considers spatial nature of deformation and interaction of transfer elements. Use
of this model allows specifying influence of various Harmonic drive parameters on
tension in flexible gear wheel and to obtaining tension distribution within width of a
gear wreath. In the article the results of settlement researches of tension in a gear
wreath of flexible gear wheel of Harmonic drive with the cam generator of waves
and diameter of a flexible wheel is equal 160 mm are given. For reduction of tension
in flexible gear wheel it is offered to do deepening in several tens of microns on an
external surface of the flexible bearing. The influence of the hollow width, the form of
a cam, the radius of the curvature of transitional curve length of the cover and other
parameters on tension in flexible gear wheel has been considered for Harmonic drive
with the flexible bearing. The dependences which were revealed expand knowledge
of impact on tensions in flexible gear wheel of the Harmonic drive parameters.
Keywords
:
Harmonic drive, flexible gear wheel, cam, tension.
Нагрузочная способность волновых зубчатых передач (ВЗП) в
основном лимитируется усталостной прочностью гибкого колеса и
долговечностью гибкого подшипника [1–3]. Проведенные экспери-
ментальные и теоретические исследования показали, что при переда-
точных отношениях
U
≤
100
. . .
120
волновые передачи чаще всего
выходят из строя из-за усталостной поломки гибкого колеса. Тре-
щина зарождается на переходной поверхности зубьев и развивается
по впадине к открытому торцу гибкого колеса. Усталостная проч-
ность гибкого колеса во многом определяется уровнем напряжений,
возникающих во впадине зубчатого венца. Поэтому для назначения
оптимальных параметров волновой передачи, обеспечивающих тре-
буемый уровень надежности при наименьших габаритных размерах,
необходимо проводить теоретические и экспериментальные исследо-
вания влияния различных параметров на указанные напряжения.
Постановка задачи.
Теоретические и экспериментальные иссле-
дования показали значительное влияние геометрических параметров
волновой передачи на напряжения в гибком колесе [1, 2, 4–7]. Экспери-
ментальное определение максимальных напряжений в гибком колесе
затруднено тем, что они действуют на переходной поверхности зубьев,
которая имеет очень малый радиус кривизны (несколько сот микро-
метров). На точность теоретического определения указанных напря-
жений влияет выбор методики расчета. В работах С.А. Шувалова и
В.Н. Горелова [6, 8] напряжения определялись путем решения плоской
задачи теории упругости методом конечных элементов. При этом все
силы, действующие на гибкое колесо, приводились к одной расчетной
плоскости. Используя плоскую модель волновой передачи, авторы ис-
следовали влияние различных параметров (толщины зубчатого венца
под зубом, радиуса кривизны переходной кривой, ширины впадины)
на максимальные напряжения в зубчатом венце.
Приведенная плоская модель волновой зубчатой передачи не учи-
тывает пространственный характер деформации элементов волновой
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение” 2014. № 6 21
