No abstract

Уменьшение износа зубьев является одной из основных задач при проектировании волновых зубчатых передач (ВЗП). Изложена методика оценки износостойкости боковых поверхностей зубьев в ВЗП с кулачковым генератором волн и гибким колесом, выполненным в виде стакана с гибким дном. Представлены результаты численного исследования влияния различных параметров на износ боковых поверхностей зубьев. Для теоретического определения износа зубьев предложено использовать новые показатели-коэффициент износа зубьев и осредненный коэффициент износа. Эти показатели учитывают влияние на износ контактных напряжений и пути трения. Найдены зависимости коэффициентов износа от радиальной деформации гибкого колеса, длины оболочки гибкого колеса, положения гибкого подшипника и момента сопротивления. Все расчеты выполнены с помощью математической модели ВЗП, учитывающей пространственный характер деформирования и взаимодействия элементов передачи. Разрешающая система уравнений получена методом Бубнова-Галеркина. Коэффициенты влияния определены методами теории упругости. Ключевые слова: волновая передача, гибкое колесо, жесткое колесо, генератор волн, износ рабочих поверхностей, интенсивность износа. Reduction of the tooth wear rate is one of the main problem to address when designing harmonic drives. The authors describe methods for evaluating wear resistance of the tooth side surfaces in a harmonic drive with a cam wave generator and a flex spline shaped as a cup with a flexible bottom. The results of numerical studies determining the influence of various parameters on the wear of the tooth side surfaces are presented. New criteriatooth wear coefficient and average wear coefficient-are proposed for theoretical determination of the tooth wear. These criteria take into account the influence of contact stresses and friction paths on the wear. Relations between the wear coefficients and radial deformation of the flex spline, length of the flex spline shell, position of the flexible bearing, and torque are determined. All the calculations are performed using a mathematical model allowing for spatial nature of the deformation and the interaction between the elements of the harmonic drive gears. The resolving system of equations is obtained using the Bubnov-Galerkin method. The coefficients are determined on the basis of the theory of elasticity.

Одним из требований, предъявляемых к волновым зубчатым передачам, является повышение его КПД. Уменьшение потерь требует создания математической модели волновой передачи и на ее основе выработки рекомендаций по выбору основных параметров передачи с учетом потерь на трение. Основные причины потерь в волновой зубчатой передаче с кулачковым генератором волн-потери на трение качения в гибком подшипнике и потери на трение скольжения зубьев в зубчатом зацеплении. Разработанная математическая модель позволяет провести силовой расчет передачи и определить ее КПД. Предложенная модель учитывает пространственный характер деформации и взаимодействия элементов передачи. Проведенные расчетные исследования показали, что на КПД волновой передачи оказывают влияние момент сопротивления, коэффициенты смещения зубчатых колес, радиальная деформация гибкого колеса и передаточное отношение. Полученные зависимости расширяют знания о влиянии параметров волной передачи на ее КПД.

Рассмотрены особенности работы волновых зубчатых передач. Приведена математиче-ская модель, учитывающая пространственный характер деформирования и взаимодей-ствия элементов такой передачи. Разрешающая система уравнений получена методом Бубнова-Галеркина. Коэффициенты влияния определены методами пространственной теории упругости, а предельный момент -из условия появления проскока генератора. Исследовано влияние различных параметров на предельный момент волновой зубча-той передачи с кулачковым генератором волн и гибким колесом, выполненным в виде стакана с гибким дном. Проведенные расчеты показали, что радиальная деформация гибкого колеса, глубина захода зубьев, угол главного профиля исходного контура и ра-диальный зазор в гибком подшипнике оказывают значительное влияние на предельный момент, а предварительный натяг в зубчатом зацеплении, длина оболочки и форма де-формирования гибкого колеса практически не влияют на этот параметр.Ключевые слова: волновая зубчатая передача, гибкое колесо, жесткое колесо, генера-тор волн, предельный момент.Specific work features of a harmonic drive are considered in this article. The mathematical model that takes into account spatial nature of deformation and interaction of the drive elements is presented. The resolving system of equations is obtained using the BubnovGalerkin's method. The influence coefficients are determined by the methods of spatial theory of elasticity, while the limit torque is determined based on the generator slippage occurrence. The authors investigate the influence of various parameters on the limit torque of the harmonic drive with a cam wave generator and the flex spline shaped like a flexible bottom cup. The calculations have shown that radial deformation of the flex spline, depth of teeth engagement, main pressure angle of the basic contour and radial clearance in the flexible bearing have a significant influence on the limit torque, while preload in the gearing, length of the shell and shape of flex spline deformation have hardly any influence on this parameter.