Е оси пары А.

Движение всех звеньев волнового механизма осуществляется в параллельных плоскостях. Поэтому механизм волновой зубчатой передачи можно рассматривать как плоский. В этом случае

n = 3; p₁= 3; p₂ = 2;

W^пл= 3×3 - 2×3 - 1×2 = 9 – 8 = 1.

W_м= 0; W₀= 1; q^пл = W₀+ W_м+ W^пл= 1-1 = 0.

В таблице 18.1 приведены наиболее распространенные структурные схемы типовых волновых зубчатых передач, а также диапазоны рекомендуемых передаточных отношений и ориентировочные значения КПД при этих передаточных отношениях. Основное отличие одной схемы от другой заключается в конструкции муфты соединяющей гибкий зубчатый венец с корпусом или с выходным тихоходным валом. В таблице показаны только три наиболее распространенных разновидности: гибкая оболочка в форме стакана, гибкая труба с шлицевым соединением и волновая зубчатая муфта. Если в передаче с гибким колесом – кольцом (в третьей из рассматриваемых схем), второе волновое зацепление выполнить как волновую зубчатую передачу, то получим двухступечатую ВЗП.

Типовые волновые зубчатые передачи (ВЗП).

Таблица 18.1

№ Структурная схема ВЗП u_ред h

1. ж г h 50… 300 u_h1^ж= = -z_г/(z_ж-z_г) 0.95..0.8

2. ж г h 50… 300 u_h1^ж= = -z_г/(z_ж-z_г) 0.9…0.8

3. ж z_м z_г 1 h г u_h1^ж = z₁×z_г/ /( z₁×z_г- z_м×z_ж) 2000… 10⁵ Если z_м= z₁, то u_h1^ж= = -z_г/(z_ж-z_г) 40… 300 0.2..0.01 0.85..0.7

Кинематика волнового механизма.

Рассмотрим идеальную фрикционную волновую передачу. В этой передачи контактирующие поверхности гибкого и жесткого колес будут соответствовать начальным поверхностям зубчатых колес. Толщину гибкого колеса принимаем бесконечно малой. Тогда срединная поверхность гибкого колеса совпадает с его начальной поверхностью. Считаем, что срединная поверхность гибкого колеса нерастяжима, то есть длина ее до и после деформирования колеса генератором волн остается неизменной.

С V_C

r_wж2 r_wу 1

P

V_P w₁=w_г

0₁

r_сг0_д10₁

r_д 0_hw_ж

0_h

0_д1

w_h

г r_wу= r_су

P w₀

h

Рис. 18.8

На рис.18.8 приняты следующие обозначения:

r_wу - радиус начальной окружности условного колеса;

r_wж - радиус начальной окружности жесткого колеса;

r_д - радиус деформирующего диска;

r_сг - радиус срединной окружности гибкого колеса;

r_су - радиус срединной окружности условного колеса;

w₀ - радиальная деформация гибкого колеса.

Рассмотрим движение звеньев дифференциального волнового механизма относительно генератора волн. Тогда угловые скорости звеньев изменятся следующим образом:

Таблица 18.2

Движение механизма Звено г Звено ж Звено h Звено 0

относительно стойки w_г w_ж w_h w₀=0

относительно генератора волн w^*_г=w_г-w_h w^*_ж=w_ж-w_h w_h-w_h=0 -w_h

В движении звеньев относительно генератора волн скорости звеньев равны угловым скоростям в движении относительно стойки минус угловая скорость генератора. Скорость точки жесткого колеса, совпадающей с полюсом зацепления V_Pж = (w_ж-w_h)×r_wж,

а скорость точки, совпадающей с полюсом на гибком колесе

V_Pг = (w_г-w_h)×r_wг .

В полюсе зацепления нет скольжения и V_Pж = V_Pг, а так как срединную поверхность оболочки считаем нерастяжимой то V_Pг = V_С . Тогда для движения относительно генератора волн

V_Pж = (w_ж-w_h)×r_wж, V_С= (w_г-w_h)×r_wг ,

V_Pж = V_СÞ (w_ж-w_h)×r_wж= (w_г-w_h)×r_wг ,

(w_ж-w_h)/ (w_г-w_h) = r_wг/ r_wж= z_г / z_ж,

z_ж× w_ж+ (z_г – z_ж) × w_h- z_г× w_г= 0.

Для волнового зубчатого редуктора [ 1 ]:

· при заторможенном жестком колесе w_ж= 0

u_hг^ж= w_h/ w_г= - z_г/ (z_ж – z_г);

· при заторможенном гибком колесе w_г= 0

u_hж^г= w_h/ w_ж= z_ж/ (z_ж – z_г).

Расчет геометрии волнового зубчатого зацепления.

В расчете геометрии волнового зацепления существует два основных подхода. В первом методе [ 2 ] исследуется относительное движение зубьев и, на основе этого, разрабатываются рекомендации по выбору геометрических параметров зацепления. Второй метод [ 3 ] основан на использовании расчетного внутреннего зацепления жесткого колеса с условным расчетным колесом. Это колесо вписывается в деформированное гибкое колесо на участке возможного зацепления. Преимуществом первого метода можно считать относительную универсальность, которая позволяет в расчете геометрии учитывать деформации как гибкого, так и жесткого колеса под нагрузкой. Однако разработать рекомендации даже для небольшого количества конструкций ВЗП затруднительно. Второй метод позволяет использовать для расчета геометрии стандартный расчет внутреннего эвольвентного зацепления для пары колес z_жи z_у . Число зубьев условного колеса рассчитывается по следующей формуле

z_y= z_г / ( 1 ± k_b × m_w),

где m_w= w₀/ r_сг - относительная деформация гибкого колеса;

k_b - коэффициент, определяемый углом b ;

b - угловая координата участка постоянной кривизны деформированной кривой гибкого колеса.

После определения z_yопределяются

· толщина гибкого колеса под зубчатым венцом h_c

h_c = (60 + 0.2× z_г) ×m× z_г×10 ^–4;

· коэффициент смещения гибкого колеса

x_г = (h_a^*+ c^*+ 0.5 × h_c/m) × d ;

· относительная деформация

m_w= w₀/ r_сг = ± [(z_ж – z_г) / z_г]× g;

где при внутреннем деформировании: знак + , d = 1, g = 0.95…1.1;

при внешнем деформировании: знак - , d = 0.8.. 0.9, g = 0.85…1.1;

· радиус срединной окружности условного колеса

r_cy = ( z_г+ x_г ± h_a^*± c^*± 0.5 × h_c/m) × m ;

· радиус срединной окружности гибкого колеса

r_cг = ( z_г / z_у ) × r_cy;

· межосевое расстояние

a_w = ± r_cг× ( 1 + m_w) + r_cy ;

· угол зацепления

a_w= arccos [±(z_ж – z_y) × m × cos a ] / (2× a_w ).

Далее расчет ведется по стандартному алгоритму расчета внутреннего эвольвентного зацепления [ 3 ].

Литература.

1. Гинзбург Е.Г. Волновые зубчатые передачи. – Л.: Машиностроение, 1969. – 159 с., ил.

2. Волновые механические передачи. Методические рекомендации. – М.: НИИИ по Машиностроению, 1976. – 83 с., ил.

3. Волновые зубчатые передачи. Роботы-манипуляторы. Конспект лекций. – М.: МГТУ им. Н.Э.Баумана, 1980. – 58 с., ил.

<== previous lecture	\|	next lecture ==>
Преимущества и недостатки волновых передач.	\|	Постановка задачи синтеза.

lektsiopedia.org - 2013 год. | Page generation: 1.252 s.