В настоящее время достаточно широкое распространение в разных отраслях промышленности (нефтегазовой, авиакосмической, подъемнотранспортной и т. п.) получают волновые передачи с промежуточными телами качения (ВПТ). Благодаря широкому диапазону передаточных отношений, конструктивной гибкости и многопарности зацепления введение их в конструкции позволяет создавать механизмы с улучшенными характеристиками. Однако недостаточная изученность создает препятствия к их производству и более широкому распространению.
Конструкции ВПТ достаточно разнообразны, в данной статье рассмотрена передача, основу которой составляет механизм, представленный на рис. 1.
Механизм работает следующим образом: при сообщении движения кулачку 1 промежуточные тела 4 волнообразно перекатываются по профилям зубьев центрального колеса 2 и, поступательно двигаясь внутри гнезд сепаратора 3, могут передавать движение и центральному колесу и сепаратору.
Поскольку геометрические оси промежуточных тел перемещаются в пространстве и выходным звеном может быть центральное колесо или сепаратор, то такую передачу можно отнести к так называемым дифференциально-планетарным механизмам, имеющим две степени свободы.
Возможны два варианта такой передачи, когда количество промежуточных тел больше, чем число зубьев или впадин центрального колеса, и когда промежуточных тел меньше. На рисунке 1 а и б представлены оба варианта такого механизма.
Рассмотрим отдельно взятое промежуточное тело и элементы деталей, с которыми оно контактирует. Составим расчетную схему, которая представлена на рис. 2. На промежуточное тело в узле действуют три силы: со стороны кулачка Р, сепаратора N и центрального колеса F.
Введем глобальную систему координат Оху, с началом, совпадающим с центром передачи. Линии действия указанных сил относительно принятой системы координат расположены следующим образом: вектор силы F образует c осью Оу угол γ, линия действия силы N параллельна Ох и находится на расстоянии S от нее, вектор силы Р находится на прямой, проходящей через геометрические центры кулачка и промежуточного тела. Таким образом, данные усилия представляют собой систему сходящихся сил, линии действия которых пересекаются в геометрическом центре промежуточного тела. Для этой системы можно записать уравнение: