Дудников В.С.

Днепропетровский национальный университет

СПОСОБ ОСЕВОЙ ФИКСАЦИИ ГИБКОГО КОЛЕСА-КОЛЬЦА ВОЛНОВОЙ ПЕРЕДАЧИ

При выборе конструктивных решений элементов волновых передач предусматривают минимальные значения произведений сил и относительных перемещений в кинематических парах, минимальные углы давления и стабильные соотношения сил и скоростей для равнозначных элементов передачи.

При выполнении этих положений обеспечивается высокий к.п.д., большая нагрузочная способность и равномерный износ деталей передачи.

Известны волновые зубчатые передачи, содержание одно- или двухвенцовое гибкое зубчатое колесо, зацепляющеееся одновременно с неподвижным, связанным с корпусом, и подвижным, связанным с ведомым валом, жесткими зубчатыми колесами, торцевые ограничительные поверхности которых фиксируют в осевом направлении гибкое колесо [1, 90, рис. 51]. Недостатком известных конструкций является то, что торцы гибкого колеса при перемещении относительно ограничивающих поверхностей испытывают значительное сопротивление сил трения скольжения. Это увеличивает потери мощности на трение в относительном движении, а также износ гибкого колеса, что снижает к.п.д. и долговечность передачи.

Известна волновая зубчатая передача, содержащая гибкое колесо-кольцо с двумя зубчатыми венцами, разделенными канавкой, в которой установлены тела качения обоймы, закрепленной в корпусе [2]. Однако для обеспечения сборки-разборки передачи обойма должна быть выполнена разборной из двух собираемых вдоль оси половин, при этом укладка шариков в гнезда обоймы из-за выступающих над канавкой зубчатых венцов гибкого колеса производится по одному внутри корпуса передачи при вертикальном его расположении, что значительно затрудняет сборку-разборку, особенно многократную, например, при экспериментальных исследованиях.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому решению является волновая зубчатая передача, содержащая находящиеся в зацеплении гибкое и жесткое колеса, имеющие одинаковое число зубьев и зафиксированные в осевом направлении друг относительно другa с помощью разрезного проволочного кольца, введенного через отверстие в гибком колесе в кольцевые канавки, выполненные в сопрягаемых зубчатых венцах [1, 91, рис. 52, б, в].

Однако наличие дополнительного отверстия в зоне зубчатого венца усложняет конструкцию гибкого колеса, приводит к неравномерности изгибной жесткости, концентрации напряжений, а следовательно, снижает его долговечность.

Сборка, а тем более разборка гибкого колеса с жестким колесом затруднительна и требует полной разборки передачи, что неудобно при частой замене гибких колес, например, при проведении экспериментальных исследований.

Упрощение конструкции за счет создания быстроразъемного соединения гибкого и жесткого колес достигается тем, что в известной волновой зубчатой передаче, содержащей генератор деформаций, зацепляющиеся между собой с одинаковым числом зубьев гибкое колесо-кольцо и жесткое колесо, каждое из которых может быть обхватывающей или обхватываемой деталью, зафиксированные в осевом направлении друг относительно друга с помощью разрезного проволочного кольца, размещенного в кольцевых канавках, выполненных в сопрягаемых зубчатых венцах, размеры канавок и кольца выбираются из следующих соотношений:

; ,

где - диаметр дна канавки зубчатого венца жесткого колеса;

- диаметр вершин зубьев гибкого колеса в недеформированном состоянии;

- диаметр проволоки разрезного кольца;

- монтажный радиальный зазор, необходимый для осевой сборки гибкого колеса с предварительно установленным в нем разрезным проволочным кольцом ( = 0,05 ... 0,1 мм);

- глубина канавки на гибком колесе;

- величина радиальной деформации гибкого колеса в направлении навстречу к проволочному кольцу, установленному в жестком колесе, задаваемая генератором деформаций.

При этом знаки "плюс" и "минус" используются соответственно при обхватывающем и обхватываемом жестком колесе [3].

Выполнение передачи с предлагаемым соотношением размеров элементов радиальной размерной цепи обеспечивает наличие монтажного радиального зазора, необходимого для свободной осевой сборки гибкого и жесткого колес, составляющих между собой зубчатое муфтовое соединение, до установки генератора деформаций.

Превышение глубины канавки гибкого колеса над величиной его радиальной деформации в направлении навстречу проволочному кольцу обеспечивает возможность самоустановки гибкого колеса совместно с генератором в пределах зазора волнового зацепления гибкого колеса с жесткими колесами.

Использование процесса деформирования гибкого колеса генератором в качестве механизма кинематического замыкания разрезного кольца в канавке зубчатого венца гибкого колеса обеспечивает надежность и быстроразъемность соединения гибкого и жесткого колес.

Возможность предварительной установки разрезного кольца в канавку жесткого колеса исключает надобность в выполнении специального монтажного отверстия в гибком колесе. Отсутствие отверстия упрощает конструкцию гибкого колеса, технологию его изготовления, устраняется неравномерность радиальной изгибной жесткости вдоль периметра гибкого колеса, концентрация напряжений, а, следовательно, повышается его надежность и долговечность.

Литература

1.  Волновые зубчатые передачи / Под ред. Д.П. Волкова, А.Ф. Крайнева. - Киев: Техніка, 1976. - 222 с.

2.  А.с. 879101, СССР, кл. F16Н1/00, 1981..

3.  А.с. 1114838, СССР, кл. F16Н1/00, 1982.