Волновая передача — это особый тип механизма, ключевым элементом которого является генератор волн (волнообразователь). Именно он отвечает за преобразование вращательного движения в поступательное, обеспечивая работу системы. В современной технике нашли применение две основные разновидности таких передач: зубчатая и фрикционная.
Волновая зубчатая передача
Данный механизм основан на взаимодействии двух зубчатых колес: гибкого (деформируемого) и жесткого. Передача и преобразование движения происходят именно за счет контролируемой деформации гибкого колеса. По своей сути, волновая зубчатая передача является модификацией планетарной передачи с внутренним зацеплением, где в роли сателлита выступает гибкий, изменяющий форму элемент.
Сердцем такой передачи служит генератор волн. Его конструкция может быть различной:
- Тонкостенная гибкая оболочка, передающая движение на ведомый вал.
- Водило с двумя роликами.
- Симметричный кулачок специального профиля с надетым на него гибким подшипником.
- Система дисков, расположенных в параллельных плоскостях.
При работе под нагрузкой гибкое колесо изменяет свою первоначальную форму благодаря упругости материалов и наличию зазоров в механизме. Главными преимуществами волновых зубчатых передач являются компактные размеры и малая масса при высокой нагрузочной способности. Они обеспечивают высокие передаточные отношения (от 100 до 400) с коэффициентом полезного действия 0,8–0,9. Кроме того, при определенных настройках такой механизм может работать как мультипликатор — повышающая передача, объединяющая систему взаимодействующих колес в общем корпусе.
Волновая фрикционная передача
В этом виде передачи движение передается не за счет зубьев, а благодаря силам трения. Механизм состоит из фрикционной пары: гибкого и жесткого звеньев, контактирующих друг с другом. Деформация гибкого звена также является основным рабочим принципом.
Стандартная конструкция включает три компонента:
- Генератор волн (волнообразователь).
- Гибкое колесо.
- Жесткое колесо.
В процессе работы генератор волн прижимает гибкое колесо к жесткому в двух противоположных зонах контакта. При вращении генератора эти зоны перемещаются по окружности, обеспечивая передачу движения.
Существуют и другие конструктивные исполнения:
- Гибкое звено с двумя дорожками, каждая из которых взаимодействует со своим жестким колесом.
- Гибкое колесо в виде диска, а генератор волн — в форме цилиндрического кулачка, чьи выступы прижимают диск к жесткому колесу.
За один полный оборот генератора волн гибкое колесо поворачивается относительно жесткого на угол, величина которого зависит от разницы длин дорожек и степени проскальзывания звеньев.
Область применения
Оба типа волновых передач — и зубчатые, и фрикционные — получили широкое распространение в промышленности. Они используются в различных станках, точных механических системах, оборудовании машиностроительных и других промышленных предприятий, где требуются компактность, высокое передаточное число и надежность.