Зубчатые волновые редукторы: Волновые зубчатые передачи.

Что такое волновой зубчатый мотор-редуктор и где он применяется

Современные механические волновые мотор-редукторы могут быть как горизонтальными, так и вертикальными. Они относятся к приводам общего машиностроительного применения, и могут эксплуатироваться, как по отдельности, так и в составе оборудования. Общая спецификация Сочетание в одном корпусе электродвигателя и понижающего редуктора стало эффективным техническим решением, нашедшим своё применение во множестве технических сфер – данная конструкция получила название мотор-редуктора. Волновые зубчатые мотор-редукторы являются наиболее современными из них – сам тип передачи был изобретен в середине прошлого века. Главное преимущество волновой передачи – обеспечение плавности хода при сохранении высокой нагрузочной способности. Волновые зубчатые мотор-редукторы в полной мере обеспечивают данное преимущество в ходе эксплуатации. Конструктивные особенности Конструктивно волновой редуктор прост: на валу электродвигателя размещен т.н. генератор волн – эксцентрик обеспечивающий растяжку гибкого элемента редуктора изнутри. В его роли выступает зубчатое колесо, которое вращается внутри неподвижного корпуса – причем областей контакта может быть несколько (две и более). За счет этой особенности и удается реализовать два главных преимущества редукторов данного типа – точность и плавность. Волновые зубчатые мотор-редукторы нашли широкое применение в робототехнике именно по этой причине. Ну и про компактные размеры забывать не стоит – даже двухступенчатая волновая передача по своим конструктивным габаритам не слишком превышает электродвигатель.  Чем приходится за это расплачиваться? В первую очередь – сроком эксплуатации агрегата. Волновые зубчатые мотор-редукторы обладают значительно меньшим сроком службы, чем аналоги с другим конструкционным типом редуктора. Требования к материалам, из которых изготавливается волновая передача (а также точности их изготовления) отражаются на стоимости – перед нами одно из самых дорогих решений подобного типа. Однако возможность передачи вращательного момента в изолированные (в том числе и герметичные) области делает данную разновидность мотор-редукторов востребованной. Внутреннее устройство волнового редуктора Схема волновых редукторов: Эллиптическое водило; Гибкое зубчатое колесо; Жёсткое неподвижное зубчатое колесо. Основные преимущества Волновые зубчатые мотор-редукторы различаются по мощности электрического двигателя и передаточному отношению. В зависимости от этих показателей (а также типа исполнения корпуса агрегата) зависят и габариты мотор-редуктора. На рынке представлен достаточно широкий ассортимент устройств подобного типа – в том числе и отечественных. Однако широкое распространение получила практика изготовления мотор-редукторов подобного типа «на заказ» – малыми партиями на основе конкретных ТЗ.

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.

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.

НИДЕК-ШИМПО КОРПОРЕЙШН | Редукторы Strain Wave (гармонические) и комплекты компонентов

x

Поиск:

Поднимите своего робота на новый уровень с помощью FLEXWAVE. NIDEC-SHIMPO имеет опыт поставок ведущим производителям робототехники и станков в Японии. Наши постоянные клиенты в этих отраслях настоятельно призывали нас разработать собственную технологию гармонических зубчатых передач и использовать наши основные компетенции — модульность и гибкость конструкции сердечника и стабильное массовое производство — чтобы помочь им стать более конкурентоспособными на мировом рынке.

После обширных усилий по совершенствованию технологии гармонических зубчатых передач и производству на уровне, превосходящем ожидания клиентов, NIDEC-SHIMPO выпустила FLEXWAVE.

FLEXWAVE — компактный гармонический редуктор, который обеспечивает нулевой люфт, а также исключительную точность позиционирования, плотность крутящего момента и повторяемость. FLEXWAVE состоит из трех внутренних элементов – гибкого шлица, кругового шлица и генератора волн. Эластичные свойства гибкого шлица и разница между зубьями гибкого шлица и кругового шлица приводят к его уникальным характеристикам уменьшения.

FLEXWAVE выпускается в различных форм-факторах, включая наборы компонентов, простые сборные узлы и комплектные редукторы. Чашеобразные, шляповидные, сплошные и полые входные валы дают инженерам настоящую свободу при проектировании. FLEXWAVE также доступен в вариантах Ultra-Flat и High Torque для приложений с высокими требованиями к занимаемой площади и производительности. Размеры взаимозаменяемы в соответствии с отраслевыми стандартами, что упрощает внедрение в устаревшее оборудование.

По сравнению с другими зубчатыми передачами FLEXWAVE предлагает следующие преимущества:

• Исключительная повторяемость и точность позиционирования
• Нулевой люфт
• Высокая плотность крутящего момента
• Рейтинги высокой эффективности
• Высокое передаточное отношение в одной ступени
• Легкий и компактный
• Высокая жесткость на кручение
• Полностью задний привод

Благодаря этим характеристикам FLEXWAVE является лучшим выбором для робототехники, станкостроения, медицинского оборудования, производства полупроводников, спутниковой связи и автоматизации сборки.
 

Технология Flexwave Harmonic Gear:  Принципы работы  | Структурный обзор | Брошюра FLEXWAVE

 

Серия WP, сводная таблица уровня

Серия продуктов		Размер корпуса	Передаточные отношения	Выходной крутящий момент	Тип корпуса
WPC Компонент в сборе		Самый маленький: 35 мм Самый большой: 80 мм Ассортимент: 5	Минимум: 50:1 Максимум: 120:1 Разновидность: 4	23 Н·м ~ 346 Н·м	Закрыто
WPS Простая замкнутая сборка		Самый маленький: 35 мм Самый большой: 80 мм Ассортимент: 5	Минимум: 50:1 Максимум: 120:1 Разновидность: 4	23 Н·м ~ 346 Н·м	Открыть
WPU Блок в сборе		Самый маленький: 35 мм Самый большой: 80 мм Ассортимент: 5	Минимум: 50:1 Максимум: 120:1 Разновидность: 4	23 Н·м ~ 346 Н·м	Закрыта Открыта (входной вал) Открыта (входной вал)

Серворедукторы | GAM

ПРОДУКТЫ > ЗУБЧАТЫЕ РЕДУКТОРЫ

Компания GAM предлагает один из самых больших в мире ассортиментов прецизионных зубчатых редукторов:

• Линейные или угловые редукторы
  • Роботизированные редукторы без люфта
  • Рядные и угловые серворедукторы
  • Прецизионные прямоугольные конические редукторы
• Люфт от менее 1 до 20 угловых минут
• Размер корпуса от 27 мм до 350 мм
• Крутящий момент от 10 Нм до 10 000 Нм
• Передаточное число от 3 до 1000:1.

Наши возможности индивидуальной обработки и оптимизированные производственные процессы позволяют нам быстро и экономично поставлять от 1 до 1000 редукторов. ГАМ может.

Сокращение сроков выполнения заказов благодаря GAM

Недовольны сроками выполнения заказов поставщиком редукторов? Спросите о новых сокращенных сроках поставки GAM! Свяжитесь с нами сегодня, чтобы обсудить вашу заявку. Мы можем перейти от вашего текущего дизайна или предложить альтернативное решение.

Свяжитесь с нами!

Дополнительная информация

• Загрузить брошюру о продукции GAM

Роботизированные фланцевые редукторы с нулевым люфтом

Дополнительные сведения о продукции для робототехники и других высокоточных приложений см. на странице «Продукты робототехники».

Роботизированная планетарная передача GPL

CAD и технические характеристики:

GPL-F, GPL-H

• Роботизированная планетарная коробка передач
• Люфт <0,1 угловой минуты не увеличивается в течение срока службы редуктора
• Узнайте больше о планетарных коробках передач для роботов GPL

GCL Robotic Cycloidal

CAD и технические характеристики:
Компонент: GCLC-F, GCLC-H
С креплением двигателя: GCL-F

• Роботизированная циклоидальная коробка передач
• Люфт <1,0 угл. мин
• Высокая ударопрочность
• Дополнительная встроенная предварительная ступень
• Узнайте больше о циклоидальных редукторах GCL

GSL Robotic Strain Wave

CAD и технические характеристики: GSL

• НОВИНКА! Роботизированный волновой редуктор
• Маленький, компактный дизайн
• Люфт <0,5 угловых минут
• Отношения от 50:1 до 160:1
• Узнайте больше о редукторах GSL Strain Wave

Серворедукторы

Высокоточные зубчатые редукторы

SPH Рядный спиральный

CAD и технические характеристики:
SPH-W, SPH-K, SPH-C, SPH-F

• Рядный редуктор
• Косозубая передача для плавной передачи крутящего момента
• Люфт 2-6 угловых минут
• Макс. крутящий момент разгона 23–1350 Н·м
• НОВИНКА! Сокращенное время выполнения заказа
• Узнайте больше о рядных цилиндрических редукторах SPH

Угловой гипоидный редуктор Dyna

CAD и технические характеристики:
DS-W, DS-H, DS-T, DS-F

• Угловой гипоидный редуктор серии Dyna
• Гипоидная передача для тяжелых условий эксплуатации
• Люфт 1-6 угловых минут
• Максимальный крутящий момент разгона 32–2160 Нм
• Узнайте больше о прямоугольных гипоидных редукторах серии Dyna

Высокоточные редукторы для сервоприводов


EPL Рядный планетарный редуктор

CAD и технические спецификации:
EPL-W, EPL-X, EPL-H,
EPL-A, EPL-F

• Рядный планетарный редуктор
• Экономическая эффективность
• Люфт 8-20 угловых минут
• Макс. разгонный крутящий момент 10 — 460 Нм
• Узнайте больше о рядных планетарных коробках передач EPL

EPR Угловой планетарный редуктор

CAD и технические характеристики:
EPR-W, EPR-X, EPR-H,
EPR-A, EPR-F

• Угловой конический планетарный редуктор
• Экономическая эффективность
• Люфт 10-18 угловых минут
• Макс. крутящий момент разгона 21–181 Н·м
• Узнайте больше о прямоугольных планетарных редукторах EPR

SSP Рядный планетарный редуктор из нержавеющей стали

CAD и технические характеристики:
SSP-W

• Планетарный редуктор из нержавеющей стали
• Идеально подходит для промывки
• Люфт 10-14 угловых минут
• Макс. крутящий момент разгона 24–255 Н·м
• Узнайте больше о линейных планетарных коробках передач SSP из нержавеющей стали

Dyna-Lite Прямоугольный гипоидный

CAD и технические характеристики:
DL-DW, DL-PW, DL-DH,
DL-PH,DL-DC

• Dyna-Lite Прямоугольный гипоидный редуктор
• Гипоидная передача — отличная цена
• Люфт 6-9 угловых минут
• Макс.