§ 6.2. Расчет волновой губчатой передачи

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.

В передачах с роликовыми и дисковыми генераторами следует проверять долговечность подшипников качения роли­ков или дисков.

Предварительные значения параметров стального гибкого колеса определяют по эмпирическим формулам:

д

(6.12)

елительный диаметр, мм

где Т₂ —вращающий момент на ведомом валу, Нмм;

т

(6.13)

олщина гибкого колеса под зубьями, мм, из условия его изгибной прочности

внутренний диаметр гибкого колеса, мм

(6.14)

где m и z₂ - предварительные значения модуля и числа зубьев гиб-

кого колеса

Формула (6.14) выведена с учетом большого коэффициента смещения производящего контура, порядка 3 и выше.

В случае применения кулачкового генератора с гибким подшипником значение D уточняется после выбора подшипников.

Наружный диаметр кольца гибкого подшипника выбирают из условия обеспеченности заданой долговечности 14

(6.15)

где Т₂ – вращающий момент на гибком колесе, Н ^. мм; L_h – заданная долговеч-

ность, ч; n_h — частота вращения генератора, об/мин; п₂ — частота вращения ведомого колеса, об /мин.

При окончательном выборе внутреннего диаметра гибкого колеса принимают D  D'.

По полученному значению внутреннего диаметра гибкого колеса (равному диаметру наружного кольца гибкого под­шипника) уточняют значение модуля передачи

Окончательно выбирают ближайшее значение по ГОСТ 9563 — 60*. Число зубьев гибкого колеса, соответ­ствующее принятым значениям т и D,

(6.16)

Принимают ближайшее меньшее четное значение.

Окончательное число зубьев жесткого колеса

z₁ = z₂ + kn_w (6.17)

Далее уточняют передаточное отношение и определяют отклонение его от заданного. Оно должно быть в пределах допускаемого.

Определение коэффициентов смещения производящего кон­тура. Для устранения интерференции зубьев гибкого и жест­кого колес их нарезают со смещением зуборезного инстру­мента (производящего контура): коэффициент смещения

для гибкого колеса

х

(6.18)

₂ = 3 + 0,01 z₂

для жесткого колеса

х₁ = х₂ – 1 + k_w (1 + 5 ^. 10^-5 k_w z₂),

где k_w – коэффициент радиальной деформации гибкого колеса, w –

максимальная радиальная деформация гибкого колеса в рассматриваемом сечении, k_w = 11,2.

Размеры колес. Диаметр делительной окружности гибкого колеса

d₂ = mz_{2 .}

Диаметр окружности вершин зубьев гибкого колеса

(6.19)

d_а2 = d₂ + 2 (х₂ + K_F ) m,

где K_F – коэффициент головки зуба гибкого колеса.

Диаметр окружности впадин зубьев гибкого колеса

d_{f 2} = d₂ + 2 (х₂ – h_a0* - с*) т, (6.20)

где h_a0* - коэффициент высоты головки производящего контура; с* - коэффициент радиального зазора производящего контура [14].

Ширина зубчатого венна гибкого колеса

Диаметр делительной окружности жесткого колеса

Диамегр окружности вершин зубьев жесткого колеса

(6.21)

Диаметр впадин зубьев жесткого колеса

Высота зубьев

(6.22)

где а_о — межосевое расстояние в станочном зацеплении; d_a0 — диаметр окружности вершин зубьев долбяка.

КПД передачи. Ориентировочные значения КПД и формулы для его определения приведены в табл. 6.1.

Проверочный расчет на прочность гибкого колеса. Проверка коэффициента запаса по нормальным напряжениям:

(6.23)

где _-1 – предел выносливости материала гибкого колеса при симметричном цикле изгиба; k_ - коэффициент, учитывающий отличие теоретических коэф-

фициентов концентрации от эффективных;

Значения коэффициента А_ в зависимости от числа зубьев гибкого колеса z₂:

z₂ …………… 150 200 300 400 500 600

А_ , МПа……. 56,5 57,2 55,5 50,8 45 38,5