§ 10.16. Параметры оптимизации волновой передачи
И. Число деталей меньше в несколько раз, а стоимость — примерно в два раза. Срок службы стандартных передач общего назначения 10 000 ч.
К недостаткам современных конструкций волновых передач можно отнести: сравнительно высокое значение нижнего предела передаточного отношения /min «80; сравнительную сложность изготовления гибкого колеса и генератора волн (требуется специальная оснастка). Это затрудняет индивидуальное производство и ремонтные работы.
Применять волновые передачи целесообразно в механизмах с большим передаточным отношением, а также в устройствах со специальными требованиями к герметичности, кинематической точности, инерционности и пр.
Параметры оптимизации волновой передачи:
1. Форма и размер деформирования гибкого колеса.
2. Геометрия зацепления — высота зубьев, коэффициенты коррекции хд и хь (по условию отсутствия интерференции зубьев под нагрузкой).
3. Коэффициент ширины зубчатого венца i|/bd.
4. Коэффициент толщины зубчатого венца \|/6d по условию максимума коэффициента запаса сопротивлению усталости sc.
Вопросы для самоподготовки
1. Каковы устройство и принцип действия волновой передачи?
2. От каких параметров зависит передаточное отношение волновой передачи и чем ограничиваются его max и min?
3. Каковы особенности преобразования движения в зубчатой и фрикционной волновых передачах?
4. По каким условиям выбирают профиль и размеры зубьев в волновой передаче?
5. Каковы основные критерии работоспособности и расчета волновых передач?
6. Каковы преимущества и недостатки волновых передач и области их применения?
Пример расчета 10.1. Рассчитать волновой редуктор общего назначения: /Jff= 100, nh— 1450 мин"\ Τ2 — 800 Η м = 800 ΙΟ3 Η •мм, срок службы 10000 ч, нагрузка близка к постоянной.
Решение. 1. По формуле (10.12) находим zg = 200, zb = 202. Выбираем зубья с широкой впадиной (см. рис. 10.8). По рекомендациям к формулам (10.37) и (10.41) принимаем: Уг=1,3, ψΜ = 0,16, \|/6d = 0,012, $σ = 1,7, Κσ = 1,9, материал гибкого колеса — 30ХГСА, 28...32 HRC с последующим дробеструйным наклепом, а_!=480 МПа, £=2,1 • 10* МПа. По формуле (10.41),
δ = 2,2 мм), строят график от δ и по максимуму s( рекомендуется самим провести такой поиск.
п2, Т2
5. Рассчитываем геометрию жесткого колеса zb = долбяком с полной высотой зуба при высоте уменьшенной на один модуль
По формуле (10.23), хь=-0,15-(0,8-0,96)/0,8 = 0,05. По табл. 10.2 принимаем долбяк: z0 = 80, da0 = 66,64мм, h*a0=\,35, хо = 0,3.
-0,15-0,3
По формуле (10.32), invaw0 = 2 tg 20°+ 0,014904 = 0,012274 или
wo 208-80
aw0= 18°47\ По формуле (10.31), aw0 = 0,8 (208-80)cos20 /(2cos 18°47') = = 50,82 мм. По формуле (10.28), d,b = 2(50,82 + 0,5-66,64) = 168,28 мм.
По второй формуле (10 30), принимая hd = m = 0,8 мм, находим dab = 166,16 + 2 •0,96 — 2 0,8= 166,48 мм.
6. Проверяем отсутствие интерференции по переходным кривым. Для этого определяем диаметры граничных точек. Для гибкого колеса: по формуле (10.35), принимая р0 = 0,2, находим
tg a, = tg 20 - 4 (0,35 - 0,2 + 0,15)/(206 sin 40°) = 0,3549
или a, = 19 30'.
По формуле (10 34), J/g = 0,8 • 206cos207cos 19°30'= 164,29 мм По неравенству (10.30), 166,48 ^164,29 +2 0,96 =166,21—условие соблюдается.
Для жесткого колеса: по формуле (10.36), cos aa0 = 0,8 • 80cos 20°/66,64= = 0,9025 или aflo=25°Г12" • tg a/=tg 18°47' + 80 (tg 25° 1Ί 2" — tg 18°47')/208 = 0,3936 или a,= 21°27' и По неравенству (10.29), 166,16^ 168,00-2 0,96 = 166,08 мм — неравенство не соблюдается. Имеет место небольшая интерференция (0,1 т), устранимая за счет приработки.
К недостаткам современных конструкций волновых передач можно отнести: сравнительно высокое значение нижнего предела передаточного отношения /min «80; сравнительную сложность изготовления гибкого колеса и генератора волн (требуется специальная оснастка). Это затрудняет индивидуальное производство и ремонтные работы.
Применять волновые передачи целесообразно в механизмах с большим передаточным отношением, а также в устройствах со специальными требованиями к герметичности, кинематической точности, инерционности и пр.
Параметры оптимизации волновой передачи:
1. Форма и размер деформирования гибкого колеса.
2. Геометрия зацепления — высота зубьев, коэффициенты коррекции хд и хь (по условию отсутствия интерференции зубьев под нагрузкой).
3. Коэффициент ширины зубчатого венца i|/bd.
4. Коэффициент толщины зубчатого венца \|/6d по условию максимума коэффициента запаса сопротивлению усталости sc.
Вопросы для самоподготовки
1. Каковы устройство и принцип действия волновой передачи?
2. От каких параметров зависит передаточное отношение волновой передачи и чем ограничиваются его max и min?
3. Каковы особенности преобразования движения в зубчатой и фрикционной волновых передачах?
4. По каким условиям выбирают профиль и размеры зубьев в волновой передаче?
5. Каковы основные критерии работоспособности и расчета волновых передач?
6. Каковы преимущества и недостатки волновых передач и области их применения?
Пример расчета 10.1. Рассчитать волновой редуктор общего назначения: /Jff= 100, nh— 1450 мин"\ Τ2 — 800 Η м = 800 ΙΟ3 Η •мм, срок службы 10000 ч, нагрузка близка к постоянной.
Решение. 1. По формуле (10.12) находим zg = 200, zb = 202. Выбираем зубья с широкой впадиной (см. рис. 10.8). По рекомендациям к формулам (10.37) и (10.41) принимаем: Уг=1,3, ψΜ = 0,16, \|/6d = 0,012, $σ = 1,7, Κσ = 1,9, материал гибкого колеса — 30ХГСА, 28...32 HRC с последующим дробеструйным наклепом, а_!=480 МПа, £=2,1 • 10* МПа. По формуле (10.41),
δ = 2,2 мм), строят график от δ и по максимуму s( рекомендуется самим провести такой поиск.
п2, Т2
5. Рассчитываем геометрию жесткого колеса zb = долбяком с полной высотой зуба при высоте уменьшенной на один модуль
По формуле (10.23), хь=-0,15-(0,8-0,96)/0,8 = 0,05. По табл. 10.2 принимаем долбяк: z0 = 80, da0 = 66,64мм, h*a0=\,35, хо = 0,3.
-0,15-0,3
По формуле (10.32), invaw0 = 2 tg 20°+ 0,014904 = 0,012274 или
wo 208-80
aw0= 18°47\ По формуле (10.31), aw0 = 0,8 (208-80)cos20 /(2cos 18°47') = = 50,82 мм. По формуле (10.28), d,b = 2(50,82 + 0,5-66,64) = 168,28 мм.
По второй формуле (10 30), принимая hd = m = 0,8 мм, находим dab = 166,16 + 2 •0,96 — 2 0,8= 166,48 мм.
6. Проверяем отсутствие интерференции по переходным кривым. Для этого определяем диаметры граничных точек. Для гибкого колеса: по формуле (10.35), принимая р0 = 0,2, находим
tg a, = tg 20 - 4 (0,35 - 0,2 + 0,15)/(206 sin 40°) = 0,3549
или a, = 19 30'.
По формуле (10 34), J/g = 0,8 • 206cos207cos 19°30'= 164,29 мм По неравенству (10.30), 166,48 ^164,29 +2 0,96 =166,21—условие соблюдается.
Для жесткого колеса: по формуле (10.36), cos aa0 = 0,8 • 80cos 20°/66,64= = 0,9025 или aflo=25°Г12" • tg a/=tg 18°47' + 80 (tg 25° 1Ί 2" — tg 18°47')/208 = 0,3936 или a,= 21°27' и По неравенству (10.29), 166,16^ 168,00-2 0,96 = 166,08 мм — неравенство не соблюдается. Имеет место небольшая интерференция (0,1 т), устранимая за счет приработки.