Волновой редуктор своими руками - Строительство домов и бань
147 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Волновой редуктор своими руками

Волновой редуктор: принцип работы, устройство, назначение

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.

Применение волнового редуктора

За ряд особенностей, недоступных другим механизмам такого типа, привод с волновым редуктором получил широкое распространение во многих отраслях промышленности. Такое устройство встречается:

  • в космонавтике и авиастроении;
  • в судостроении и на подводных лодках;
  • в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей отрасли;
  • на химическом производстве;
  • в атомных электростанциях;
  • в робототехнике и автоматизированных системах;
  • при добыче полезных ископаемых.

Герметичность устройства позволяет использовать его в сложных климатических условиях, в вакууме и под водой. Устойчивость к большим нагрузкам и сложным условиям работы нашло применение для этих аппаратов в атомной энергетике и местах с возможностью взрывов и землетрясений. Точность передаваемых движений позволяет использовать их в станках с числовым программным управлением. Высокий запас прочности и длительный срок эксплуатации позволяет использовать редуктор в любом производстве, внедрить его в технологический процесс, задействовать в работе конвейера, автоматизированных систем и другом оборудовании.

Простая конструкция позволяет собрать такой механизм своими руками, но, если цели использования предполагают применение редуктора в сложном технологическом процессе, стоит приобрести профессиональное оборудование. Его стоимость окажется существенно выше, но производитель дает гарантию на оборудование и выполнение им всех поставленных задач.

Волновые редукторы имеют множество преимуществ, за которые нашли повсеместное применение. Они обладают высоким коэффициентом полезного действия, множеством вариантов передаточных чисел, небольшими размерами, высокой точностью и плавной работой движущихся элементов. Высокая стоимость таких устройств в сравнении с другими редукторами, окупается в длительном сроке эксплуатации и недорогом обслуживании.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Волновой редуктор: определение, описание, виды и принцип работы

Волновой редуктор, или, как его еще называют, волновая передача, основывается на том, чтобы передавать вращательное движение, которое возникает за счет бегущей волновой деформации одного из зубчатых колес.

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.

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. Самый простой элемент — это водило, которое состоит из овального кулачка и подшипника.

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

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. Можно отметить, что при номинальной нагрузке на волновой редуктор лишь от 15 до 20% всех зубьев устройства находится в зацеплении. Именно по этой причине во всех волновых передачах используют мелкомодульные механизмы, число зубьев на которых находится в переделах от 100 до 600. 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.

Технические параметры мотора-редуктора

Технические параметры для волнового мотора-редуктора — это несколько основных критериев:

  • Первый параметр, которому должен соответствовать редуктор — это крутящийся момент на выходном валу. Он должен составлять — 250 Н⋅м.
  • Второй параметр — это частота вращения вала редуктора. Показатель этого параметра должен быть — 5,5 мин -1.
  • Третий параметр для этого устройства — передаточное отношение. Показатель данного параметра — 264.
  • Коэффициент полезного действия волнового мотора-редуктора должен быть 0,7.
  • Параметры электродвигателя для этой модели следующие: 0,31 кВт мощности, Частота вращения 1450 мин -1 , рабочее напряжение для этого механизма 220 В или 380 В.
  • Полный вес устройства составляет 20 кг.
Читать еще:  Как сделать самодельный револьвер

Это основные параметры, которые предъявляются к волновому мотору-редуктору.

Зубчатая передача

Не так давно инженерами был создан новый вид зубчатой передачи, которая по своим параметрам, а также конструкции схожа с планетарной передачей, однако при этом обладает принципиально новой передачей вращения. Эти новые изобретения — волновые зубчатые редукторы. Для того чтобы передавать вращательное движение в этих устройствах, была достигнута волновая бегущая деформация, которой поддается одно из зубчатых колес редуктора. Данное изобретение отлично зарекомендовало себя в некоторого вида следящих системах, а также в системах автоматического управления с высоким требованием к точности. Такое специфическое предназначение эти редукторы получили из-за своих характеристик: небольшой физический вес, а также малые размеры всего устройства в целом, которое при этом обладает большим показателем передаточного отношения, характеризуется более высоким коэффициентом полезного действия, то есть КПД, небольшими люфтами, а также малым износом деталей редуктора. Именно эти параметры и стали решающими в определении цели работы для волновых зубчатых редукторов.

Лебедка с волновым редуктором

Волновые редукторы могут быть двух типов — зубчатые и червячные. Применение лебедки в данном устройстве нашло себя лишь при использовании редуктора червячного типа. Также в волновых редукторах червячного типа с использованием лебедки существует два способа расположения червяка. Нижняя установка, когда он находится под червячным колесом, а также верхняя, когда червяк располагается над этим же колесом.

Кроме того, привод с лебедкой может использоваться для установки на космическом корабле. Привод с лебедкой для космического корабля представляет собой двухступенчатый волновой редуктор. Предназначение этого устройства на таких кораблях — это передача вращения в полностью герметичное пространство. Так как редуктор является двухступенчатым, то первая ступень — планетарная, а вторая — волновая передача. Также стоит отметить, что есть возможность сделать устройство самотормозящим. Для этого необходимо заменить планетарную передачу в редукторе на червячную.

Расчеты редуктора

Как и для любой другой детали, для создания редуктора необходимо проводить определенные расчеты, которые будут показывать, способно ли устройство выполнять свои функции, а также из какого материала должно выполняться устройство и т.д. Основным критерием для расчета волнового редуктора, его работоспособности, является прочность гибкого колеса. Оценить данный параметр можно при помощи сопротивления усталости зубчатого венца. Основной габаритный размер передачи — это внутренний диаметр гибкого колеса. Определяется он по приближенной зависимости сопротивления усталости с учетом нормальных напряжений.

Волновые зубчатые передачи

Волновые зубчатые передачи создана в 1959 году У. Массером.

Принцип работы волновых передач ( для просмотра анимации нажмите на рисунок)

Структурно она схожа с планетарной, но принципиально отличается по способу передачи движения путем волнового деформирования зубчатого колеса.

Волновые зубчатые передачи, принцип работы

По конструкции такие передачи имеют различные вариации. Обязательными составляющими конструкции волновой зубчатой передачи служат:

  • жесткое зубчатое колесо (1) с внутренними зубьями;
  • тонкостенное гибкое зубчатое колесо (2) с наружными зубьями;
  • генератор волн или волнообразователь (Н);

Жесткое колесо неподвижно закрепляют в корпусе. Волнообразователь растягивает колесо (1) и заставляет его вращаться по внутреннему зацеплению жесткого колеса (2) в противоположном вращательному движению направлении. Образование пар зацепления зубчатых колес осущетвояетсяв двух и более точках. Смещение гибкого колеса по отношению к жесткому происходит на определенное количество зубьев. Разница количества зубьев этих колес равна количеству волн деформации.

Волновые зубчатые передачи, преимущества

  • большие передаточные числа (диапазон от 40 до 320);
  • высокий КПД (0.8 – 0.9);
  • высокий крутящий момент на выходе;
  • передача движения сквозь герметичную перегородку не требующая дополнительных уплотнений;
  • компактность и малогабаритность (в несколько раз меньше зубчатых передач);
  • высокая нагрузочная способность при небольших габаритах и массе;
  • плавность хода и низкий уровень шума во время работы;
  • много парность и многозонность зацепления обеспечивают малую кинематическую погрешность и высокую жесткость механизма;
  • малая вибрация и погрешности при изготовлении и монтаже;
  • высокая надежность и продолжительность срока службы (до 15 лет) из-за простоты, прочности и симметричности конструкции;
  • высокая износостойкость благодаря отсутствию трения скольжения;
  • минимальные затраты на техническое обслуживание (благодаря применению пластичной смазки контроль за уровнем смазки не требуется);
  • быстрый запуски торможение механизмов благодаря малой инерции и высокой динамичности.

Волновые зубчатые передачи, область применения

Механизмы волновой передачи преобразуют входное вращательное движение в выходное вращательное или поступательное движение. Благодаря вышеописанным достоинствам волновые передачи очень широко применяются в сложных условиях различных областей науки и техники.

  • тяжело нагруженные, грузоподъемные и высокоэффективные силовые механизмы приводов редукторов и мультипликаторов (теплоэнергетическая, строительная, пищевая, медицинская промышленность);
  • запорная арматура магистральных нефтепроводов, нефтегазодобывающая и нефтеперерабатывающая промышленность;
  • тяжелые климатические условия (низкие температуры, высокая влажность воздуха, песчаные бури);
  • герметизированные полости глубокого вакуума или химически агрессивных или радиоактивных сред;
  • химическая и атомная промышленность;
  • авиационная, космическая и подводная техника;
  • следящие системы и системы автоматического управления высокой точности, робототехника.

Заказать волновые зубчатые передачи всех типоразмеров можно в НТЦ «Редуктор».

Для информации или оформления заказа позвоните по многоканальному номеру 8(812)777-8900 или заполните форму ниже.

Волновой редуктор / Harmonic drive

Тема раздела Триал и Трофи в категории Автомодели; Применение волновой редуктора в качестве колесного или основного редуктора. Речь идёт о типе HDUC-8-50 с передаточным отношением 1:50. Этот редуктор .

Опции темы

Применение волновой редуктора в качестве колесного или основного редуктора.

Речь идёт о типе HDUC-8-50 с передаточным отношением 1:50. Этот редуктор изготовляется в Японии. Все редуктора изготовляются попарно (можно сказать индивидуально). Сначала изготовляется волновой генератор, а затем по нему изготоляют гибкое зубчатое колесо и жесткое зубчатое колесо.
Этот редуктор практически вообще не имеет люфт.

Волновые передачи:
Назначение и области применения:
Волновой передачей называется зубчатый или фрикционный механизм, предназначенный для передачи и преобразования движения (обычно вращательного), в котором движение преобразуется за счет волновой деформации венца гибкого колеса специальным звеном (узлом) – генератором волн. Основными элементами дифференциального волнового механизма являются: входной или быстроходный вал с генератором волн, гибкое колесо с муфтой, соединяющей его с первым тихоходным валом, жесткое колесо, соединенное со вторым тихоходным валом, корпус.
Рис. 18.1

Существует большое количество конструкций волновых механизмов. Обычно эти механизмы преобразуют входное вращательное движение в выходное вращательное или поступательное. Волновые механизмы можно рассматривать как одну из разновидностей многопоточных планетарных механизмов, так как они обладают многозонным, а в случае зубчатого механизма, и многопарным контактом выходного звена с гибким колесом. Многозонный контакт обеспечивается за счет формы генератора волн (кулачок чаще с двумя, редко с тремя выступами), многопарный – за счет податливости зубчатого венца гибкого колеса. Такое сочетание позволяет волновым механизмам передавать значительные нагрузки при малых габаритах. Податливость зубчатого венца обеспечивает достаточно равномерное распределение нагрузки по зубьям, находящимся в зоне зацепления. При номинальных нагрузках процент зубьев находящихся в зацеплении составляет 15-25% от общего их числа. Поэтому в волновых передачах применяется мелкомодульное зацепление, а числа зубьев колес лежат в пределах от 100 до 600. Зона зацепления в волновой зубчатой передаче совпадает с вершиной волны деформации. По числу зон или волн передачи делятся на одноволновые, двухволновые и так далее. Передачи с числом волн более трех применяются редко. Распределение передаваемых усилий по нескольким зонам уменьшает нагрузку на элементы пар и позволяет существенно уменьшать габаритные размеры и массу механизмов. Многозонный и многопарный контакт звеньев существенно увеличивает жесткость механизма, а за счет осреднения ошибок и зазоров, уменьшает мертвый ход и кинематическую погрешность механизма. Поэтому волновые механизмы обладают высокой кинематической точностью и, несмотря на наличие гибкого элемента, достаточно высокой жесткостью. Образующиеся в структуре волнового механизма внутренние контуры, увеличивают теоретическое число избыточных или пассивных связей в механизме. Однако гибкое колесо за счет податливости компенсирует ряд возникающих перекосов. Поэтому при изготовлении и сборке волновых механизмов число необходимых компенсационных развязок меньше чем в аналогичных механизмах с жесткими звеньями.
Гибкое колесо обеспечивает волновым передачам возможность передачи движения через герметичную стенку, которая разделяет две среды (например, космический аппарат и открытый космос). При этом гибкое колесо выполняется как элемент герметичной стенки, входной вал и генератор волн располагаются по одну сторону стенки (внутри космического аппарата), а выходное звено – по другую (в космическом пространстве). Схема герметичной волновой передачи приведена на рис. 18.2.
Рис. 18.2

Читать еще:  Гидравлический дровокол своими руками свежее видео

Волновые передачи кинематически представляют собой планетарные передачи с одним из колес в виде гибкого венца. Гибкий венец деформируется генератором волн и входит в зацепление с центральным колесом в двух зонах.
Принцип волновых передач заключается в многопарности зацепления зубьев, которая определяет все положительные качества этих передач по сравнению с другими.
Волновые передачи в сравнении с обычными зубчатыми имеют меньшую массу и меньшие габариты, обеспечивают более высокую кинематическую точность, имеют меньший мертвый ход, обладают высокой демпфирующей способностью (в 4—5 раз большей, чем у обычных), работают с меньшим шумом.
При необходимости волновые передачи позволяют передавать движение в герметизированное пространство без применения сальников.
Волновые передачи позволяют осуществлять большие передаточные отношения в одной ступени; при зубчатых колесах из стали Umin = 60 (ограничивается прочностью при изгибе гибкого колеса) и Umax = 300 (ограничивается минимально допустимой величиной модуля, равной 0,2. 0,15 мм). При этом КПД равен 80. 90 %, как и в планетарных передачах с тем же передаточным отношением.
К недостаткам волновых передач можно отнести ограниченные частоты вращения ведущего вала генератора волн при больших диаметрах колес (во избежание боль¬ших окружных скоростей генератора), мелкие модули зубчатых колес (0,15. 2 мм). При серийном изготовлении в специализированном производстве вол¬новые передачи дешевле планетарных. Крутильная жесткость волновых передач несколько меньше простых зубчатых, но обычно является достаточной.
На рис. 1 гибкий венец 1 нарезан на деформируемом конце тонкой цилиндрической оболочки 5, другой конец которой через тонкое дно соединяется с выходным валом 4.
Генератор волн 3 состоит из овального кулачка соответствующего профиля и специального шарикоподшипника 6 с гибкими кольцами. Иногда выполняют генератор волн в виде двух дисков (роликов), расположенных на валу или в виде четырех роликов. Сборку зацепления можно осуществить только после деформации гибкого колеса.
На концах большой оси вала зубья зацепляются по всей высоте, на малой оси зубья не зацепляются. Между этими участками зубья гибкого колеса погружены во впадины жесткого колеса на разную глубину. Зацепление напоминает шлицевое соединение.
При вращении генератора волн гибкий зубчатый венец обкатывается по неподвижному колесу, вращая оболочку и вал. Радиальные перемещения w гибкого колеса по окружности имеют два максимума и два минимума, т. е. две волны. Поэтому передачу называют двухволновой. Возможны трехволновые передачи, но их применяют редко, так как в трехволновой передаче выше напряжения изгиба в гибком колесе.
Если оболочка неподвижно соединена с корпусом, то вращение от генератора передается жесткому колесу с внутренними зубьями.

Последний раз редактировалось Atom44; 23.03.2012 в 23:05 .

Волновой редуктор с эксцентриковыми роликами

Владельцы патента RU 2491455:

Изобретение предназначено для преобразования скорости и крутящего момента и может быть использовано в приводах с большими выходными моментами при малых габаритах. Жесткое колесо (8) редуктора имеет внутренние периодические впадины, выполненные в форме сопряженных цилиндрических поверхностей. Толкатели (2) перемещаются в радиальных отверстиях сепаратора (3) и контактируют с кулачками вала (1). В отверстиях толкателей (2) расположены оси (4) роликов (5). Ось (4) каждого ролика (5) параллельна центральной оси редуктора и эксцентрична рабочей цилиндрической поверхности ролика (5). Впадина жесткого колеса (8) и рабочая поверхность ролика (5) имеют одинаковые радиусы. Контакт роликов (5) с жестким колесом (8) происходит по поверхности, за счет чего увеличивается нагрузочная способность редуктора. 3 ил.

Изобретение относится к авиационному машиностроению, робототехнике и может быть использовано в приводах авиакосмической техники и других отраслях, где требуется реализовать большие моменты с наименьшими габаритами.

Известна волновая передача (см. авт. свид. 200384 за 1967 г., СССР, кл. 47h, 7), содержащая волнообразователь, имеющий форму кулачка, жесткое колесо с внутренними периодическими впадинами и гибкое колесо, выполненное из подвижных толкателей, расположенных в радиальных пазах сепаратора, при этом концы толкателей взаимодействуют с жестким колесом и кулачком волнообразователя.

Данная волновая передача обладает широким диапазоном передаточных чисел и высокой нагрузочной способностью, которая недостижима в обычной зубчатой волновой передаче.

Недостатком такой волновой передачи является невысокий КПД ввиду большого количества сопряженных пар трения скольжения.

Наиболее близким по технической сути и количеству совпадающих признаков является редуктор с волновым принципом действия (см. авт. свид. СССР №314023 за 1971 г. МПК: F16H 25/04). Редуктор содержит волнообразователь с кулачковьм валом, жесткое колесо с внутренними периодическими впадинами, выполненными в форме сопряженных эпициклоидных поверхностей и сепаратор с радиальными пазами, в которых расположены оси роликов. При этом оси роликов и сами ролики расположены соосно.

Такая передача обладает более высоким КПД, т.к. сопрягаемые звенья образуют пары качения.

Недостатком прототипа является ограниченная нагрузочная способность, т.к. контактирование роликов с жестким колесом и волнообразователем происходит по линии контакта.

Целью изобретения является повышение нагрузочной способности за счет реализации контакта роликов с жестким колесом по поверхностям.

Поставленная цель достигается тем, что волновой редуктор с эксцентриковыми роликами содержит волнообразователь в виде кулачкового вала, жесткое колесо с внутренними периодическими впадинами, выполненными в форме сопряженных цилиндрических поверхностей, сепаратор, в котором размещены оси роликов. В сепараторе выполнены пары рядов радиальных отверстий, в которых, с возможностью перемещения вдоль оси, размещены толкатели с отверстиями, в которых расположены оси роликов. При этом ось каждого ролика параллельна центральной оси редуктора и эксцентрична рабочей цилиндрической поверхности ролика, а впадина жесткого колеса и рабочая поверхность ролика имеют одинаковые радиусы.

Технический эффект изобретения заключается в увеличении нагрузочной способности редуктора за счет замены контакта по линии или точке между роликами и профилем жесткого колеса на контакт по поверхности.

Суть изобретения проиллюстрирована чертежами на фиг.1-3, на которых изображено:

на фиг.1 — продольный разрез волнового редуктора;

на фиг.2 — поперечный разрез волнового редуктора;

на фиг.3 — схема перемещения центра наружной обоймы ролика «Ai» по траектории «а» и центра оси ролика «Bi» по траектории «b».

Редуктор содержит волнообразователь в виде кулачкового вала 1, ось которого совпадает с центральной продольной осью редуктора, а его кулачки имеют специальный профиль и повернуты друг относительно друга на угол 180°. Толкатели 2 расположены в радиальных отверстиях сепаратора 3 равномерно по окружности, при этом пары соседних рядов отверстий с толкателями 2 смещены друг относительно друга на угол 180°/z, где z — число толкателей 2 в одном ряду. Один конец каждого толкателя 2 имеет контакт с поверхностью кулачка вала 1, а другой конец толкателя 2 имеет отверстие, ось которого параллельна центральной продольной оси редуктора. В отверстиях каждой пары соседних толкателей 2 размещена ось 4 ролика 5. Ролик 5 выполнен в виде подшипника с телами качения 6 и наружной обоймой 7. Оси 4 роликов 5 расположены эксцентрично оси подшипника. Наружные обоймы 7 подшипников роликов 5 имеют контакт с периодическим профилем жесткого колеса 8. Профиль жесткого колеса 8 выполнен из z+1 вогнутых цилиндрических поверхностей, радиус которых равен радиусу наружной обоймы 7 подшипника ролика 5, и сопряженных с ними вспомогательных выпуклых цилиндрических поверхностей. На фиг.3 показаны: траектория «а» движения центра «А» подшипника ролика 5, обкатывающегося по профилю жесткого колеса 8 и траектория «b» центра «В» оси 4 ролика 5. Отрезки «AiBi» показывают связь соответствующих точек «А» и «В» через равные промежутки времени. Кулачковый вал 1 волнообразователя является входным звеном редуктора, и закреплен с помощью подшипников 9 в сепараторе 3. Сепаратор 3 закреплен в жестком колесе 8 с помощью подшипников 10. Выходным звеном редуктора может являться сепаратор 3 при остановленном жестком колесе 8 или жесткое колесо 8 при остановленном сепараторе 3. Передаточное число редуктора равно числу роликов 5 при выходном звене — сепараторе 3 или числу впадин жесткого колеса 8 при выходном звене — жестком колесе 8.

Читать еще:  Соломорезка измельчитель своими руками

Редуктор работает следующим образом. При вращении кулачкового вала 1 волнообразователя поверхности кулачков взаимодействуют с толкателями 2, перемещающимися в сепараторе 3 попарно вдоль своих радиальных осей. Центры отверстий толкателей 2 и оси 4 роликов 5 перемещаются по траектории, эквидистантной к профилю жесткого колеса 8. Наружные обоймы 7 одних роликов 5 лежат во впадинах профиля жесткого колеса 8, а других роликов 5 — обкатываются по вспомогательным выпуклым цилиндрическим поверхностям жесткого колеса 8. Под действием силы со стороны кулачкового вала 1 волнообразователя толкатели 2, перемещающиеся в направлении от центральной продольной оси редуктора, осуществляют поворот сепаратора 3 при остановленном жестком колесе 8, или жесткого колеса 8 при остановленном сепараторе 3. За один оборот кулачкового вала 1 волнообразователя выходное звено повернется на угол 360°/z, если им является сепаратор 3, или на угол 360°/(z+1), если им является жесткое колесо 8.

Волновой редуктор с эксцентриковыми роликами, содержащий волнообразователь в виде кулачкового вала, жесткое колесо с внутренними периодическими впадинами, выполненными в форме сопряженных цилиндрических поверхностей, сепаратор, в котором размещены оси роликов, отличающийся тем, что в сепараторе выполнены пары рядов радиальных отверстий, в которых, с возможностью перемещения вдоль оси, размещены толкатели с отверстиями, в которых расположены оси роликов, при этом ось каждого ролика параллельна центральной оси редуктора и эксцентрична рабочей цилиндрической поверхности ролика, а впадина жесткого колеса и рабочая поверхность ролика имеют одинаковые радиусы.

Как сделать понижающий редуктор своими руками

Владельцы домашних мастерских имеют много приспособлений и устройств, которые значительно облегчают ручной труд и повышают эффективность работы. Одним из таких механизмов является понижающий редуктор. В основном он используется для того, чтобы скорость вращения выходного вала изменялась в меньшую сторону или повышался на нем крутящий момент. По своей конструкции это устройство может быть комбинированным, червячным или шестеренным, а также одно- и многоступенчатым. Понижающий редуктор многие изготавливают своими руками.

Что такое редуктор?

Этот механизм представляет собой передаточное звено, которое располагается между вращательными устройствами электродвигателя или двигателя внутреннего сгорания к конечному рабочему агрегату.

Основными характеризующими показателями редуктора являются:

  • передаваемая мощность;
  • КПД;
  • количество ведущих и ведомых вращательных валов.

К вращательным устройствам этого механизма неподвижно закрепляют зубчатые или червячные передачи, которые передают и регулируют движение от одного к другому. В корпусе имеются отверстия с подшипниками, на которых располагаются валы.

Необходимые материалы и инструменты

Чтобы изготовить редуктор могут потребоваться следующие материалы и инструменты:

  • гаечные ключи и отвертки разнообразных форм и размеров;
  • надфили, сверла;
  • прокладки из резины;
  • шайбы, обрезки труб, шестерни, болты, подшипники, шкивы, валы;
  • инвертор;
  • штангенциркуль, линейка;
  • плоскогубцы;
  • тиски, молоток;
  • каркас от старого редуктора или стальные листы.

Как сделать редуктор своими руками?

Самой важной деталью понижающего редуктора считается его корпус. Он должен быть спроектирован и изготовлен правильно своими руками, так как от этого зависит взаимное положение валов и осей, соосность гнезд под опорные подшипники и зазоры между шестернями.

Корпусы промышленных редукторов изготавливают в основном методом литья из алюминиевых сплавов или чугуна, однако, в домашних условиях сделать это совершенно невозможно. Поэтому под свои нужды можно подобрать или доделать уже готовый корпус либо сварить из стального листа. Только в этом случае следует помнить, что в процессе сварки металл может «повести», и поэтому для сохранения соосности валов необходимо оставлять припуск.

Многие мастера делают по-другому. Чтобы не заморачиваться с расточными работами, они корпус начинают сваривать полностью, а вместо гнезд для опорных подшипников применяют отрезки трубы, которые выставляют в необходимом положении и только после этого окончательно закрепляют на месте при помощи сварки или болтами. Для облегчения обслуживания редуктора необходимо у корпуса сделать съемной верхнюю крышку, а снизу — сливное отверстие, которое будет использоваться для стока отработанного масла.

Опорой для шестеренок служат оси и валы редуктора. Обычно в одноступенчатом механизме используют только валы, имеющих жесткое крепление шестерен. Обе шестеренки в этом случае вращаются вместе со своими валами. Ось используют тогда, когда в редуктор необходимо вставить промежуточную шестеренку. Она начинает свободно вращаться на своей оси с минимальным зазором, а чтобы не смещалась вбок, ее фиксируют гайкой, упорным буртиком или стопорными разрезными шайбами. Валы следует изготавливать из стали, обладающей хорошей прочностью и замечательно поддающейся механической обработке.

Опорами для валов служат подшипники в редукторе. Они воспринимают нагрузки, возникающие в процессе работы механизма. Надежность и работоспособность редуктора целиком зависит от того, насколько правильно были подобраны подшипники.

Для механизма своими руками лучше всего подобрать подшипники закрытого типа, для которых требуется минимальное обслуживание. Они смазываются консистентной смазкой. Тип подшипников напрямую зависит от вида нагрузки. При использовании прямозубых шестерен будет достаточно обыкновенных одно- или двухрядных шариковых подшипников. Если в механизме присутствуют косозубые шестерни или червячные передачи, то на вал и подшипники начинает передаваться осевая нагрузка, что требует наличия шарикового или роликового радиально-упорного подшипника.

Другой довольно важной деталью редуктора являются шестерни. Благодаря им можно изменять частоту вращения выходного вала. Чтобы изготовить шестерни, необходимо специальное металлорежущее оборудование, поэтому для экономии можно использовать готовые детали со списанных устройств.

Очень важно в процессе монтажа шестерен выставить правильно зазор между ними, потому что от этого зависит уровень шума, возникающего во время работы редуктора и нагрузочная способность. Смазывать шестерни лучше всего жидким индустриальным маслом, которое заливают таким образом, чтобы оно покрыло зубья нижней шестерни. Смазка остальных деталей осуществляется при помощи разбрызгивания масла по внутренней полости механизма.

Сальниковые уплотнители валов предотвращают просачивание масла наружу из редуктора. Устанавливают их на выходах валов и закрепляют в подшипниковых крышках. Чтобы предотвратить аварийное разрушение деталей механизма от больших нагрузок используют предохранительную муфту. Она бывает в виде сильфона, подпружиненных фрикционных дисков или срезаемого штифта. Процесс монтажа очень сильно облегчают крышки подшипников, которые бывают сквозными или глухими. Подбирают их из готовых деталей или вытачивают на токарном станке.

Сфера применения редуктора

Этот механизм является незаменимым помощников в различных сферах деятельности человека. Обычно он применяется:

  • в промышленности;
  • в автомобильных коробках передач;
  • в электрооборудовании и бытовой техники;
  • в газодобывающей промышленности и многих других отраслях.

В промышленности этот механизм используется очень широко. В различных обрабатывающих станках он применяется как вращательная передающая деталь, повышающая скорость оборотов.

А вот в автомобильных коробках передач редуктор, наоборот, понижает частоту вращения двигателя. От того, насколько правильно отлажена его регулировка, зависит плавность и мягкость хода транспорта.

Это понижающее обороты устройство используется также в бытовой технике и электрооборудовании, имеющих электродвигатели. Это могут быть миксеры, стиральные машины, дрели, кухонные комбайны, болгарки.

Редукторы являются незаменимой частью вентиляционного оборудования, очистных сооружений, насосных систем. Они способствуют поддержанию оптимального давления газа в газопламенных установках.

Газодобывающая промышленность также не может обойтись без этого механизма. Транспортировка и хранение газов является довольно опасным процессом, поэтому используют редуктор, с помощью которого перекрывают доступ газа или открывают ему выход, регулируя напор.

Сборка редуктора своими руками из подручных средств – дело довольно хлопотное, но не слишком трудное. С его помощью уменьшается вращение выходного вала и увеличивается его крутящий момент. Производительность устройств или машины полностью зависит от этой детали. Используется этот механизм в самых разнообразных отраслях деятельности человека.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector