Systems. Methods. Technologies 3 (43) 2019

Systems Methods Technologies. A.A. Tupitsyn et al. Sample production … 2019 № 3 (43) p. 50-57 52 полнительного ролика, на котором сосредотачивается вся нагрузка. В двухволновой передаче с трехрядной втулочно- роликовой цепью [18] применена более совершенная схема нагружения. Цепь здесь является промежуточ- ным звеном, двумя рядами роликов входящим в зацеп- ление с неподвижным колесом и генератором волн, и одним рядом – с ведомым колесом передачи. Особен- ность такой схемы нагружения цепи – несимметричное распределение нагрузки на ролики в разных рядах цепи – не препятствует использованию передачи в качестве силовой, но ограничивает ее грузоподъемность. Исследования передачи [18] показали, что ее долго- вечность лимитируется увеличением шага цепи при износе шарниров. При этом большой вклад в износ вносит вращение цепи. Нами предложена конструкция двухволновой пере- дачи с трехрядной втулочно-роликовой цепью, позво- ляющая обеспечить симметрию распределения нагруз- ки между рядами цепи и повышенную долговечность за счет неподвижности цепи в окружном направлении. Теоретическое обоснование работоспособности пред- ложенной передачи, описание ее конструктивных осо- бенностей, геометрических параметров, действующих в зацеплении сил представлено в [4]. Конструкция образца и его изготовление. Для до- казательства работоспособности, выяснения особенно- стей сборки и предварительных кинематических испы- таний (под предварительными кинематическими испы- таниями понимается определение соответствия теоре- тически рассчитанных параметров вращения и редуци- рования реализуемым в испытываемом образце.) был изготовлен образец передачи, конструктивная схема которого представлена на рис. 1, фотографии в сборе и в частично разобранном состоянии – на рис. 2–4. Генератор волн в виде кулачка 1 , закрепленного на ведущем валу 7 , охватывается средними роликами б цепи 2 . Ролики а и в при расположении на участках кулачка с бóльшим диаметром входят в зацепление с зубьями колес 3 и 4 , на участках с наименьшим диа- метром – с зубьями неподвижных колес 5 и 6 . Зацепле- ние роликов с зубьями неподвижных колес, закреплен- ных в стойке 8 , в процессе генерации волн препятству- ет вращению цепи 2 в окружном направлении. В ре- зультате при повороте кулачка 1 крайние ролики а и в цепи давят на зубья колес 3 и 4 , сообщая им вращение, по направлению совпадающее с направлением враще- ния кулачка. Кинематически такая передача подобна стандарт- ной двухволновой передаче, поэтому для нее соблюда- ется то же условие сборки и справедлива зависимость, определяющая передаточное отношение [4]. При описанной компоновке образца предполагает- ся, что нагрузка должна сниматься с поверхности вра- щающегося корпуса передачи, частью которого явля- ются внешние зубчатые колеса. Такой вариант может быть использован в приводе ленточного конвейера: передача монтируется в барабан конвейера, функцию которого выполняет вращающий- ся корпус передачи, в состав которого входят внешние колеса 3 и 4 . Для изготовления деталей образца использовался метод 3D печати в его разновидности FDM – послойно- го наплавления полимера. Такой подход для изготов- ления первого образца наиболее целесообразен, по- скольку, с одной стороны, материальные и трудовые затраты значительно снижаются по сравнению с изго- товлением образца из металла, с другой стороны – ме- тод FDM обеспечивает точность воспроизведения раз- меров и прочность деталей, достаточную для предва- рительных кинематических испытаний. Параметры образца, принятые с учетом возможно- стей 3D печати и результатов расчетов по зависимо- стям, представленным в [4]: – число роликов одного ряда цепи z 2 = 12; – диаметр роликов d р = 16 мм; – ширина роликов внешних рядов цепи b а , в = 10 мм; – ширина роликов внутреннего ряда цепи b б = 20 мм; – шаг цепи t = 32 мм; – толщина пластин цепи b п = 3 мм; – с учетом условия сборки число зубьев каждого ведомого колеса z 3,4 = 14; – для препятствия вращению цепи число ее роликов равно числу впадин зубьев неподвижных колес z 5,6 = 12; – диаметры зубчатого венца колес 3 и 4 представле- ны на рис. 1; – делительный диаметр неподвижных колес d 3,4 = 103,5 мм; – диаметр вершин неподвижных колес d a 3,4 = 103,5 мм; – диаметр впадин неподвижных колес d f 3,4 = 87,6 мм; – ширина венцов колес равна ширине соответст- вующих роликов. Передаточное отношение образца с представлен- ными параметрами: .7 12 14 14 2 3 3      z z z i (1) Корпус образца, в состав которого входят внешние зубчатые колеса, выполнен со смотровыми окнами большого размера (см. рис. 2 и 3) для обеспечения воз- можности наблюдения за процессом работы передачи. Результаты испытаний Сборка и испытания образца передачи показали возможность зацепления и передачи движения. Передаточное отношение равно рассчитанному по формуле (1). Смотровые окна на корпусе передачи позволили подтвердить отсутствие вращения цепи. Передаточное отношение в этом случае составляет 6 и, по предварительной оценке, определяется: .6 2 12 2 2    z i (2) Поскольку в рассматриваемой схеме передаточное отношение меньше, чем в схеме, представленный на рис. 1, с точки зрения кинематики вариант с неподвиж- ными внешними колесами менее интересен. При этом разница передаточного отношения будет тем больше, чем больше число роликов цепи. Однако на основе та- кой схемы могут быть разработаны новые компоновки передачи с оптимизированными кинематическими и