Волновой редуктор: принцип работы, устройство, назначение

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.

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.

Волновой редуктор ZGH

Новости

Уважаемые Партнеры и Клиенты! искренне и от всей души поздравляет Вас с наступающим 2021 годом! Мы желаем Вам реализации всех намеченных планов и новых перспективных проектов. Надеемся на дальнейшее взаимовыгодное сотрудничество в новом году!

Уважаемые Клиенты и Партнеры!

Благодарим Вас за посещение нашего стенда на 19-й международной специализированной выставке «Оборудование, приборы и инструменты для металлообрабатывающей промышленности» — «Металлообработка — 2018», а также стенда нашего партнера — HIWIN, где мы совместно с поставщиком представили его продукцию в качестве официального дистрибьютора на терртории России.

Волновой редуктор ZGH

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.

Стандартное передаточное отношение — 80÷200/1 в один этап. В планетарном редукторе для достижения такого отношения понадобится 2-3 этапа передач.

Особенности. По сравнению с планетарными редукторами аналогичного диаметра и крутящего момента, этот тип имеет меньше движущихся частей, зазор меньше чем 1/2 угл.мин., работа редуктора тише.

Применение. Волновой редуктор ZGH предназначен для горизонтального и вертикального монтажа. Стандартный выход — круглый фланец с резьбовыми отверстиями, установленный в опорные перекрестные роликовые подшипники.

Габаритные размеры

ммОписаниеZGH64ZGH76ZGH86ZGh207ZGh238ZGh265ZGh326
D1Выходное направляющее отверстие10121620303240
D2Вращающийся выходной фланец243038568096135
D3Внешний диаметр корпуса50607085112137186
D4Направляющее отверстие для двигателя303030507070110
D5Ведущий вал двигателя88814191922-24
D6Фланец двигателя с отверстиями под винт464646709090145
D7Диаметр фланца корпуса647686107138165226
D8Диаметр первичной ступицы52607085112132175
L1Габаритная длина6974,591,5107,2130160,2202

Спецификация

Технические характеристикиЕдиница измеренияRatioZGH 64ZGH 76ZGH 86ZGH 107ZGH 138ZGH 165ZGH 226
Номинальный крутящий момент на выходекГс*м/Нм800.61/61.25/122.55/254.08/4010.2/10020.4/20036.73/360
1001.53/153.06/305.1/5012.24/12020.5/24045.9/450
1205.1/5045.9/450
13512.24/120
1505.1/5045.9/450
1605.1/5012.24/12020.5/24045.9/450
2005.1/5012.24/12020.5/24045.9/450
Максимальный крутящий моменткГс*м/НмТри раза номинального крутящего момента
Предел прочностикГс*м/Нм Шесть раз крутящего момента
Входная частота вращенияоб/мин 3000
Допустимая радиальная силакГс80~20035407550200300347
Диаметр входного валамм80~20088814191922、24
Вескг80~2000.71.01.52.75.61227.9

www.zetek.ru

Виды мотор-редукторов

Сегодня разработано большое число вариантов мотор-редукторов, различающихся типом двигателя, принципом построения механической части и общей геометрией. Практически все возможные комбинации присутствуют в каталогах производителей.

По виду механического зацепления подразделяют цилиндрические, конические, червячные и планетарные модели. По взаимному расположению входного и выходного валов рассматривают соосные, параллельные и угловые варианты. Исходя из передаваемых мощностей выделяют модули обычного размера и мини мотор-редукторы. По типу присоединения к процессу, встречаются варианты с одно- и двухсторонним валом, а также с полым выходным валом.

Цилиндрические мотор-редукторы

Агрегаты, использующие классические цилиндрические редукторы получили большое распространение, благодаря простоте, надежности и универсальности механической части устройства. Их использование возможно в широком спектре оборудования. В зависимости от общей конструкции, цилиндрические мотор-редукторы выполняются с соосными или параллельными валами. Количество ступеней может варьироваться от одной до шести.

По способу расположения шестерен и общей компоновке выделяют горизонтальные и вертикальные модели. Такие устройства характеризуются высоким КПД, долговечностью и относительно невысокой стоимостью.  В отличие от многих других вариантов, цилиндрические редукторы обычно не допускают произвольного расположения в пространстве, что значительно ограничивает их область применения.

Конические мотор-редукторы

Устройства, собранные на основе конических шестерен, позволяют построить угловой конический мотор-редуктор. Его главной особенностью будет перпендикулярное расположение входного и выходного валов. Это ориентирует их на использование в устройствах, требующих смены направления осей. Также конические модели выгодно устанавливать в конструкциях, предъявляющих ограничение по одному из габаритных размеров устройства. Редукторы данного типа отличаются более высокой стоимостью, в виду значительной сложности изготовления отдельных деталей. Передаточное отношение конических моделей обычно невелико. Для его повышения, коническую и цилиндрическую передачи часто комбинируют, результатом чего становится коническо-цилиндрический мотор-редуктор.

Червячные модели

Сегодня, огромную популярность приобрели червячные одноступенчатые мотор-редукторы. В качестве механической передачи в них используется червячная пара. Она обеспечивает высокое передаточное отношение при сравнительно небольших габаритах. Благодаря этому стоимость червячных моделей ниже аналогов с иной конструкцией. Среди других особенностей следует выделить перпендикулярное расположение валов и самостоятельное затормаживание механизма при отсутствии внешнего поступления энергии.

В отличие от цилиндрических и конических моделей, приложение усилия к выходному валу не приведет к проворачиванию механизма. Благодаря этому такие редукторы часто используют в ответственных решениях и подъемно-транспортных устройствах. Червячные редукторы обычно не требовательны к положению установки. Благодаря герметичному корпусу их можно располагать произвольным образом, вследствие чего эти модели активно применяются для модернизации привода станков, промышленных линий и других механизмов. Среди недостатков червячных моделей обычно выделяют небольшой КПД и повышенное тепловыделение.

Планетарные и волновые мотор-редукторы

Благодаря компактности и высоким рабочим моментам, планетарные мотор-редукторы нашли широкое использование в небольших устройствах привода. Высокое передаточное отношение и способность работать с большими нагрузками, ориентирует их на использование совместно с серводвигателями промышленных роботов  и других автоматических устройств. Встречаются планетарные модели и общепромышленного применения. Благодаря особенностям конструкции зубчатой передачи, данные модели мотор-редукторов выполняются с соосными валами. Это позволяет их использовать для привода практически любых механизмов.

Дальнейшим развитием планетарных передач стали волновые редукторы. Они обеспечивают большое передаточное отношение, плавность хода и высокую точность позиционирования выходного вала. Благодаря этому такие модели стали основой построения промышленных роботов. Наряду с высокими характеристиками, данные типы передач отличаются высокими требованиями к изготовлению, а, следовательно, и высокой стоимостью, что существенно сдерживает распространение данных моделей.

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

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.

Классификация по основным признакам

Современные инженерно-технические стандарты предусматривают классификацию редукторов по следующим признакам:

  • конструкция используемой передачи;
  • пространственное расположение элементов;
  • конструктивное исполнение.

По пространственному расположению ключевых элементов эти устройства подразделяются на редукторы вертикального исполнения и традиционные горизонтальные. Конструктивное исполнение предусматривает два дополнительных вида: чистый механический редуктор, и редуктор с двигательной установкой (мотор-редуктор). Однако общепринятой классификацией редукторов считается таковая по типу используемого передаточного узла (передачи).

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.

принцип работы, устройство, применение, типы

С момента создания первой зубчатой передачи прошло много лет. Многие известные инженеры приложили немало усилий для усовершенствования этого процесса и изобретения новых механизмов. Одним из таких людей стал американский инженер У. Массер, который в 1959 году изобрел волновой редуктор. Принцип работы был основан на использовании гибкого зубчатого колеса, передающего движение другой шестерне. Это изобретение позволило ускорить развитие многих отраслей промышленности, увеличить передаточное число и точность оборудования.

Особенности конструкции

Устройство волнового редуктора зависит от сферы его применения. Основная цель, для которой используется этот механизм – преобразование входного вращательного движения двигателей в:

  • выходное поступательное;
  • выходное вращательное.

По своей конструкции они схожи с планетарными механизмами так как имеется несколько зон соприкосновения с гибким колесом. Обеспечивает одновременное соприкосновение кулачок. Он имеет несколько выступов, которые образуют волны при вращении. При этом нагрузка распределена по всем зацепляемым зубьям равномерно. При производстве волновых редукторов количество зубьев на колесах варьируется в пределах от 100 до 600.

Место, где вершина волны деформируемого элемента соприкасаются с другой шестерней, называется зоной зацепления.

По количеству таких зон редуктор с гибким элементом может быть:

Большее количество волн встречается крайне редко.

Принцип работы

Волновые редукторы имеют следующий принцип работы:

  1. Недеформируемое колесо с внутренними зубьями крепится в корпусе.
  2. Гибкое зубчатое колесо с тонкими стенками устанавливается на генератор волн.
  3. При вращении генератор волн деформирует гибкое колесо, тем самым перемещает точки соприкосновения наружной и внутренней шестерней.

Плавность хода обеспечивается тем, что на гибком колесе меньшее количество зубьев.

Типы волновых редукторов

Среди всего многообразия устройств данного вида. наибольшее распространение получили волновые мотор-редукторы. Конструкция такого механизма состоит из электродвигателя и непосредственно самой волновой передачи

Основные характеристики, на которые стоит обращать внимание перед покупкой:

  • размеры;
  • мощность;
  • КПД;
  • максимальная нагрузка.

Преимущества таких устройств перед моторами другого типа:

  • меньшие размеры;
  • низкий уровень шума и вибраций;
  • устойчивость к нагрузкам.

Основной способ смазки таких устройств заключается в стандартном подводе масла к соприкасающимся элементам. Тем не менее, в некоторых ситуациях требуются герметичные механизмы, без использования смазывающе-охлаждающей жидкости. Работа волнового редуктора фланцевого с пневмодвигателем происходит без смазки. В таком аппарате охлаждение элементов происходит при помощи сжатого воздуха.

Червячный волновой редуктор имеет два вида размещения червяка в корпусе – верхнюю и нижнюю. Применение такой механизм нашел в космической отрасли, где требуется герметичность.

Используется в конструкции космической лебедки.

Волновая зубчатая передача появилась относительно недавно, но уже успела зарекомендовать себя с положительной стороны. Она обеспечивает большую волновую деформацию, тем самым увеличивая передаточное отношение. Из достоинств также стоит выделить высокий КПД, небольшие размеры и маленький вес.

Волновые передачи

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.

Обслуживание колесного редуктора

Для повышения надёжности агрегата и продления срока его безопасного функционирования, необходимо с определённой периодичностью проводить его техосмотр и соответствующее обслуживание, используя для этого специальную контролирующую и измерительную аппаратуру. Перед началом ремонтных работ следует предварительно отсоединить коробку передач от корпуса сцепления, под который, впрочем, как и под передний мост, устанавливают подвижные подставки. Под коробку передач ставится подставка неподвижного типа. Далее следует отключить гидросистему и разъединить тракторный остов, раскатать его и отсоединить от корпуса сцепления полураму.

После того как разборка завершена, можно переходить к диагностике агрегата, в первую очередь обратив внимание на следующие моменты:

  • Показатели уровня масла в гидравлическом баке;
  • Функционирует ли двигатель на полной мощности;
  • В каком состоянии находится ходовая;
  • Имеет ли место утечка масла;
  • Есть ли давление в сливной линии гидромотора и на входе в него;
  • В каком состоянии находятся крепёжные соединения;
  • Исправны ли подшипники роликового типа;
  • Не нуждается ли в замене система зубчатого сцепления на верхних и нижних конических парах.

Если в процессе осмотра колёсного редуктора будет обнаружено существенное уменьшение уровня масла в верхней конической паре, значит это верный признак того, что в системе имеется утечка. Нужно обязательно выявить причины её возникновения и максимально оперативно устранить неисправность. Вполне возможно, что для этого может потребоваться даже частичная разборка этого узла, хотя, по сути, это единственный способ устранения проблемы.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwitterВКонтакте
Напишите комментарий