Волновой редуктор

Это соосный зубчатый редуктор, передача крутящего момента в котором осуществляется через гибкое звено при помощи генератора волн. Волновые редукторы характеризуются высокими передаточными отношениями и компактностью, при относительно высоком КПД.

Мы поставляем следующие варианты волновых редукторов и подробно разберем их устройство в статье.

Устройство волнового редуктора

Под воздействием генератора волн гибкое колесо и упругий подшипник принимают форму эллипса.

Таким образом зубья гибкого колеса с внешним зубом и жесткого колеса с внутренним зубом входят зацепление. При зафиксированном жестком колесе вращение генератора волн (соединенного с входным валом редуктора) по часовой стрелке приводит к вращению гибкого колеса (соединенного с выходным валом редуктора) против часовой стрелки.

Разница в скорости их вращения определяется разницей количества их зубьев, и представляет собой передаточное отношение редуктора.

Типы волновых редукторов

При подборе волнового редуктора прежде всего нужно решить – требуется ли максимальная свобода проектировщику, то есть поставка лишь редукционного узла, или желательна поставка редуктора в сборе, максимально готового к монтажу и требующего минимальных работ по изготовлению сопутствующих деталей.

В зависимости от этого, предлагаем Вам либо т.н. установочный комплект (узел редукции), или модуль (узел редукции с перекрестно-роликовым подшипником выходного вала и полым или сплошным валом). Установочный комплект в нашей номенклатуре – это серия WPC, где С=Component. Все остальные серии – это модули. Цена установочного комплекта всегда ниже цены модуля.

В линейке Nidec Shimpo существует две разновидности волновых редукторов, открытого типа (т.н. «шляпа») и закрытого типа (т.н. «кастрюля»). Эта терминология устоявшаяся, в том числе используемая и в иностранных языках. Открытый тип означает, что гибкое звено имеет «донышко» — почти как у кастрюли, в то время как редукторы закрытого типа больше напоминают шляпу без верха, в этом случае гибкое звено не имеет торцевой стенки по малому диаметру, но имеет ее по большому диаметру, как бы «растет» в радиальном направлении, а не по оси.

В зависимости от того, закрытый тип или открытый, редуктор «растет» либо в осевом направлении (и более компактен в радиальном), либо в радиальном направлении, оставаясь более компактным в осевом направлении, нежели в радиальном.

Также волновые редукторы типа модуль можно разделить условно по типу вала: сплошной входной вал и полый вал, где отверстие проходит сквозь весь редуктор, соответственно, у заказчика появляется возможность провести коммуникации сквозь редуктор.

Итак, упрощенно номенклатуру волновых редукторов Nidec Shimpo можно представить в виде набора серий, а именно:

WPC — .. — .. CN (CF) — установочный комплект, «кастрюля» — серия WPC (C=Component, установочный комплект).

Модуль «кастрюля»

Одна серия

WPU — .. — .. CN (CF) — модуль, «кастрюля» — серия WPU (U=Unit, модуль)

Модули «шляпа»

Три серии

N и F в обозначении редукторов подразумевают разное количество отверстий фланца выходного вала: N имеет больше отверстий, чем F.

Каждая серия состоит из 5 типоразмеров, номинальным крутящим моментом от 7 до 142 Нм.

Основная область применения волновых редукторов Nidec Shimpo – высокоточные механические передачи, где необходимо обеспечить отсутствие механического люфта и компактность при высоких передаточных отношениях:

• Робототехника
• Станкостроение
• Автоматические линии
• Антенны
• Медицинская техника

Мы рекомендуем нашим заказчикам волновые редукторы тогда, когда требуется относительно невысокие крутящие моменты в диапазоне от 7 до 673 Нм (данные из каталога Nidec Shimpo, возможно применение и при других значениях крутящего момента – обращайтесь к нашим специалистам) и, конечно, малые массогабаритные показатели, — здесь конкурентов у волновой передачи нет. Однако, если требуются более высокие крутящие моменты, начиная от 60 Нм, то тут пальма первенства переходит к циклоидной (планетарно-цевочной) передаче.

Циклоидные
безлюфтовые
редукторы Nabtesco

Циклоидный редуктор – как альтернатива волновому редуктору в диапазоне более высоких крутящих моментов

Волновые редукторы широко применяются там, где необходимо отсутствие люфта, при компактных и ультракомпактных размерах, при передаче минимальных крутящих моментов. Но волновая передача, на наш взгляд обладает всего одним недостатком: низкой стойкостью к ударам.

По сути имеется в виду низкая торсионная жесткость, в особенности при высоком передаточном отношении, так как модуль зуба так крайне мал, то при блокировке выходного вала или при приложении к нему высокого крутящего момента, или при ударе – возможно проскальзывание зуба. Этот недостаток является общим для всех волновых редукторов, и при правильном выборе его возможно практически исключить, но циклоидная передача в этом отношении, наоборот, имеет яркое преимущество – стойкость к ударам в приводе до 500% от номинального крутящего момента.

По сути это означает, что сервосистему, построенную на циклоидном редукторе, можно быстро остановить, она способна развивать несколько большие скорости и не боится перегрузок при этом. По сути сравнение волновых редукторов Nidec Shimpo и циклоидных редукторов Nabtesco проводить некорректно, так как они применяются в разных диапазонах крутящего момента.

Более подробно о циклоидной передаче и принципе ее действия можно прочесть в соответствующей статье нашего блога.

В видео ниже Вы подробнее ознакомитесь с продукцией Nabtesco:

Если нашим заказчикам требуются редукторы для общепромышленного применения, где точность не нужна, но необходима компактность при высоких передаточных отношениях – то есть необходимо обеспечить одно из главных преимуществ волнового редуктора, то мы предлагаем циклоидные общепромышленные редукторы и мотор-редукторы Nidec Shimpo.

Циклоидные общепромышленные редукторы
Nidec Shimpo

Циклоидные общепромышленные редукторы Nidec Shimpo – альтернатива общепромышленным волновым редукторам

В предыдущих разделах данной статьи речь шла о высокоточных редукторах, где требуются минимальные люфты, область применения которых – станки и автоматы. Однако, на рынке есть потребность и в общепромышленных волновых редукторах, как соосном редукторе, который бы обладал компактностью при высоком передаточном отношении, был не дорог и надежен.

Возвращаясь к теме надежности мы снова просим Вас обратить внимание на циклоидные редукторы, в силу их стойкости к ударным перегрузкам, гораздо более высокой, чем у волновых редукторов. При этом, циклоидные редукторы и мотор-редукторы имеют схожие с волновыми массо-габаритные показатели. Кроме прочего, циклоидные редукторы и мотор-редукторы существуют и в двухступенчатом исполнении, что многократно повышает общее передаточное отношение. 

Циклоидные редукторы имеют значительно более широкие диапазоны по всем показателям, по сравнению с волновыми редукторами.
Внешне циклоидные редукторы весьма схожи с волновыми редукторами, и даже принцип действия отчасти схож с волновым:

Имеются варианты редуктора со свободным входным валом, с фланцем под электродвигатели различных стандартов, а также мотор-редукторы.

Монтаж возможен на лапах и двух видах фланцев, в любом положении относительно горизонта (оговаривается при заказе).

Подробнее о циклоидных редукторах и мотор-редукторах Вы можете узнать в разделе продукция нашего сайта.

В видео ниже Вы ознакомитесь с продукцией Nidec Shimpo: