HARMONIC DRIVE SELECTION

Piotr FOL GA1

DOBÓR ZĘBATYCH PRZEKŁADNI FALOWYCH

Streszczenie. Różnorodno ć typów oraz rozmiarów obecnie produkowanych z batych przekładni falowych stwarza problemy w racjonalnym ich doborze. Prawidłowo dobrana przekładnia falowa powinna spełnić okre lone wymagania podczas pracy oraz osi gn ć zakładan trwało ć. W artykule omówiono problemy zwi zane z doborem przekładni falowej. Przedstawiono również algorytm prawidłowego wyboru przekładni. Głównym celem pracy było opracowanie programu komputerowego, który umożliwi prawidłowy wybór przekładni falowej według opracowanego algorytmu.

Słowa kluczowe:przekładnia falowa,dobór przekładni, program komputerowy

HARMONIC DRIVE SELECTION

Summary. The variety of types and sizes currently in production harmonic drive is a problem in their rational choice. Properly selected harmonic drive must meet certain requirements during operation, and achieve the anticipated service life. The paper discusses the problems associated with the selection of the harmonic drive. It also presents the algorithm correct choice of harmonic drive. The main objective of this study was to develop a computer program that allows the correct choice of harmonic drive by developed algorithm.

Keywords: harmonic drive, gear selection, computer program

1. WPROWADZENIE

Dla zapewnienia bezawaryjnej pracy maszyny lub urz dzenia oraz uzyskania założonej trwało ci, podstawowym czynnikiem wpływaj cym na prawidłow prac układu przeniesie -nia nap du (silnik-przekładnia-maszyna) jest dobór przekładni falowej. Poprawny dobór przekładni umożliwia racjonalne wykorzystanie parametrów technicznych oraz cech kon-strukcyjnych całego układu nap dowego.

W ramach pracy powstał program komputerowy, za pomoc którego możliwy jest prawidłowy dobór z batej przekładni falowej [1]. Aplikacja pozwala również na prze-prowadzenie obliczeń geometrycznych oraz wytrzymało ciowych kół podatnych. Algorytm obliczeń wytrzymało ciowych prowadzi do wyznaczenia optymalnej grubo ci cianki koła podatnego oraz pomaga przy doborze racjonalnej szeroko ci zaz bienia wieńca z batego i długo ci koła. Wst pne obliczenia geometryczne zaczynaj si od podania danych wej cio -wychŚ przenoszonego momentu obrotowego, przełożenia przekładni, pr dko ci obrotowej, założonej sprawno ci. Dane do obliczeń można także pobrać z katalogu przekładni falowych.

1

P. Fol ga 76

Obliczenia geometryczne dla wybranej konstrukcji koła podatnego przeprowadzane s według algorytmu podanego w pracy [2]. Wynikami obliczeń wytrzymało ciowych s wykresy współczynników bezpieczeństwa zm czeniowego i na utrat stateczno ci w funkcji grubo ci koła podatnego. Na dodatkowych wykresach przedstawione s również zmiany napr żeń normalnych i stycznych w dnie wr bu z ba wieńca z batego koła podatnego. Obliczenia wytrzymało ciowe przeprowadzane w programie s zgodne z zależno ciami podanymi w pracy [3]. Zakres programu obejmie dwufalowe, z bate przekładnie falowe ogólnego stosowania, z wieńcami z batymi o ewolwentowym zarysie z bów, odkształcane mechanicznym generatorem krzywkowym [4].

2. DOBÓR PRZEKŁADNI FALOWEJ

Różnorodno ć typów oraz rozmiarów obecnie produkowanych z batych przekładni falowych stwarza problem racjonalnego doboru przekładni, która spełni okre lone wymagania podczas pracy oraz osi gnie zakładan trwało ć [5-6]. Na rys. 1 przedstawiono algorytm wyboru przekładni falowej [1]. W pierwszej kolejno ci należy okre lić dane opisuj ce prac przekładni falowej, tzw. histogram obci żenia (przenoszone momenty obrotowe, pr dko ci obrotowe dla warto ci tych momentów oraz czasy ich działania). Nast pnie wst pnie wybieramy przekładni z katalogu i obliczamy j według wzorów podanych w algorytmie. Do sprawdzenia przydatno ci przekładni falowej dla zadanych warunków katalog powinien zawierać nast puj ce dane, które s niezb dne do prawidłowego doboru [1]:

TA  warto ć graniczna momentu redniego, TN  moment nominalny,

TR  warto ć graniczna powtarzaj cego si momentu szczytowego, TM  warto ć graniczna chwilowej warto ci szczytowej momentu, R  przełożenie przekładni falowej,

nn  pr dko ć obrotowa momentu nominalnego,

nin av dop  warto ć graniczna redniej wej ciowej pr dko ci obrotowej, nin max dop  warto ć graniczna maksymalnej wej ciowej pr dko ci obrotowej.

Rys. 1. Algorytm doboru przekładni falowej [1] Fig. 1.Harmonic drive selection algorithm [1]

P. Fol ga 78

Rys. 2.Okno z katalogiem przekładni falowych Fig. 2.The window with a catalog of harmonic drive

Rys. 3.Okno z wyja nieniem oznaczeń przekładni falowych Fig. 3. Window with an explanation of the signs of harmonic drive

Rys. 4.Okno wprowadzenia danych i założeń Fig. 4.Window data entry and assumptions

P. Fol ga 80

3. PODSUMOWANIE

Opracowana aplikacja zawiera niezb dn wiedz teoretyczn z zakresu budowy, zasady działania, montażu, smarowania, zastosowania, oznaczeń, obliczeń geometrycznych i wy -trzymało ciowych z batych przekładni falowych, odkształcanych mechanicznym, dwu-falowym generatorem krzywkowym. Program stanowi pomoc dydaktyczn wspomagaj c dobór orazprojektowanie z batych przekładni falowych.

Bibliografia

1. Katalog Harmonic Drive AG, 2011.

2. Nalepa A.Ś Zasady konstruowania tulei podatnych z batych przekładni falowych. Przegl d Mechaniczny, nr 21, 1970.

3. Nalepa A.Ś Stan napr żeń w tulejach podatnych z batych przekładni falowych. Przegl d Mechaniczny, nr 11, 1976.

4. Fol ga P.Ś Wspomagane komputerowo obliczenia z batych przekładni falowych. Materiały XXII Sympozjonu PKM, Gdynia-Jurata, Tom 2, wrzesień 2005, s. 409-414. 5. Mijał M.Ś Synteza z batych przekładni falowych  zagadnienia

konstrukcyjno-technologiczne. Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów 1999, s. 274. 6. Ostapski W.Ś Przekładnie falowe. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej,