Волновые зубчатые передачи. Теория и практика

В последние десятилетия значительно повысились требования к надежности, долговечности, точности и жесткости приводов машин, станков, промышленных роботов и систем автоматического управления. Возникло целое научное направление, связанное с созданием прецизионных машин и станков с мехатронными узлами, систем управления в ракетной и космической технике, в основу которых положены механические передачи, удовлетворяющие перечисленным требованиям. Среди механических передач, используемых в современной приводной технике, волновые зубчатые передачи обладают наименьшими габаритными размерами и материалоемкостью при высоких коэффициенте полезного действия, крутильной жесткости и кинематической точности. Это делает перспективным широкое внедрение волновых зубчатых передач в приводах, применяемых в робототехнике, антеннах, опорно-поворотных устройствах следящих систем, шкальных и других точных механизмах. Изложена объединенная методика проектирования различных схем волновых зубчатых передач и системный подход к разработке электромеханических приводов следящих систем. Система проектирования выполнена как комплекс взаимосвязанных интерактивных диалоговых программ, позволяющих сократить сроки этого процесса и повысить его качество. Рассмотрены конструкции приводов с волновыми зубчатыми передачами и генераторами волн внутреннего и внешнего деформирования, многие из которых выполнены на уровне изобретений и внедрены в серийные конструкции систем автоматического управления.

Литература

[1] Тимофеев Г.А., Барбашов Н.Н., Цибровский А.Н. Проектирование механизма прерывистого движения на базе волновой зубчатой передачи с генератором волн внутреннего деформирования. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2016, № 2, с. 113–124.

[2] Patel D.M., Jivani R.G., Pandya V.A. Harmonic Drive Design & Application: A Review. Global Research and Development Journal for Engineering, 2015, vol. 1, is. 1, pp. 34–37.

[3] Masoumi M., Alimohammadi H. An investigation into the vibration of harmonic drive systems. Frontiers of Mechanical Engineering, 2013, vol. 8, is. 4, pp. 409–419.

[4] Dhaouadi R., Ghorbel F.H. Modelling and Analysis of Nonlinear Stiffness, Hysteresis and Friction in Harmonic Drive Gear. International Journal of Modelling and Simulation, 2008, vol. 28, is. 3, pp. 329–336.

[5] Timofeev G.A., Kuzenkov V.V. Features of the dynamics of a servo drive with wave gear. Journal of Machinery Manufacture and Reliability, 2015, vol. 44, is. 6, pp. 513–519.

[6] Timofeev G.A., Kostikov Yu.V. Torsional rigidity of harmonic gear drives. Russian Engineering Research, 2016, vol. 36, is. 12, pp. 995–998.

[7] Yamamoto M., Iwasaki M., Hirai H., Okitsu Y., Sasaki K., Yajima T. Modeling and compensation for angular transmission error in harmonic drive gearings. EEJ Transactions on Electrical and Electronic Engineering, 2009, vol. 4, is. 2, pp. 158–165.

[8] Крайнев А.Ф. Механика машин. Фундаментальный словарь. Москва, Машиностроение, 2000. 904 с.

[9] Полетучий А.И. Теория и конструирование высокоэффективных волновых зубчатых механизмов. Харьков, Национальный авиационный университет, 2005. 675 с.

[10] Чемоданов Б.К., ред. Следящие приводы. Т. 1. Теория и проектирование следящих приводов. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1999. 904 с.

[11] Hareesh Y.S., Varghese J. Design and Analysis of Flex Spline with Involute Teeth Profile for Harmonic Drive Mechanism. International Journal of Engineering Research & Technology, 2015, vol. 4, is. 12, pp. 613–618.

[12] Тимофеев Г.А. Отчет о научно-исследовательской работе НИР 986.16. Разработка методов расчета и проектирования волновых зубчатых передач для следящих систем. Москва, МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2016. 78 с.

[13] Тимофеев Г.А. Разработка методов расчета и проектирования волновых зубчатых передач для приводов следящих систем. Дис. … д-ра техн. наук. Москва, ИМАШ РАН, 1997. 358 с.

[14] Тимофеев Г.А. Отчет о научно-исследовательской работе НИР 986.15. Разработка методов расчета и проектирования волновых зубчатых передач для следящих систем. Москва, МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2015. 106 с.

[15] Тимофеев Г.А., Самойлова М.В. Сравнительный анализ схемных решений приводов с волновыми зубчатыми передачами для следящих систем. Вестник МГТУ им. Н.Э. Бау-мана. Сер. Машиностроение, 2015, № 4, с. 109–118.

[16] Геращенко А.Н., Самсонович С.Л., Постников В.А. Пневматические, гидравлические и электрические приводы летательных аппаратов на основе волновых исполнительных механизмов. Москва, Машиностроение, 2006. 392 с.

[17] Тимофеев Г.А., Костиков Ю.В. Степень влияния ошибок изготовления деталей волновой передачи на ее кинематическую точность. Приводы и компоненты машин, 2016, № 3, с. 10–12.

[18] Тимофеев Г.А., Кузенков В.В. Особенности динамики следящего привода с волновой зубчатой передачей. Проблемы машиностроения и надежности машин, 2015, № 6, с. 34–41.