Устройство передачи и расчет на прочность.

Волновые передачи основаны на принципе передачи вращательного движения за счет бегущей волновой деформации одного из зубчатых колес. Кинематически эти передачи представляют собой разновидность планетарной пе­редачи с одним гибким зубчатым колесом. На рис. изображены основные элементы волновой передачи: непод­вижное колесо 1 с внутренними зубьями, вращающееся упру­гое колесо 2 с наружными зубьями и водило h. Непод­вижное колесо закрепляется в корпусе и выполняется в виде обычного зубчатого колеса с внутренним зацеплением. Гибкое зубчатое колесо имеет форму стакана с легко деформирующейся тонкой стенкой: в утолщенной части (левой) нарезаются зубья, правая часть имеет форму вала. Водило состоит из овального кулачка и специального подшипника. Гибкое колесо деформируется так, что по оси овала 1—1 зубья

зацепляются на полную ра­бочую высоту; но оси II —11 зубья не зацепляются. Пере­дача движения осуществля­ется за счет деформирова­ния зубчатого венца гибкого колеса. При вращении води­ла волна деформации бежит по окружности гибкого зуб­чатого венца; при этом венец обкатывается по неподвиж­ному жесткому колесу в об­ратном направлении, вращая стакан и вал. Поэтому пере­дача и называется волновой, а водило — волновым генера­тором.

При вращении водила овальной формы образуются две волны. Такую, передачу называют двухволновой. Бывают трехволновые передачи.

Достоинство и недостатки волновых передач. Вол­новые передачи обладают большой нагрузочной способностью (в зацеплении находится большое число пар зубьев) и высо­ким передаточным отношением (и ~300 для одной ступени) при сравнительно малых габаритах. Передача может работать, находясь в герме­тизированном корпусе, что очень важно для использования волновых передач в химической, авиационной и других от­раслях техники.

Недостаток волновой передачи: сложность изготовления гибкого колеса и волнового генератора; возможность ис­пользования этих передач только при сравнительно не­высокой угловой скорости вала генератора.

Передаточное отношение волновых передач определя­ется методом остановки водила.
Передаточное отношение:

при неподвижном жестком колесе i = ω_h/ω₂ = -z₂/(z₁- z₂₎ =-z₂/C

где ω_h и ω₂ — угловые скорости волнового генератора и гиб­кого колеса;z₁ и z₂— числа зубьев жесткого и гибкого колес; С — число волн; Знак «минус» указывает па разные на­правления вращения генератора и гибкого колеса;

при неподвижном упругом колесе i = ω_h/ω₁ = z₁/(z₁- z₂₎ =z₁/C

Расчет волновых передач. В процессе работы этой передачи наблюдаются повышенные изнашивание зубьев, раз­рушение гибких колес и других деталей генератора волн.

Методы расчета волновых передач на прочность, надеж­ность и долговечность в настоящее время находятся еще в стадии усовершенствования. Расчет на прочность ведется по менее долговечному элементу передачи – гибкому колесу, которое испытывает переменные напряжения изгиба и кручения.

 

 

ГЛАВА 8. ЦЕПНЫЕ ПЕРЕДАЧИ

§ 1. Общие сведения

Рис. 8.1

Передачу механической, энергии между, параллельными валами, осуществляемую с помощью двух колес — звездочек 1 и 2 и охватывающей их цепи 3, называют цепной передачей (рис. 8.1). Цепная передача, как и ременная, принадлежит к числу передач с гибкой связью. Гибким звеном в этом случае является цепь, входящая в зацепление с зубьями звездочек. Зацепление обеспечивает ряд преимуществ по срав­нению с ременной передачей. Цепную передачу можно клас­сифицировать как передачу зацеплением с гибкой связью (ременная — трением с гибкой связью). Зацепление позволяет обойтись без предварительног о натяжения цепйТВ конструкции цепных передач для компенсирования удлинения цепи при вытяжке и обеспечения эксплуатационной стрелы провисания

ведомой-ветви иногда пре­дусматривают специальные натяжные устройства (см. рис. 8.1). Угол обхвата звездоч­ки цепью не имеет такого решающего значения, как угол обхвата шкива ремнем в ре­менной передаче. Цепные пере­дачи можно использовать как при больших, так и при малых межосевых расстояниях. Они могут передавать мощность от одного ведущего звена / нескольким звездочкам 2 (рис. 8.2).

 

 

Классификация.

Цепные передачи разделяют по следующим основным признакам:

1. По типу цепей: с роликовыми (рис. 8.3,а); с втулочными (рис. 8.3,6); с зубчатыми (рис. 8.3,в).

2. По числу рядов роликовые цепи делят на однорядные (см. рис. 8.3, а) и многорядные (например, двухрядные, см.рис. 8.3,6).

3. По числу ведомых звездочек: нормальные- двухзвенные (см. рис. 8.3); специальные – многозвенные.

4. По расположению звездочек: горизонтальные, наклонные,вертикальные.

5. По способу регулирования провисания цепи: с натяжным устройством и с натяжной звездочкой.

6. По конструктивному исполнению: открытые и закрытые).

Рис.8.3

Достоинства:

Большая прочность стальной цепи, по сравнению с ремнем позволяет передать цепью большие нагрузки с постоянным передаточным числом и при значительно меньшем межосевом расстоянии (передача более компактна); возможность передачи движения одной цепью нескольким звездочкам; по сравнению с зубчатыми передачами - возможность пере­дачи вращательного движения на большие расстояния (до 7 м); меньшая, чем в ременных передачах, нагрузка на валы; сравнительно высокий КПД (0,9 -0,98).

Недостатки:

сравнительно высокая стоимость цепей; вытягивание цепей вследствие изнашивания в шарнирах; повышенный шум вследствие удара звена цепи при входе в зацепление и дополнительные динамические нагрузки из-за многогранности звездочек; необходимость высококачественного монтажа передачи и тщательного ухода за ней; невозможность использования передачи при реверсировании без остановки; сложность подвода смазочного материала к шарнирам цепи.

Область применения.

Современные цепные передачи мо­гут передавать большие мощности (до 5 тыс. кВт) при сравнительно высоких скоростях (до 25—30 м/с). Этот вид передачи выбирают, когда применение зубчатой передачи
нецелесообразно из-за слишком большого межосевого рас­стояния, а ременные для проектируемой машины недостаточно надежны.

Цепные передачи широко распространены в транспор­тирующих устройствах (конвейерах, элеваторах, мотоциклах, велосипедах), в приводах станков и сельскохозяйственных машин, в химическом, горнорудном и нефтепромысловом машиностроении.