Волновой редуктор: принцип работы, устройство, назначение

Волновая передача

Как работает волновая передача?

Волновая зубчатая передача состоит из трёх основных деталей: генератора волны, гибкого кольца и жёсткого кольца. Генератор волны представляет собой тонкостенный шарикоподшипник напрессованный на эллиптическую втулку. Гибкое кольцо — это тонкостенное зубчатое колесо с внешним зубом. При сборке редуктора генератор волны устанавливается внутрь гибкого кольца. Диаметр гибкого кольца несколько меньше чем диаметр генератора волны, и при сборке гибкое кольцо принимает форму генератора волны. Жёсткое кольцо представляет собой прочное жёсткое зубчатое кольцо с внутренним зубом. Количество зубьев жёсткого кольца обычно на 2 зуба (реже – на 4) меньше чем у гибкого кольца. Гибкое кольцо, установленное на генератор волны, помещается внутрь жёсткого кольца и входит в зацепление с ним в двух зонах, расположенных по большой полуоси эллипса генератора волны. Вне этих зон зацепления зубья жёсткого и гибкого кольца не находятся в контакте.

При повороте генератора волны, зоны зацепления зубьев смещаются по окружности жёсткого кольца и, благодаря различному количеству зубьев на жёстком и гибком кольце, после поворота генератора волны на 360°, зубья гибкого кольца оказываются смещены относительно жёсткого кольца. Величина смещения равна разнице в количестве зубьев гибкого и жёсткого кольца. Таким образом, при постоянном вращении генератора волны и при неподвижном жёстком кольце получаем медленное вращение гибкого кольца.

А можно ли по-другому?

Описанный способ использования – неподвижное жёсткое кольцо, вход на генератор волны и выход с гибкого кольца — не единственный способ использования волнового редуктора. В качестве входа и выхода можно использовать любые из трёх указанных деталей волнового редуктора в любых сочетаниях. При этом редуктор может становиться понижающим или повышающим, изменяться передаточное число и направление вращение выхода относительно входа.

Описанная выше классическая схема волнового редуктора, в которой подшипник генератора волны принимает свою форму благодаря эллиптической втулке, не является единственной. Вместо втулки может применяться коромысло с роликами (Harmonic Drive Polimer) или планетарная ступень (Micromotion). В последнем случае речь, строго говоря, идёт уже о двухступенчатом планетарно-волновом редукторе. Также возможны варианты конструкции волнового редуктора с тремя зонами зацепления вместо двух и генератором волны более сложной формы, но они применяются редко.Чем отличается волновая передача?

• Высокое передаточное отношение на одну ступень (для большинства серийных изделий Harmonic Drive от 50:1 до 160:1, для отдельных серий и специальных разработок – от 30:1 до 320:1)
• Передаточное отношение ограничено снизу: не менее 30:1
• Высокий удельный момент в расчёте на единицу объёма и массы
• Короткая осевая длина
• Возможность легко реализовать передачу вращения в другую среду
• Возможность легко реализовать большой полый вал
• Высокая точность (HDAG)
• Отсутствие люфта (HDAG)
• Стабильность точностных характеристик в течение срока службы
• Ограниченная жёсткость на скручивание
• Несамостопорящяяся (подвержена обратному прокручиванию)
• Высокая надёжность вследствие простоты конструкции

Основные отличительные свойства волновой передачи — высокая точность, низкая масса и малая осевая длина – однозначно указывают на те случаи, когда применение волновой передачи является наиболее оправданным. По этой причине волновая передача часто применяется в применениях, требующих высокой точности, таких как высокоточные станки, роботы и промышленные манипуляторы самого разного назначения, приводы ориентации антенн связи и радаров, или требующих хороших массо-габаритных показателей: авиационная и космическая техника, оборудование для мобильных платформ. Кроме того, возможность реализации редукторов с полым валом позволяет создавать компактные конструкции многоосевых систем за счёт расположения внутри полого вала вращающихся контактных устройств (токосъёмников) для передачи электрических, оптических или гидравлических цепей на следующую ступень подвижности. Похожим образом можно размещать внутри полого вала другой вал, передающий вращение на следующую ступень подвижности, получая определённый выигрыш за счёт размещения двигателей в неподвижной части системы.

Волновая зубчатая передача.

Волновые зубчатые передачи в кинематическом отношении представляют собой планетарные передачи с одним гибким зубчатым колесом. Наиболее распространенная волновая зубчатая передача (рис. 1) состоит из водила Н с двумя роликами, свободно вращающимися на осях, закрепленных в водиле, неподвижного жесткого зубчатого колеса 1 с внутренними зубьями и вращающегося гибкого колеса 2 с наружными зубьями. Жесткое зубчатое колесо соединено с корпусом передачи. Гибкое зубчатое колесо изготовляют либо в виде стакана с тонкой, легко деформирующейся стенкой, как в приведенном примере, либо в виде свободно деформирующегося кольца.Рис. 1 Делительный диаметр гибкого зубчатого колеса d2 меньше делительного диаметра жесткого колеса d1:

Гибкое зубчатое колесо помещается внутри жесткого зубчатого колеса, в котором оно обкатывается, а водило вставляется внутрь гибкого зубчатого колеса. Так как наружный размер водила больше внутреннего диаметра обода гибкого зубчатого колеса на величину δ, то гибкое зубчатое колесо растягивается и принимает форму эллипса.

Вращательное движение в волновой зубчатой передаче осуществляется от ведущего звена к ведомому благодаря бегущей волновой деформации гибкого зубчатого колеса. Ведущим звеном в волновой зубчатой передаче принципиально может быть водило или любое зубчатое колесо. Обычно ведущим звеном служит водило. При вращении водила деформация гибкого зубчатого колеса перемещается по окружности, охватывающей водило, в виде бегущей волны. Поэтому передача называется волновой, а водило — волновым генератором. Так как в волновой передаче с генератором с двумя роликами (рис. 1) образуются две волны, то такая передача называется двухволновой. Вместо передачи с двухроликовым генератором иногда применяют двухволновую передачу с эллиптическим генератором (рис. 2). Кроме двухволновых передач применяют также трехволновые передачи с генератором с тремя роликами.Рис. 2 Разность чисел зубьев волновой передачи принимается равной или кратной числу волн k:

гдеz1 и z2 — соответственно число зубьев жесткого и гибкого зубчатых колес. Если ведущим звеном гибкой передачи служит волновой генератор, а ведомым — гибкое колесо, то передаточное отношение такой передачи

гдеωH — угловая скорость; nH — частота вращения волнового генератора; ω2 — угловая скорость гибкого зубчатого колеса. Из анализа формулы следует, что волновая зубчатая передача может быть осуществлена с очень большим передаточным отношением (i≥1000). Волновая зубчатая передача может передавать большие нагрузки, так как в зацеплении одновременно находится большое число зубьев (до 50%). Достоинство гибкой зубчатой передачи заключается также в возможности передачи движения в герметизированное пространство. Недостатки волновых передач: сложность конструкции, пониженные надежность и долговечность гибкого зубчатого колеса, повышенные потери мощности на трение в передаче и на деформацию гибкого зубчатого колеса. Зубья зубчатых колес волновых передач изготовляют различных профилей, но чаще всего эвольвентного. Гибкие зубчатые колеса изготовляют в зависимости от назначения передачи либо из высокопрочных сталей, либо из полиамидов и других пластмасс.

Достоинства и недостатки

Червячная передача в силу своих конструктивных особенностей имеет как достоинства, так и недостатки.

Из достоинств стоит отметить плавность хода, эффект самоторможения, низкий уровень шума, большое передаточное отношение с использованием всего двух деталей.

Из недостатков следует обратить внимание на сравнительно низкий КПД, повышенный износ, заедание, большое тепловыделение вследствие сил трения. Низкий КПД обуславливает применение подобных механизмов при передаче относительно небольших мощностей до 100 кВт. Для предотвращения скорого износа и заедания необходимо соблюдать требования к точности сборки и регулировать механизмы

Высокое тепловыделение требует специальных установок для отвода лишнего тепла

Для предотвращения скорого износа и заедания необходимо соблюдать требования к точности сборки и регулировать механизмы. Высокое тепловыделение требует специальных установок для отвода лишнего тепла.

Различие редукторов в основном сводится к различиям червяков и зубчатых колес, из которых собран данный червячный редуктор.

Червяки разделяются на типы по следующим признакам:

• по количеству заходов резьбы: однозаходные, многозаходные
• по направлению нарезки резьбы: правые, левые
• по форме винта, на котором нарезана резьба: цилиндрические, глобоидные
• по форме профиля резьбы: с конволютным профилем, с архимедовым профилем, с эвольвентным профилем
• Зубчатые колёса разделяются на типы по следующим признакам:
• по типу колеса: собственно колесо, зубчатый сектор, вырожденный сектор
• по профилю зубьев: прямой, вогнутый, роликовый (вместо зубьев используется вращающийся ролик)

Червячные редукторы со встроенным двигателем называются червячными мотор-редукторами. В редукторах чаще всего двигательный вал располагается под прямым углом к движимому. Компоновка червячного редуктора выбирается исходя из конкретных требований к устройствам. Двигатель может располагаться как сверху приводимого в движение колеса, так и снизу и сбоку. При боковом расположении двигатель устанавливается вертикально. Вследствие вертикального расположения усложняется процесс смазки подшипников вала, а также чистки внешних элементов.

Для увеличения передаточного числа используются разные технологии, но наиболее эффективной является применение большего числа ступеней.

Для смягчения сил трения и повышения сопротивления заеданию применяются специальные вязкие смазочные составы или масла. При низких скоростях вращения смазка осуществляется при помощи специальных ванночек с маслом либо использованием специальных устройств, разбрызгивающих смазку в места повышенного трения. Для червячных редукторов, скорость вращения которых высока применение ванночек нецелесообразно, и применяется принудительная смазка охлаждёнными смазочными материалами.

Основные преимущества редуктора червячного перед зубчатыми передачами заключаются в том, что начальный контакт звеньев происходит не в точке, а по линии. Также входной и выходной валы могут скрещиваться под разными углами, но чаще всего этот угол составляет 90 градусов. Также червячная передача занимает гораздо меньше места, чем зубчатая при одинаковом большом передаточном отношении.

Помимо червячного редуктора червячная передача также применяется в системах регулирования и управления различными устройствами. Благодаря самоторможению обеспечивается точная фиксация положения, а большое передаточное отношение (до 1000) позволяет наиболее точно отрегулировать положение, либо использовать маломощные двигатели. Также червячные передачи и червячные редукторы отлично подходят для установки в качестве механизма передачи в подъёмные и лебёдочные механизмы благодаря своим конструктивным особенностям.

Некоторые технические характеристики промышленно производимых и широко распространённых червячных редукторов.

Самыми распространёнными являются одноступенчатые мотор-редукторы.

Тип	Передаточное число	Частота вращения выходного вала об/мин	Номинальный крутящий момент на выходном валу Нм
редуктор	мотор-редуктор
Ч-20	МЧ-20	5 — 50	28 — 300	4
Ч-25	МЧ-25	6
Ч-31,5	МЧ-31,5	8
2Ч-40	МЧ-40	5 — 80	9,37 — 300	28 — 37
Ч-50	МЧ-50	50 — 70
1Ч-63, 2Ч-63	МЧ-63	5 — 80	7,5 — 300	95 — 135
1Ч-80, 2Ч-80, Ч-80	МЧ-80	150 — 280
Ч-100	МЧ-100	315 — 570
Ч-125	МЧ-125	615 — 1000
Ч-160	МЧ-160	1100 — 1900
Ч-200	МЧ-200	1600 — 3100
Ч-250	МЧ-250	2700 — 5700
Ч-320	МЧ-320	4400 — 10000
Ч-400	МЧ-400	6500 — 19000
Ч-500	МЧ-500	8200 — 33000
РЧН-180	МРЧН-180	12,5 — 50	20 — 90	1300 — 1800
РЧП-300	МРЧП-300	16, 25, 50	20 — 40	4200

Цилиндрический одноступенчатый редуктор: назначение, принцип работы и главные особенности

Данное устройство является широко используемым механизмом, который зачастую выполняет свою работу в области машиностроения. Данный вид редуктора используется для уменьшения частоты вращения и увеличения вращающего момента. Как правило, такой редуктор требуется при проектировании систем автоматизации. Данное устройство обеспечивает непрерывную работу оборудования с переменной или постоянной нагрузкой.

Производство редукторов и поставки в регионы компания ПРСТ

Одноступенчатый редуктор по своему типу делится на вертикальный и горизонтальный. В современное время наиболее распространенными и используемыми в производстве являются горизонтальные одноступенчатые редукторы.

Принцип работы

Прежде чем приобретать такое оборудование, необходимо точно знать о принципе его работы. Через звёздочки, которые находятся в валах, передаётся поступательное вращательное движение. Далее следует уменьшение оборотов, потому что диаметр одной звездочки меньше, чем у другой. Большая звездочка в ходе рабочего процесса начнёт вращаться более медленно, тем самым выполняя основную задачу агрегата.

Особенности оборудования

Как уже говорилось ранее, такое оборудование по своему исполнению может быть либо горизонтальным, либо вертикальным. Корпус устройства, как правило, конструируется из чугуна или алюминия. Последняя разновидность встречается крайне редко, так как алюминий используется в основном тогда, когда необходимо уменьшить вес оборудования для его большей мобильности.

В принципе все характеристики данного редуктора у разных версий оборудования схожи и различны они только лишь расположением осей и валов в пространстве. Цилиндрический одноступенчатый редуктор можно использовать в разных климатических условиях, а также при работе на открытом воздухе или внутри просторного помещения. Данный факт значительно расширяет пространственную возможность применения агрегата.

К основным достоинствам данных редукторов можно отнести следующие положительные моменты:

• высокий уровень КПД и кинетической точности хода;
• низкий уровень нагрева деталей механизма;
• отсутствие эффекта самоторможения.

Конечно, данное оборудование имеет и определённый недостаток. Как правило, данный минус имеют все редукторы в независимости от конструкции и характеристик агрегатов. Существенным минусом является слишком высокий уровень шума при выполнении работы.

При эксплуатации данного оборудования важно помнить, что для того, чтобы использовать данное устройство длительный период времени, необходимо проводить комплекс мер по техническому обслуживанию. Как правило, в комплекс мероприятий по техническому обслуживанию входят следующие моменты: очистка наружных поверхностей от пыли и возможных загрязнений, контроль уровня нагрузки при работе оборудования, проверка затяжек всех креплений, проверка уровня масла, замена износившихся инструментов, если есть такая необходимость. Важно помнить, что только грамотный и безошибочный процесс технического обслуживания оборудования позволит использовать редуктор длительный срок и без осложнений

К тому же данная диагностика оборудования должна проводиться с систематичной периодичностью

Важно помнить, что только грамотный и безошибочный процесс технического обслуживания оборудования позволит использовать редуктор длительный срок и без осложнений. К тому же данная диагностика оборудования должна проводиться с систематичной периодичностью. Если же в процессе эксплуатации были повреждены конкретные детали, то следует их заменить или устранить дефекты

Для устранения конкретных неисправностей лучше всего обратиться к грамотным специалистам, которые смогут выполнить ремонт быстро и качественно

Если же в процессе эксплуатации были повреждены конкретные детали, то следует их заменить или устранить дефекты. Для устранения конкретных неисправностей лучше всего обратиться к грамотным специалистам, которые смогут выполнить ремонт быстро и качественно.

Принцип работы устройства

Редуктор понижает давление газа при выходе из баллона Различают приборы прямого и обратного действия. Принцип работы газового редуктора определяется конструкцией.

В варианте прямого действия газ из резервуара через штуцер давит на клапан, газовая смесь проникает в камеру высокого давления. Теперь пропан давит изнутри – прижимает клапан пружиной и перекрывает доступ следующей порции газа. Рабочая мембрана медленно возвращает клапан, давление газа уменьшается до рабочего – той величины, с которой работает плита.

При снижении напора пружина расслабляется и освобождает клапан. Последний открывается под напором газа, поступающего из резервуара, и весь цикл повторяется.

Такого типа регуляторы делятся на 2 вида:

• Одноступенчатый – с 1 камерой, где снижается давление. Минус – показатель газа на выходе зависит от величины на входе.
• Двухступенчатый – включает 2 камеры. Газ последовательно проходит камеру высокого и рабочего давления и лишь затем подается к плите. Такая конструкция позволяет установить любое значение на выходе, вне зависимости от напора в баллоне и более точно регулировать показатели. Скачки давления исключаются.

Регуляторы могут оборудоваться подводом дополнительной энергии за счет установки пневматических и гидравлических датчиков или электронных автоматических устройств.

Принцип работы редуктора давления газа обратного действия другой. При поступлении газа клапан сжимается, перекрывая доступ следующей порции смеси. Регулятивный винт заставляет сжиматься базовую пружину. При этом мембрана между камерами изгибается, а передаточный диск давит на обратную пружину. Клапан поднимается и пропускает газ из баллона.

В рабочей камере редуктора давление растет вместе с показателем в баллоне или трубе, по которой подается смесь из газгольдера. Основная пружина распрямляет мембрану, передаточный диск двигается вниз и давит на обратную пружину. Последняя вновь сдавливает пропускающий клапан и перекрывает подачу.

Классификация в зависимости от сферы применения

В зависимости от сферы применения редукторы под газовый баллон разделяются на несколько видов:

• Бытовые нерегулируемые.
• Универсальные регулируемые
• Профессиональные.

Бытовые нерегулируемые

К этому виду относятся самые простые редукторы, применяемые в бытовом газоснабжении домовладений и в походных условиях. Вместе с бытовыми газовыми баллонами устанавливают редукторы РДСГ. Они имеют простейшую конструкцию, позволяющую использовать газ только в бытовых плитах и отличаются дешевизной и надежностью. Редуктор лягушка для газового баллона, или РДСГ-1 используется вместе с емкостями от 12 до -50 литров.

Для пятилитровых газовых баллонов, популярных у дачников, туристов и охотников, используют модель РДСГ-2 Балтика. Редуктор Балтика надевается на ниппель газового баллона сверху и фиксируется в резиновом уплотнении специальным зажимом. Редукторы настроены на рабочее давление 0,3 МПа и пропускную способность 1,2 м 3 /час

Универсальные регулируемые

Этот класс редукторов отличается более сложной конструкцией и более широкими возможностями. Их уже можно применять как для бытового газоснабжения, так и для производства работ в домашней мастерской. Эти редукторы имеют обязательно резьбовое присоединение к газовому баллону, надежно фиксирующее устройство.

Универсальный регулируемый для пропана с манометром

Они также снабжены манометром и регулировочным винтом, позволяющим менять рабочее давление от 0 до 0,3 МПа, в зависимости от потребностей подключенного к ним устройства–потребителя газа. Эти устройства также имеют большую, чем у бытовых, пропускную способность — до 5 м 3 /час

Профессиональные

Этот класс характеризуется применением более износостойких материалов и лучшее качество сборки и регулировки. Также шире и параметры регулировок рабочего давления – от 0,4 до 1,6 МПа.

Профессиональный редуктор с двумя манометрами

Некоторые модели снабжены двумя манометрами — для входного и рабочего давления соответственно.

Волновой редуктор: принцип работы, устройство, применение, типы

Появление и дальнейший процесс развития волновой передачи был осуществлен в далеком 1959 году. Изобретателем, а также человеком, который запатентовал эту технологию, стал американский инженер Массер.

Волновой редуктор состоит из нескольких основных элементов:

• Неподвижное колесо, имеющее внутренние зубья.
• Вращающееся колесо, имеющее наружные зубья.
• Водило.

Среди преимуществ, которые можно выделить у этого способа передачи движения, – меньшая масса и размеры устройства, более высокая точность с кинематической точки зрения, а также меньший мертвый ход.

Если есть необходимость, то использовать такой тип передачи движения можно и в герметичном пространстве, не используя при этом уплотняющие сальники. Данный показатель наиболее важен для такой техники, как авиационная, космическая, подводная.

Кроме того, волновой редуктор применяется и в некоторых машинах, использующихся в отрасли химической промышленности.

Принцип работы редуктора

С кинематической точки зрения, волновые передачи – это разновидность планетарных передач, которая имеет одно гибкое и зубачатое колесо.

Принцип работы волнового редуктора заключается в следующем. Неподвижное колесо устройства крепится в нужном корпусе, а выполняется оно в виде простого зубчатого колеса, имеющего внутреннее зацепление.

Гибкое же зубчатое колесо выполняется в форме стакана, обладающего тонкой стенкой, легко поддающейся деформации. В более толстой части этого же колеса, то есть левой, нарезают зубья, в то время как правая часть выполняется в форме вала.

Само же движение осуществляется за счет того, что происходит деформация зубчатого венца гибкого колеса.

Принцип работы устройства

Принцип работы волнового редуктора основывается на деформации гибкого элемента, которая обеспечивает движение зубчатого колеса внутри втулки. Деформация происходит под действием специального эксцентричного механизма, который растягивает гибкую деталь до образования двух точек соприкосновения внутренней шестеренки с зубцами внешней втулки.

Благодаря зацеплению зубьев между собой появляется возможность продолжить вращение внутренней части. При этом количество зубьев у гибкого элемента меньше, чем это число у неподвижного элемента.

Благодаря этому факту и получается обеспечивать требуемую плавность и точность движений.

Волновой мотор редуктор представляет собой волновую передачу, объединенную с электрическим двигателем. Они имеют очень широкую сферу применения во многих отраслях промышленности. Этим обусловлено большое количество различных вариантов исполнения. Двигатели отличаются размерами, максимально возможной нагрузкой, мощностью и коэффициентом полезного действия.

Из преимуществ силовых агрегатов данного типа можно отметить более компактные габариты, чем у других моторов при одинаковой мощности. Также они способны длительное время работать на предельных нагрузках без видимого износа основных механизмов. Волновые моторы характеризуются низким уровнем шума при работе и практически отсутствующей вибрацией.

Конструкции редукторов

В настоящее время науке известно множество разнообразных конструкций для волнового редуктора. Чаще всего предназначение всех этих устройств – это преобразование входного вращательного движения в выходное вращательное или же выходное поступательное.

Также стоит отметить, что волновую передачу можно рассматривать, как разновидность многопоточного планетарного механизма. Это вполне возможно, так как эти механизмы обладают многозонным, а если брать в расчет зубчатый механизм, то еще и многопарным контактом между выходным звеном и гибким колесом механизма.

Также можно добавить, что в зависимости от числа зон или же волн в устройстве они подразделяются на одноволновые, двухволновые и т.д.

Волновой мотор-редуктор

Описание данного типа волновой передачи можно сделать на основе мотора редуктора модели МВз2-160-5,5. Данная модель обладает сдвоенной волновой зубчатой передачей.

Конструкция данного редуктора состоит из гибкого колеса, которое выполнено в виде кольца с тонкими стенками и двумя зубчатыми венцами.

Кроме того, в конструкции имеется и общий для этих деталей кулачковый генератор волн, обладающий гибким подшипником.

Также у этой модели есть несколько особенностей, касающихся конструкции редуктора:

1. Размер вдоль оси вала невелик.
2. Генератор волн плавающего типа, а соединение с валом электродвигателя шарнирное.
3. На конце выходного вала этого устройства располагаются прямобочные шлицы.

Этот тип мотора-редуктора может использоваться, как индивидуальный приводной модуль.

Варианты исполнения компактных волновых редукторов

За время, прошедшее с момента изобретения волнового редуктора, было придумано много вариантов его конструкции. И вариант, когда шарикоподшипник эллиптической формы используется как генератор волны, не исчерпывает всех возможных вариантов конструкции. Существуют и другие варианты. Например, генератор волны может быть выполнен в виде коромысла с роликами на его концах. Или в виде планетарных шестерён, установленных на водило, которые зацепляются с зубьями, сделанными с внутренней стороны гибкого колеса. Помимо этого, генератор волны может быть выполнен в виде детали более сложной формы, создающей на гибком кольце 3 или 4 зоны зацепления (вместо двух зон в самом простом случае).

Гибкое колесо также может иметь разную форму. На практике чаще всего встречаются три формы: «кастрюля», «шляпа» и цилиндр. Отличия между ними заключаются в удобстве использования.

Гибкое колесо типа «кастрюля»	Гибкое колесо типа «цилиндр»	Гибкое колесо типа «шляпа»

Волновая зубчатая передача

Принцип действия

Состоит из жёсткого неподвижного элемента — зубчатого колеса с внутренними зубьями, неподвижного относительно корпуса передачи; гибкого элемента — тонкостенного упругого зубчатого колеса с наружными зубьями, соединённого с выходным валом; генератора волн — кулачка, эксцентрика или другого механизма, растягивающего гибкий элемент до образования в двух (или более) точках пар зацепления с неподвижным элементом. Число зубьев гибкого колеса несколько меньше числа зубьев неподвижного элемента. Число волн деформации равно числу выступов на генераторе. В вершинах волн зубья гибкого колеса полностью входят в зацепление с зубьями жёсткого, а во впадинах волн — полностью выходят из зацепления. Линейная скорость волн деформации соответствует скорости вершин выступов на генераторе, то есть в гибком элементе существуют бегущие волны с известной линейной скоростью. Разница чисел зубьев жёсткого и гибкого колёс обычно равна (реже кратна) числу волн деформации.

Например, при числе зубьев гибкого колеса 200, неподвижного элемента — 202 и двухволновой передаче (два выступа на генераторе волн) при вращении генератора по часовой стрелке первый зуб гибкого колеса будет входить в первую впадину жёсткого, второй — во вторую и т.д. до двухсотого зуба и двухсотой впадины. На следующем обороте первый зуб гибкого колеса войдёт в двести первую впадину, второй — в двести вторую, а третий — в первую впадину жёсткого колеса. Таким образом, за один полный оборот генератора волн гибкое колесо сместится относительно жёсткого на 2 зуба.

Достоинства

• большое передаточное отношение, при малом количестве деталей (i = 80-320)
• улучшенные массо-габаритные характеристики по сравнению с обычными зубчатыми передачами
• высокая кинематическая точность и плавность хода
• высокая нагрузочная способность
• передача момента через герметичные стенки

Классификация редукторов

На сегодняшний день типы редукторов классифицируются на основе:

• типа механической передачи;
• расположения элементов в пространстве;
• конструктивных особенностей.

В зависимости от расположения элементов они бывают вертикального и горизонтального исполнения. Среди различных типов можно выделить традиционные механические и мотор-редукторы (с дополнительно установленной двигательной установкой).

Основная, общепринятая классификация редукторов разработана в зависимости от типа передачи и по форме шестерен:

Цилиндрический и конический редуктор

В основе таких моделей используются конические и цилиндрические передачи. Данный тип прямого редуктора характеризируется высоким уровнем КПД (более 80%, в зависимости от количества зубьев). Еще одним преимуществом является практически полное отсутствие нагрева из-за отсутствия нагревающихся элементов. Это позволяет добиться простоты механизма, отсутствия необходимости в дополнительных мерах охлаждения. Данный тип получил высокую популярность благодаря надежности и долговечности.

Планетарный

Отличается от большинства других видов схемой расположения элементов. В его основе лежит планетарная передача. Основной ее функцией можно назвать преобразование поступающего момента. Подобные модели отличаются компактностью благодаря тому, что рабочие элементы находятся в одной геометрической оси, чего нельзя встретить в стандартных механизмах. Широко распространены в сфере приборостроения и машиностроения. Они позволяют комбинировать преимущества цилиндрических и червячных.

Позволяют также добиться оптимального соотношения производительности, компактности, надежности и долговечности.

Червячный

В основе этого вида лежит червячная передача, которая позволяет использовать его для различных целей. Использование этой модели помогает преобразовывать как прямой, так и угловой крутящий момент. В основе конструкции лежит спиралевидный винт, который формой напоминает червяка, из-за чего он получил свое название. Используется довольно редко, так как не отличается надежностью и высокой производительностью. В некоторых случаях при повышении нагрузки может выйти из строя. Несмотря на свои недостатки, он прочно занял свое место в машиностроении, так как является незаменимым при передаче усилия между перпендикулярно расположенными валами.

Волновой

Имеет особенный характеристический размер и тип конструкции, в основе которой лежит неподвижный корпус с нарезанными зубьями. Внутри корпуса расположен гибкий элемент, усилие на которые передается ведущим валом, соединенным с ним. Гибкий элемент изготовлен в виде овала, благодаря чему при движении внутри корпуса создает волнообразные движения.

Данный тип отличается высокой производительностью, имея высокое передаточное отношение, достичь которое невозможно с помощью других моделей

Отличается компактными размерами, что особо важно для использования в точном машиностроении

Следует отметить, что современные тенденции машиностроения требуют особых характеристик от редукторов. Из-за этого все большего распространения получают комбинированные модели. Цилиндрические модели дополняют коническими горизонтальными передачами. Червячные дополняются дополнительными валами, а также некоторые модели оснащаются дополнительными моторами.

Различные виды мотор-редукторов получили широкое распространение благодаря тому, что в одном механизме объединяют еще и электродвигатель и все необходимые дополнительные элементы.