3.4. Связь радиальной деформации с передаточным отношением

Цель деформации заключается в получении большого числа зубьев, одновременно находящихся в зацеплении, и повышения нагрузочной способности передачи. Также для обеспечения многопарности зацепления выбирают определенной формы кулачок и геометрию профиля зубьев.

Из рис. 3.4 видно, что .

С учетом модуля передачи m получаем

При разности чисел зубьев z₂ – z_l = 2, величина максимальной радиальной деформации W₀ для колес, нарезанных без смещения исходного контура,

Для колес, нарезанных со смещением: 0,94 m ≤ W₀ ≤ 1,1m.

При неподвижном жестком колесе

.

Знак «–» указывает на разное направление вращения ведущего и ведомого звеньев при закрепленном колесе 2.

Очевидно, что для увеличения передаточного отношения разность чисел зубьев колес должна быть возможно меньшей, причем по условиям сборки разность чисел зубьев колес должна быть равной или кратной числу волн деформации во избежание интерференции (наложения друг на друга) зубьев.

Минимальное передаточное отношение ограничивается изгибной прочностью зубчатого гибкого колеса. При d₁ = const с уменьшением передаточного отношения возрастает потребная величина радиальной деформации и напряжения изгиба. Большие значения передаточных отношений определяется минимальными значениями модуля (т ≥ 0,15 мм).

Допускаемый диапазон передаточных отношений волновой пе­редачи составляет 70 ≤ и ≤ 320.

Рис. 3.4. Относительное расположение недеформированных колес в волновой передаче:

1 – гибкое колесо; 2 – жесткое колесо

3.5. Характер и причины отказов деталей волновых передач

1. Поломка гибкого колеса вследствие появления усталостных трещин во впадинах зубьев (т.к. колесо подвержено воздействию знакопеременных напряжений изгиба), что определяет необходимость расчета гибкого колеса на усталостную прочность при изгибе.

2. Разрушение подшипников качения генератора волн. У подшипников с гибкими кольцами интенсивно изнашиваются дорожки качения вследствие действия сил в зацеплении и сопротивления гибкого колеса деформированию. Это приводит к увеличению радиальных зазоров, соизмеримых с величиной радиальной деформации W₀, искажению формы деформации и выходу из строя передачи.

3. Проскок генератора волн при больших крутящих моментах. Проскок обусловлен изменением формы генератора волн гибкого и жесткого колес под нагрузкой вследствие их недостаточной радиальной жесткости; при этом зубья при входе в зацепление упираются вершинами друг в друга, жесткое колесо распирается, генератор сжимается и происходит проскок. Необходимо правильно назначать параметры элементов передачи и допустимый кратковременный момент перегрузки.

4. Износ зубьев. Наблюдается на концах, обращенных к дну (к заделке) гибкого колеса и обусловлен перекосом гибкого колеса. При правильно выбранных параметрах деформации и зацепления этот износ зубьев незначителен и является прирабатываемым. Иногда имеет место прогрессирующий износ, обусловленный скольжением зубьев при вхождении в зацепление.

Основными критериями волновых передач являются прочность гибкого колеса и прочность гибкого подшипника генератора.