190650. lajstromszámú szabadalom • Hullámhajtómű merev és rugalmas kerekének, valamint hullámgenerátorának kialakítása
3 190650 4 A találmány tárgya hullámhajtómű, amely az ismert megoldásokhoz képest kedvezőbb üzemi feltételű mozgásátvitelt és kedvezőbb gyártástechnológiát tesz lehetővé annak révén, hogy a hullámhajtóművek szilárdsági szempontból legkényesebb elemének, a belső rugalmas keréknek az összetett funkcióját elemi mechanikai részfunkciókra bontva, a rugalmas kereket eltérő anyagi tulajdonságú, egymással mozgásátvitelre alkalmasan kényszerkapcsolt több részből építjük fel. A hullámhajtómű az erőgép és munkagép közötti mozgásátvitel viszonylag új megoldása; működésmódját az 1. ábra segítségével követhetjük. Az l.a ábrán látható, hogy a hullámhajtómű fő elemei a hajtómű házát is képező külső merev 140 kerék, amelyben belső fogazat van kialakítva, a külső merev 140 kerék által körülvett hengeres üregben elrendezett belső rugalmas 120 kerék, amelynek külső palástján - a külső merev 140 kerék belső fogazatával szembenálló - külső fogazat van kialakítva és a belső rugalmas 120 kerék által körülvett üregben elrendezett 110 hullámgenerátor. A 110 hulámgenerétor a nem ábrázolt erőgép tengelycsonkjára van erősítve (pl. ékelve), a belső rugalmas 120 kerék 130 agya pedig a nem ábrázolt munkagép - vagy azzal kapcsolt gépelem - tengelycsonkjára van erősítve (pl. ékelve). A működésmódot az l.b ábra ún. kéthullámú, az l.c ábra ún. egyhullámú 110” illetve 110’ hullámgenerátor forgáspályájának vázlatával szemlélteti. Az egyhullámú 110’ hullámgenerátor tulajdonképpen körhagyó tárcsa, amelynek leghosszabb sugarú P palástpontját - gépelem funkcióját tekintve - bütyöknek is nevezhetjük; a többhullámú 110 hullámgenerátornak több olyan Pi (i = 1,2,...) palástpontja (bütyke) van, amely - egyező értékű - maximális sugarú. Így pl. az l.b ábrán mutatott kéthullámú 110” hullámgenerátor ellipszis alakú tárcsával van kialakítva, amelynek az ellipszis hossztengelye által kimetszett két kerületi Pl és P2 palástpontja alkotja a 110” hullámgenerátor két működtető felületét, bütykét. A külső merev 140 kerék belső fogazaténak jellemző átmérői és a belső rugalmas 120 kerék külső fogazatának jellemző átmérői úgy vannak megválasztva, hogy a rugalmas 120 kerék palástfelületének bütyök által éppen nem feszített (nyugalmi állapotú) részében a szembenálló fogak nem kapcsolódnak. Ha az erőgép által meghajlott 110 hullámgenerátor kőrbeforog, körülfordulásonként minden bütyök egyszer feszltőhatást fejt ki a belső rugalmas 120 kerék valamennyi palástpontjára, s a mindenkori kifeszített K, Ki (i = 1,2,...) kerületi pont környezetében kapcsolódás jön létre a külső merev 140 kerék belső fogazata és a belső rugalmas 120 kerék külső fogazata között, míg a pillanatnyi K, Ki kerületi pontoktól a kerületi ív mentén távolabbi palá8trószen a 120 kerék belapul, a fogak szétválnak; a külső és belső fogazat közötti maximális távköz pl. a kéthullámú 110” hullámgenerátornál a K1K2 átlóra merőleges átló által kimetszett KOI, K02, kerületi pontokban lesz. A 110 hullámgenerátor körülfordulása folytán a kifeszített kerületi K, Ki pontok tehát a rugalmas 120 kerék kerülete mentén körbefutnak. Ha a szembenálló külső, illetve belső fogazat fogszáma eltérő, vagyis a belső 120 kerék fogszáma nem egyenlő a külső 140 kerék fogszáméval, a fogazatok kapcsolódása csak úgy jöhet létre, ha a belső rugalmas 120 kerék a külső merev 140 kerékhez képest elfordul. A kívánt erőjátéktól függően választható meg a kerületmenti kapcsolási K, Ki pontok N száma; bármilyen N-számot is választunk, a technika állása szerinti hullámhajtóművek valamennyi típusának közös tulajdonsága, hogy a merev (fogaskerék, csigakerék, Btb.) áttételeknél elérhető 1-3 közötti kapcsolási számmal szemben a hullámhajtóművekkel elérhető a fogkoszorú fogainak mintegy 40%-éra kiterjedő kapcsolási szára. Ennek folytán a modul kis értékűre választható és a hullémhajlótnűvek térfogata és súlya hasonló teljesítőképességű bolygóhajtómű térfogatának és súlyának általában mintegy a fele. A nagy kapcsolási szám folytán a kinematikai játék nagypontosságú, a fogosztés elkerülhetetlen pontatlansága a közepes hiba szintjén van. A leírt kapcsoló játéknak köszönhető, hogy a hullámhajtómű hatásfoka kiemelkedően jó, legalább 80X-os csigahajtóműveknél már a 40%-os hatásfok is jó eredmény). A hullámhajtóművek hátránya viszont, hogy - alapvetően szilárdsági megfontolásokból - viszonylag nagy áttételt kell választani, általában az á áttétel: á > 70. További hátrány, hogy a rugalmas kerék és a hullámgenerátor gyártása nagy technológiai felkészültséget igényel, csak nagy szériaszém esetén kifizetődő a beruházás. Célul tűztük ki, hogy a hullámhajtómű ismert előnyeinek megtartásával lehetővé tegyük kisebb á áttételek megvalósításét az ismert megoldásokhoz képest kedvezőbb szerkezeti kialakítással, lehetővé téve a technológia egyszerűsödését, a gyártási költség csökkentését. Vizsgálataink során bebizonyosodott, hogy a hullámhajtóművek konstrukciós korlátái főképpen abból erednek, hogy a belső rugalmas keréknek egyfelől előirt mértékű helytállást és jelentékeny erőátvitelt kell biztosítani, másfelől lehetővé kell tennie a kellő mértékű rugalmas alakváltozást kielégítő élettartam biztosítása mellett. A találmány alapja az a felismerés, hogy a rugalmas kerékre háruló funkciót több mechanikus részfunkcióra bontva, a belső rugalmas kereket eltérő anyagi tulajdonságú több részből kell kialakítani és ezek kényszerkapcBolatával kell biztosítani a kifejezetten merev, illetve kifejezetten rugalmas 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
