PRZEKŁADNIE FALOWE. 1. Wstęp. (W. Ostapski)

HTML
DOWNLOAD

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "PRZEKŁADNIE FALOWE. 1. Wstęp. (W. Ostapski)"

Emilia Stefańska
9 lat temu
Przeglądów:

1 PRZEKŁADNIE FALOWE (W. Ostapsk). Wstęp Perwsy patent na prekładnę harmoncną waną w Polsce falową otrymał w 959 roku w USA C.W. Musser, [04, 05]. Rok późnej była ona preentowana na wystawe w Nowym Yorku [0, 06]. Co odróżnało proponowaną konstrukcję od welu już nanych stosowanych rowąań do prekaywana strumena mocy w ruchu obrotowym e maną parametrów (moment obrotowy, prędkość kątowa), możlwe małym stratam? Co leżało u podstaw amysłu tworena kolejnej konstrukcj w dedne lcne już repreentowanych prekładn mechancnych? Produkowano ówceśne różneo typu prekładne jedno welostopnowe o stałym, a też mennym prełożenu tw. waratory. Seroko stosowane były prekładne planetarne w różnych odmanach stopnu łożonośc. Stosowano powsechne w premyśle samochodowym skryne prekładnowe o stopnowanym prełożenu ora bestopnowe prekładne hydroknetycne. W prypadku potreby uyskana dużych prełożeń w jednym stopnu wykorystywano prekładne mmośrodowe, prekładne cyklodalne trochodalne będące rodajem prekładn obeowych. Były to w węksośc dopracowane konstrukcje o adowalających parametrach funkcjonalnych sprawdone eksploatacyjne w tysącach astosowań. Cy była węc naturalna potreba sukana nowych rowąań? Tak, taka potreba stnała wra rowojem nowocesneo premysłu obrabarkoweo ora automatyk, a sceólne rodącej sę dopero robotyk ora premysłu kosmcneo slne narastała. Wymaana stawane układom napędowym robotów manpulatorów premysłowych ora układom nastawcym obrabarek bądź urądeń mltarnych (np. układy obrotowe stacj radarowych cy weż dałowych), dotycyły [5, 7, 46, 59]: wysokch prełożeń w jednym stopnu w rancach od klkudesęcu do klkuset, mnmalacj abarytów masy, dużej precyj poycjonowana, małeo momentu bewładnośc, beluowośc, dolnośc tłumena drań, wysokej trwałośc sprawnośc ne mnejsej od welostopnowych prekładn obeowych o porównywalnym prełożenu, cchobeżnośc sceólne w órnym akrese prędkośc eksploatacyjnych,

2 6 PRZEKŁADNIE FALOWE w sceólnych astosowanach hermetycnośc w prekaywanu mocy np.: manpulatory roboty pracujące pod wodą lub w środowsku aktywnym chemcne. Tym wymaanom ne w pełn potrafły sprostać nane udoskonalane prekładne mmośrodowe typu cyklo, [8]. Pomysł opracowana prekładn harmoncnej wynkał analy ruchu prekładn obeowej, a sceólne jej warantu prekładn mmośrodowej. Prełożene w prekładn teo typu jest funkcją lorau odtacaneo obwodu o uębenu wewnętrnym pre koło o uębenu ewnętrnym do różncy obwodów lub lcby ębów obu kół. Stąd m mnejsa różnca tym wękse prełożene. Prowad to w skrajnym prypadku do różncy klku ębów, stąd tylko jedno koło wewnętrne lub dwa osadone mmośrodowo na wale osowo presunęte dla uyskana symetr obcążena równoważena sł promenowych. W tym momence powstaje stotny problem wynkający knematyk tak określonej prekładn. Dla normalnych ębów o aryse ewolwentowym koło wewnętrne ne może meć średncy węksej od połowy średncy koła dużeo e wlędu na kryterum nterferencj ębów. Jeśl astosujemy odpowedno dużą korekcję dodatną (wysunęce naręda pry nacnanu), dla koła o ębach ewnętrnych skrócmy wysokość ębów, ora pry nacnanu ębów dużeo koła naręde wsunemy w łąb równeż mnejsymy wysokość ęba, to odpowedno do welkośc korekcj węksymy wartość uyskwaneo prełożena w jednym stopnu be wystąpena nterferencj. W praktyce różnca ta sęa od klkunastu do klku ębów co powala na realację prełożeń od klkudesęcu do ponad stu. Poostaje mmo modyfkacj konstrukcyjno-technolocnych problem drań hałasu teo typu prekładn pry wyżsych prędkoścach, ora dużeo momentu bewładnośc nacnej masy. Kryterum nterferencj wynkająca stąd ranca eometrycnych relacj w prekładn obeowej wynka knematyk układu. Trajektora punktu leżąceo na werchołku ęba koła odtacająceo jest praktycne kołowa ma węc tylko składową obwodową. By unknąć nterferencj węksyć obwód koła wewnętrneo tak jak wceśnej wspomnelśmy obnżamy wysokośc ębów obu kół. Możemy jednak menć trajektorę. Jeśl pojawłaby sę składowa promenowa premescana ęba koła wewnętrneo, to pry odpowednch relacjach obu składowych realacja ruchu mołaby achodć poprawne knematycne nawet pry mnmalnej różncy ębów. To ałożene sposób jeo realacj popre konstrukcję koła wewnętrneo jako cenkoścenneo sprężyśce odkstałcalneo weńca ębateo było podstawą opracowana noweo typu prekładn wanej harmoncną lub falową. Powstała prosta konstrukcyjne prekładna [8, 9, 0, 06] składająca sę trech łównych elementów (rys..): weńca stywneo (uębene wewnętrne o lcbe ębów ), weńca podatneo (uębene ewnętrne o lcbe ębów ),

3 . Wstęp 7 G eneratora (dwe lub ctery rolk symetrycne romescone bądź krywka łożyskem podatnym). Knematyka Rys... schemat prekładn falowej Prełożene knematycne jednostopnowej walcowej prekładn ębatej wynos: = (.) Prełożene eometrycne lcone warunku równych prędkośc obwodowych V obu kół w beune aębena odpowedno wynos: r V = r r = = (.) r W prypadku jednostopnowej prekładn falowej (rys..) warunek równych prędkośc obwodowych może być spełnony dla powerchn obojętnej weńca podatneo odpowadającej dla daneo prełożena powerchn weńca stywneo. Powerchna obojętna wana także środkową roumana jest jako wolna od naprężeń pry ałożenu, że wenec podatny ne ulea rocąanu. Ma to mejsce kedy enerator odkstałca wenec podatny w akrese jeo sprężystośc wywołując naprężena normalne tylko od nana. Stąd możemy apsać relację promen weńca odkstałcaneo stywneo, dla których prędkość obwodowa V jest równa jako: R R R R (.) Podobne jak dla prostej jednostopnowej prekładn obeowej możemy określć prełożene prekładn falowej pry ałożenu, że prędkość kątowa eneratora 0, jako: (.4)

4 8 PRZEKŁADNIE FALOWE Pry neruchomym weńcu podatnym otrymamy: (.5) Odpowedno pry neruchomym weńcu stywnym otrymamy: (.6) Z uwa na równoważene sł promenowych praktycne astosowane nalała konstrukcja prekładn o dwustrumenowym prepływe mocy wana dwufalową. a) b) Rys... Rodaje prekładn: a) klasycna, b) typ K-H a) b) Rys... Rodaje prekładn: a) typ K, b) typ kombnowany Generator stanowła krywka symetrycna o kstałce elptycnym lub dwe bądź ctery rolk odkstałcające cenkoścenny wenec be many dłuośc jeo obwodu. Różnca obwodów kół współpracujących w takej prekładn wynosła dwe podałk. Stąd wynkała wartość deformacj promenowej weńca podatneo, tak by uyskać dwe strefy: aębena na dużej os elpsy dwe strefy na małej os de ęby mjają sę luem rys..4 (trajektore ębów pokaano w rodale 4 na rys ). W prypadku astosowań cysto knematycnych (mnmalna moc) prełożeń < 50 można wykonać prekładne falowe welostrumenowe na prykład trójfalowym eneratorem, wykonane tworywa. Rowąana knematycne

5 . Wstęp 9 pokrywające akres prełożeń od mnmalneo do 50 tys. predstawono na rysunkach.. [47]. Prełożena możemy określć odpowedno: rys..a, prekładna klasycna = 50 do 0, rys..b, typ K-H, = 500 do , rys..a, typ K, =.0 węcej, (.7) 4 (.8) (.9) 4 6 rys..b, typ kombnowany, = 0 do 800, ( ) (.0) 5 4 Welkość strefy aębena (rys..4), ależy od parametrów eometrycnych uębeń, krywej deformacj, rodaju eneratora stywnośc węła eneratortuleja podatna-wenec stywny. Dla prekładn dwufalowej średnca werchołkowa weńca podatneo pred deformacją jest węksa praktycne o wartość modułu od średncy werchołkowej weńca stywneo. Stąd promenowa deformacja w rędu modułu (praktycne w = 0,9 do, m), jest wystarcająca dla prenesena akładaneo strumena mocy. Klasycne prekładne falowe są dsaj dość powsechne stosowane w układach automatycnej reulacj, a własca robotach premysłowych, premyśle obrabarkowym, polraf, mechanmach nawrotnych sereu masyn, premyśle lotncym kosmcnym. Głównym orancenam w roserenu ch stosowana są: mała moc, wysok dolny pró prełożena, trudnośc technolocne. Znacące roserene stosowana prekładn falowych można by uyskać węksając ch obcążalność pry achowanu abarytów dotychcasowej trwałośc. Zalety prekładn najpełnej ujawnają sę pry prełożenach = 80 węcej. Wykonuje sę reduktory o prełożenu mnejsym, nawet o prełożenu = 50. Odbywa sę to jednak kostem mnejsena momentu nomnalneo.

6 0 PRZEKŁADNIE FALOWE Rys..4. Schemat stref aębena Trwałość standardowych reduktorów w ałożonych warunkach eksploatacj wynos obecne 0 tys. odn, a wykonanu specjalnym 40tys. odn. W latach 80- tych było to 0 tys. odn.

Podobne dokumenty

PRZEKŁADNIE ZĘBATE CZOŁOWE ŚRUBOWE. WALCOWE (równoległe) STOŻKOWE (kątowe) ŚLIMAKOWE HIPERBOIDALNE. o zebach prostych. walcowe. o zębach.

CZOŁOWE OWE PRZEKŁADNIE STOŻKOWE PRZEKŁADNIE ZĘBATE CZOŁOWE ŚRUBOWE WALCOWE (równoległe) STOŻKOWE (kątowe) HIPERBOIDALNE ŚLIMAKOWE o ebach prostych o ębach prostych walcowe walcowe o ębach śrubowych o