Расчет геометрии волнового зацепления с циклоидальной формой и сил взаимодействия зубьев колес

1 / 11

МАШИНОВЕДЕНИЕ, СИСТЕМЫ
ПРИВОДОВ И ДЕТАЛИ МАШИН
УДК 621.8
РАСЧЕТ ГЕОМЕТРИИ ВОЛНОВОГО ЗАЦЕПЛЕНИЯ
С ЦИКЛОИДАЛЬНОЙ ФОРМОЙ И СИЛ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ
ЗУБЬЕВ КОЛЕС
С.С. Клеников
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Российская Федерация
e-mail:
Представлены основные положения алгоритма расчета геометрии волново-
го зацепления с циклоидальной формой зубьев колес. Выполнен сравнительный
анализ достоинств и недостатков волновых механизмов с циклоидальной и
эвольвентной формами зубьев. Показано, что высокая эффективность цикло-
идальной формы обусловлена более чем трехкратным превышением шага зуба
над его высотой, что позволяет за счет разнесения концентраторов напря-
жений существенно повысить усталостный ресурс гибких зубчатых венцов
и более чем в 2 раза снизить нижний порог передаточных отношений. Обо-
снована практическая целесообразность применения в волновых механизмах
циклоидальной формы.
Ключевые слова: циклоида, эвольвента, волновое зацепление, зубья, гибкое ко-
лесо, жесткое колесо, волновой механизм.
GEOMETRY ANALYSIS OF HARMONIC GEAR WITH CYCLOIDAL
COGS AND INTERACTION FORCES
S.S. Klenikov
Bauman Moscow State Technical University, Moscow, Russian Federation
e-mail:
Main principles of the geometry analysis algorithm are presented for harmonic gear
with cycloidal cogs. A comparative analysis of the advantages and disadvantages of
harmonic mechanisms with cycloidal and involute cog forms is conducted. It was
shown that high performance of cycloidal form is caused by more than threefold
excess of the cog spacing above its depth. It allows to increase drastically the fatigue
endurance of the flexible cog crowns, and to decline lower threshold of the gear ratio
more than twofold. Practical expediency of cycloidal cogs application in harmonic
mechanisms is confirmed.
Keywords: cycloid, involute, harmonic cog gear, flexible gear, rigid gear, harmonic
mechanism.
Изобретенные около 60 лет назад волновые механизмы (ВМ) благо-
даря своим более выигрышным массово-габаритным характеристикам,
высокой кинематической точности, способности передавать механиче-
ское движение через герметичную стенку и ряду других достоинств
получили самое широкое распространение в разных отраслях техники.
Интенсивное внедрение ВМ сопровождалось их всесторонними иссле-
дованиями. Широкий спрос на механизмы с более высокой кинемати-
ческой точностью обусловил большой объем исследований вопросов
кинематики и геометрии волнового зацепления.
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение” 2015. № 2 107