Курсовая работа Геометрическое черчение Проекционное черчение Изучение резьбовых соединений Соединение деталей Эскизы и рабочие чертежи деталей Техническая механика

Курс лекций Инженерная графика Детали машин и основы конструирования

Волновые зубчатые передачи

Кинематическая схема волновой передачи показана па рис. 6.1: ведущее звено — генератор деформации h: ведомое — гибкая цилиндрическая оболочка с зубчатым венцом 2, имеющая общую геометрическую ось с жестким корончатым колесом 1 и генератором h. Вращающийся генератор растягивает венец 2 в радиальном направлении, волны деформации бегут по венцу и создают несколько зон зацепления с корончатым колесом 1.

Наиболее распространены генераторы, создающие две волны деформации и соответственно две зоны зацепления (см. рис. 6.1). Типовые схемы генераторов показаны на рис. 6.2: а — двухроликовый, создает две волны деформации; б — четырехроликовый, но создает также две волны деформации; такие схемы применяют при малых нагрузках и небольших частотах вращения генератора; в - многороликовый генератор, создает заданную форму деформации гибкого венца по всему периметру, применяется в передачах большого диаметра; г — дисковый генератор, создает две волны деформации в местах прилегания диска к гибкому венцу: упругая кривая гибкого венца имеет форму дут окружности: д —кулачковый генератор.

Рис. 6.1. Волновая передача

представляет собой кулачок с надетым на него гибким подшипником; такой генератор применяют в передачах любого назначения.

Для передачи вращения с гибкого колеса 2 на ведомый вал гибкую оболочку соединяют с фланцем ведомого вала болтами, сваркой или шлицами (рис. 6.3).

Зацепление гибкого колеса с жестким в нескольких зонах повышает нагрузочную способность, кинематическую точность и КПД по сравнению с аналогичными показателями планетарных передач.

Передаточное отношение волновых передач определяют по таким же формулам, что и для планетарных с ведущим водилом

Рис. 6.3. Способы крепления гибкой оболочки к ведомому валу

а – винтами (болтами, шпильками); б – сваркой; в – шлицевым соединением

где h - генератор волновой деформации (ведущее звено): k — ведомое колесо: п - неподвижное колесо.

Для передачи по рис. 6.1 и схеме 1 табл. 6.1

 

Собираемость этой волновой передачи обеспечивается выполнением единственного условия — вхождением зубьев гибкого колеса во впадины жесткого во всех зонах зацепления:

где пw - число зон зацепления (волн деформации), создаваемых генератором (обычно nw = 2); k - коэффициент кратности k = 1; 2; 3; ... Для снижения напряжения в гибком колесе обычно принимают k = 1.

Из формул (6.2) и (6.3) следует

 

Число зубьев z2 гибкого колеса 2 (при заданном значении i(3)1H и выбранных значениях k и nw )

Интервал значений z2 от 150 до 600.

Число зубьев жесткого колеса

 

Основные кинематические схемы волновых передач и их параметры приведены в табл. 6.1. Наиболее распространена схема 1; на рис. 6.4 показана одна из конструкций такой передачи.

В передаче по схеме 2 гибкое колесо 2 — неподвижное, а жесткое колесо 1 вращается. Передаточное отношение

Схему 2а (табл. 6.1 и рис. 6.5) рационально применять для передачи вращения в герметизированное пространство. Передаточное отношение определяется по формуле (6.7).

Волновая передача с двухвенцовой короткой гибкой оболочкой 2 — 2', неподвижным жестким колесом 3 и ведомым жестким колесом 1 показана на рис. 6.6 и на схеме 3 табл. 6.1. Эта передача аналогична планетарной по схеме 3 табл. 5.1. Передаточное отношение

В этой передаче условия соосности и вхождения зубьев в зацепление (при равных значениях модулей в обеих парах) определяются одним условием

 

Обозначим разности

 

Из формул (6.8), (6.9) и (6.10) следует

Рис. 6.4. Мотор-редуктор, выполненный по схеме 1 табл. 6.1.:

1 – неподвижное жесткое колесо; 2 – ведомое гибкое колесо; h – генератор

Рис. 6.5. Мотор-редуктор, выполненный по схеме 2а табл. 6.1.:

1 – ведомое жесткое колесо; 2 – неподвижное гибкое колесо; h – дисковый генератор

Рис. 6.6. Мотор-редуктор, выполненный по схеме 3 табл. 6.1.:

1 – ведомое жесткое колесо; 2 – 2¢ - короткое гибкое колесо с двумя зубчатыми венцами;

3 – неподвижное жесткое колесо; h – дисковый генератор

В этой формуле величина i(3)1H содержится в исходных данных, z2 выбирают в пределах 150-600, значения k и пw приведены в пояснении к формулам (6.3) и (6.5). Вычислив D по формуле (6.11), определяют числа зубьев остальных колес: z1 = z2 + kпw; z2¢  = z2 + D; z3 = z2 + kпw . После необходимых округлений уточняют передаточное отношение. Если отклонение его от заданного больше допускаемого, то выбирают другое значение z2 и повторяют расчет.

Передача по схеме 3 имеет значительно меньшие осевые габариты по сравнению с другими волновыми передачами, но меньшие значения КПД и нагрузочной способности. Рациональная область применения их - приводы кратковременного включения систем управления с передаточным отношением 300 — 6000. Передачу по схеме 3 можно преобразовать в передачу по схеме 2, сделав равными числа зубьев гибкого венца 2' и неподвижного жесткого корончатого колеса 3 (z2¢ = z3). В этом случае вместо зацепления колес 2' и 3 получится шлицевое соединение; осевые габариты такой передачи меньше, чем у передачи по схеме 2, но КПД и нагрузочная способность ниже.

Проектировочный расчет начинают с определения чисел зубьев колес, порядок которого для различных схем передач изложен ниже. Далее рассчитывают передачу на прочность и долговечность. Волновые зубчатые передачи обычно выходят из строя из-за износа рабочих поверхностей зубьев или усталостной поломки шбкого колеса. В передачах с кулачковыми генераторами и гибкими подшипниками причинами выхода из строя могут быть усталостные поломки колец подшипника, сепаратора или усталостное выкрашивание поверхностей беговых дорожек-колец и тел качения.

Конструкции и деталей волновых передач

Пример расчета волновой передачи Техническое задание. Определить основные параметры вол­новой передачи по следующим данным: nh = 960 об/мин: n2 = 8 об/мин; вращающий момент на ведомом вату Т2 = 60×105 Н×мм; срок службы Lh = 3000 ч. Материал гибкого колеса - сталь 30ХН3А (sв = 900 МПа: s-1 = 450 МПа: t-1 = 260 МПа). Нагрузка меняется по отнулевому циклу.

Ременные и цепные передачи Задания на курсовое проектирование деталей машин в тех­никумах содержат разработку одного из видов гибких передач - ременной или цепной передачи. Первую из них располагают в кинематической схеме привода на участке от электродвигателя к редуктору, вторую — для передачи от редуктора к приводному валу. Как правило, та и другая передачи служат для понижения частоты вращения. Специальные передачи, повышающие угло­вую скорость, здесь не рассматриваются, так как в типовых заданиях на курсовое проектирование они не встречаются.

Схема защиты асинхронного двигателя. На фиг. 482 дана схема защиты асинхронного двигателя. Схема содержит токовую защиту от многофазных повреждений, выполненную с помощью одного реле А типа ЭТ-61 с раздельным включением его обмоток на фазные токи.

В случае повреждения, например фаз а и b, во вторичной обмотке трансформатора тока 1 появится ток, который заставит сработать реле А, т. е. замкнуть своими контактами цепь постоянного тока. Это, в свою очередь, заставит сработать и промежуточное реле 2. Тогда ток от шин постоянного тока пройдёт через последовательно включённый с контактами промежуточного реле блинкер 3 и далее через выключающую катушку 4 масляного выключателя 5. Катушка 4 втянет стержень, и масляный выключатель отключит мотор от шин высокого напряжения.

Теплосиловая установка. На фиг. 483 дана схема теплосиловой установки, состоящей из четырёх паровых котлов и двух турбогенераторов. Рассмотрим принцип действия данной установки при работе котлов I и II.

Установка служит для преобразования тепловой энергии в электрическую. Пар из котлов I и II должен пройти по пути ряд трубопроводов и аппаратов прежде чем попасть на лопатки турбины. Через пароперегреватели а и б, автоматические клапаны 1, 2, 3 и 4 и клапаны 10 и 11 пар поступает в водоотделитель А. Освободившись там от воды (конденсата), пар попадает через клапан 12 на лопатки турбины Т1. Турбина приходит во вращательное движение вместе с ротором генератора, сидящим на одном валу с турбиной. Отработанный пар поступает в конденсатор К1.

Котлы III и К—резерзные, работают так же, как котлы I и II.


На главную