Волновая (гармоническая) передача — механизм, в котором вращение передаётся за счёт бегущей волны упругой деформации гибкого зубчатого колеса, обкатываемого генератором волн внутри жёсткого колеса. Даёт большое передаточное число при минимальном люфте.
Волновая передача — необычная зубчатая схема: движение передаётся волной деформации гибкого колеса, а не жёсткими шестернями. Это даёт в одной ступени передаточное число в сотни, соосность и практически нулевой люфт, поэтому такие передачи ценят в робототехнике и точных приводах.
Волновая (гармоническая) передача состоит из трёх основных элементов: генератора волн (овальный кулачок с гибким подшипником), гибкого колеса (тонкостенный стакан или кольцо с наружными зубьями) и жёсткого колеса (кольцо с внутренними зубьями, зубьев на 2 больше). Генератор придаёт гибкому колесу овальную форму, и его зубья входят в зацепление с жёстким колесом в двух зонах — по большой оси овала.
При вращении генератора зона зацепления «бежит» по окружности волной. За полный оборот генератора гибкое колесо проворачивается относительно жёсткого всего на разницу их зубьев (обычно 2 зуба) — отсюда огромное замедление.
Если жёсткое колесо неподвижно, а вход подаётся на генератор:
i = zг / (zж − zг),
где zг — число зубьев гибкого колеса, zж — жёсткого. При разнице в 2 зуба:
Главные достоинства — большое передаточное число в одной ступени, малый люфт (кинематическая точность), плавность и одновременное зацепление многих зубьев (высокая нагрузочная способность на единицу массы).
| i одной ступени | 80–320 |
|---|---|
| Разница зубьев | обычно 2 |
| Люфт | близок к нулю |
| КПД | 0,7–0,9 |
Ограничения — усталостный ресурс гибкого колеса, чувствительность к перегрузкам и относительно невысокий КПД при малых i. Это специализированный, не общепромышленный тип передачи.
Волновые передачи применяют в промышленных роботах, поворотных осях станков, приводах антенн и космической технике, где важны точность и компактность. В типовом общепромышленном приводе чаще используют цилиндрические, червячные или планетарные редукторы — их серии и подбор доступны в каталоге и калькуляторе. Смежные термины — планетарная и циклоидальная передача — раскрыты в глоссарии.
Пришлите параметры, фото шильдика или маркировку — инженер рассчитает подбор и пришлёт КП.
Получить расчётЭто передача, где движение создаётся волной деформации гибкого тонкостенного колеса. Овальный генератор изнутри выгибает гибкое колесо, и его зубья зацепляются с жёстким кольцом в двух местах. За оборот генератора гибкое колесо смещается всего на пару зубьев — отсюда очень большое замедление.
Потому что зона зацепления перемещается по окружности плавно, как бегущая волна (гармоника) деформации гибкого колеса. В англоязычной литературе её называют harmonic drive. Термины «волновая» и «гармоническая» передача — синонимы.
Очень большое для одной ступени: обычно от 80 до 320. Оно равно i = z_гибкого / (z_жёсткого − z_гибкого); при разнице в 2 зуба это i = z_гибкого / 2. При этом вход и выход соосны, а люфт близок к нулю.
Большое передаточное число в одной ступени, практически нулевой люфт и высокая кинематическая точность, соосность, плавность и хорошая нагрузочная способность на единицу массы за счёт одновременного зацепления многих зубьев. Поэтому её ценят в робототехнике и точных приводах.
В промышленных роботах, поворотных столах и осях станков, приводах антенн, оптики и в космической технике — там, где нужны точность, компактность и отсутствие люфта. Для обычных общепромышленных задач чаще выбирают цилиндрические, червячные или планетарные редукторы.
Волновая (гармоническая) передача — механизм, передающий вращение волной упругой деформации гибкого колеса внутри жёсткого. Даёт передаточное число 80–320 в одной ступени, соосность и практически нулевой люфт.
При неподвижном жёстком колесе i = z_гибкого/(z_жёсткого − z_гибкого); при разнице в 2 зуба это i = z_гибкого/2 = 80–320. Малый люфт и высокая точность делают волновые передачи основой приводов роботов, а КПД (0,7–0,9) и ресурс гибкого колеса ограничивают их общепромышленное применение.
| i ступени | 80–320 |
|---|---|
| Люфт | близок к нулю |
| КПД | 0,7–0,9 |
Для типовых задач подбирайте цилиндрические, червячные или планетарные редукторы в калькуляторе и каталоге, а смежные термины уточняйте в глоссарии.
