Reduktor fali: definicja, opis, rodzaje i zasada działania

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 10:38

Przekładnia falowa lub, jak to się nazywa, transmisja falowa, opiera się na przekazywaniu ruchu obrotowego, który powstaje w wyniku odkształcenia fali biegnącej jednego z kół zębatych.

Transmisje fal

Powstanie i dalszy rozwój transmisji fal przeprowadzono już w 1959 roku. Wynalazcą, a także osobą, która opatentowała tę technologię, był amerykański inżynier Masser.

Reduktor fal składa się z kilku podstawowych elementów:

• Koło stacjonarne z zębami wewnętrznymi.
• Kołowrotek z zewnętrznymi zębami.
• Przewoźnik.

Wśród zalet, które można wyróżnić z tej metody przenoszenia ruchu, jest mniejsza waga i wymiary urządzenia, większa dokładność z kinematycznego punktu widzenia, a także mniejszy luz. W razie potrzeby ten rodzaj transmisji ruchu może być również stosowany w przestrzeni uszczelnionej bez użycia dławnic uszczelniających. Ten wskaźnik jest najważniejszy dla takiego sprzętu jak lotnictwo, przestrzeń kosmiczna, podwodna. Oprócz,reduktor fali jest również stosowany w niektórych maszynach stosowanych w przemyśle chemicznym.

Zasada działania skrzyni biegów

Z kinematycznego punktu widzenia, koła zębate falowe są rodzajem przekładni planetarnych, które mają jedno elastyczne i zębate koło.

Zasada działania reduktora fal jest następująca. Koło stałe urządzenia jest zamontowane w żądanej obudowie i wykonane jest w postaci prostego koła zębatego z uzębieniem wewnętrznym. Elastyczne koło zębate wykonane jest w formie szkła o cienkiej ściance, która łatwo się odkształca. W grubszej części tego samego koła, czyli lewej, wycięte są zęby, natomiast prawa część wykonana jest w formie wałka. Najprostszym elementem jest element nośny, który składa się z owalnej krzywki i łożyska.

Sam ruch jest wykonywany z powodu odkształcenia wieńca zębatego koła elastycznego.

Projekty redukcyjne

Obecnie nauka zna szeroką gamę konstrukcji przekładni falowej. Najczęściej celem wszystkich tych urządzeń jest przekształcenie wejściowego ruchu obrotowego w wyjściowy ruch obrotowy lub wyjściowy translacyjny. Warto również zauważyć, że transmisję fal można uznać za rodzaj wielowątkowego mechanizmu planetarnego. Jest to całkiem możliwe, ponieważ mechanizmy te mają wielostrefowe, a jeśli weźmiemy pod uwagę mechanizm zębaty, to także wieloparowy kontakt między ogniwem wyjściowym a elastycznym kołem mechanizmu. MogąNależy zauważyć, że przy nominalnym obciążeniu reduktora fali zazębia się tylko od 15 do 20% wszystkich zębów urządzenia. Z tego powodu we wszystkich transmisjach fal stosowane są mechanizmy drobnomodułowe, których liczba zębów zawiera się w przedziale od 100 do 600. Można też dodać, że w zależności od ilości stref lub fal w urządzeniu, są podzielone na jednofalowe, dwufalowe itp.

Silnik z przekładnią falową

Opis tego typu transmisji fali można sporządzić w oparciu o model motoreduktora MVz2-160-5,5. Model ten posiada przekładnię dwufalową. Konstrukcja tej skrzyni biegów składa się z elastycznego koła, które wykonane jest w postaci pierścienia o cienkich ściankach oraz dwóch felg zębatych. Ponadto konstrukcja obejmuje również wspólny dla tych części generator fal krzywkowych, który ma elastyczne łożysko.

Ponadto ten model ma kilka cech związanych z konstrukcją skrzyni biegów:

1. Rozmiar wzdłuż osi wału jest mały.
2. Generator fal jest typu pływającego, a połączenie z wałem silnika jest przegubowe.
3. Wypusty proste znajdują się na końcu wału wyjściowego tego urządzenia.

Ten typ motoreduktora może być używany jako indywidualny moduł napędowy.

Parametry techniczne motoreduktora

Parametry techniczne motoreduktora falowego to kilka podstawowych kryteriów:

• Pierwszy parametr do dopasowaniaSkrzynia biegów to moment obrotowy na wale wyjściowym. Powinno być - 250 N⋅m.
• Drugim parametrem jest prędkość wału skrzyni biegów. Wskaźnik tego parametru powinien wynosić - 5,5 min-1.
• Trzecim parametrem tego urządzenia jest przełożenie. Wskaźnik tego parametru to 264.
• Sprawność motoreduktora falowego musi wynosić 0,7.
• Parametry silnika elektrycznego dla tego modelu są następujące: moc 0,31 kW, obroty 1450 min-1, napięcie robocze dla tego mechanizmu wynosi 220V lub 380V.
• Całkowita waga urządzenia wynosi 20 kg.

Są to główne parametry, które dotyczą motoreduktora falowego.

Przekładnia

Nie tak dawno inżynierowie stworzyli nowy typ przekładni zębatej, która pod względem parametrów i konstrukcji jest podobna do przekładni planetarnej, ale jednocześnie ma całkowicie nową przekładnię obrotową. Te nowe wynalazki to reduktory biegów falowych. W celu przeniesienia ruchu obrotowego w tych urządzeniach uzyskano falową deformację biegnącą, która nadaje się do jednego z kół zębatych skrzyni biegów. Ten wynalazek sprawdził się doskonale w niektórych rodzajach serwosystemów, a także w automatycznych systemach sterowania o wysokich wymaganiach dotyczących dokładności. Skrzynie te otrzymały tak specyficzne przeznaczenie ze względu na swoje właściwości: niski ciężar fizyczny, a także niewielkie rozmiary całego urządzenia jako całości, które jednocześnie ma duże przełożenie,charakteryzują się wyższą sprawnością, czyli sprawnością, małym luzem, a także niskim zużyciem części skrzyni biegów. To właśnie te parametry stały się decydujące w określeniu celu pracy reduktorów falowych.

Wciągarka z przekładnią falową

Przekładnie Wave mogą być dwojakiego rodzaju - zębate i ślimakowe. Zastosowanie wyciągarki w tym urządzeniu znalazło zastosowanie tylko przy zastosowaniu przekładni ślimakowej. Ponadto w przekładniach ślimakowych typu wave z wciągarką istnieją dwa sposoby pozycjonowania ślimaka. Dolne ustawienie, gdy ślimak znajduje się pod ślimacznicą, a górne ustawienie, gdy ślimak znajduje się nad tym samym ślimacznicą.

Ponadto napęd wyciągarki może być używany do instalacji na statku kosmicznym. Napęd wciągarki statku kosmicznego to dwustopniowy reduktor fal. Zadaniem tego urządzenia na takich statkach jest przeniesienie obrotu do całkowicie zamkniętej przestrzeni. Ponieważ skrzynia biegów jest dwustopniowa, pierwszy stopień jest planetarny, a drugi to przekładnia falowa. Warto również zauważyć, że istnieje możliwość samohamowania urządzenia. W tym celu konieczna jest wymiana przekładni planetarnej w skrzyni biegów na przekładnię ślimakową.

Obliczenia reduktora

Jak w przypadku każdej innej części, aby stworzyć skrzynię biegów, konieczne jest wykonanie pewnych obliczeń, które pokażą, czy urządzenie jest w stanie pełnić swoje funkcje, a także z jakiego materiałuurządzenie musi być uruchomione itp. Głównym kryterium obliczania reduktora fal, jego wydajności, jest wytrzymałość elastycznego koła. Parametr ten można oszacować na podstawie wytrzymałości zmęczeniowej wieńca zębatego. Głównym wymiarem gabarytowym przekładni jest wewnętrzna średnica koła podatnego. Wyznacza się ją przybliżoną zależnością wytrzymałości zmęczeniowej, z uwzględnieniem naprężeń normalnych.