Волновая зубчатая передача – это механизм, в котором движение между звеньями передается перемещением волны деформации гибкого колеса. Впервые такая передача была запатентована в США инженером С. В. Массером.

Волновые передачи получили широкое распространение благодаря ряду положительных качеств. Соответствующий выбор параметров зацепления и формы деформации гибкого колеса позволяет получить большое число пар зубьев в зацеплении. Многопарность зацепления определяет все положительные качества волновых передач по сравнению с обычными зубчатыми передачами:

· меньшую массу и габаритные размеры;

· более высокую кинематическую точность;

· меньший мертвый ход;

· более высокую демпфирующую способность (в 4 5 раз большую по сравнению с обычными передачами);

· меньший шум.

При необходимости волновые передачи позволяют передавать движение в герметизированное пространство без применения сальников.

Волновые зубчатые передачи позволяют осуществлять большие передаточные отношения в одной ступени: при зубчатых колесах из стали (ограничивается прочностью при изгибе зубчатого колеса) и  (ограничивается максимально допустимым значением модуля, равным 0,2…0,15). При этом КПД равен 80…90 %, как и в планетарных передачах при тех же значениях передаточных отношений.

К недостаткам волновых передач можно отнести:

· ограниченные частоты вращения ведущего вала генератора волн при больших диаметрах колес (во избежание больших окружных скоростей генератора);

· мелкие модули зубчатых колес (m = 0,15…0,2).

Рис. 13.1. Планетарная передача

Диапазон передаваемых вращающих моментов волновых зубчатых передач 30…30000 Н·м; мощностей – 0,095…48 кВт.

Запатентовано много различных конструктивных модификаций волновых передач. Конструкции волновых редукторов приведены в [26]. Различают фрикционные (более простые) [2] и зубчатые волновые передачи, получившие большее распространение. Основными элементами волновой передачи являются: гибкое колесо (аналог сателлита планетарной передачи), жесткое центральное колесо и волновой генератор.

При серийном изготовлении в специализированном производстве волновые передачи дешевле планетарных. Крутильная жесткость волновых передач несколько меньше простых зубчатых передач, но обычно является достаточной.

Одноступенчатую волновую передачу можно рассматривать как конструктивную модификацию планетарной передачи (рис. 13.1), состоящей из водила H, неподвижного центрального колеса 1 с внутренними зубьями и сателлита 2. Зубчатые колеса 1 и 2 имеют малую разность зубьев. Основным недостатком такой планетарной передачи является необходимость в механизме, передающем вращение с сателлита на ведомый вал, имеющий общую геометрическую ось с водилом и центральным колесом 1. В нашем примере (рис. 13.1) данным механизмом служит шарнирная муфта.

В волновых передачах (рис. 13.2) сателлит 2 представляет собой гибкий зубчатый венец, имеющий общую геометрическую ось с жестким центральным зубчатым колесом и генератором волн (генератором деформации), выполняющим роль водила. Генератор, деформируя гибкий зубчатый венец, создает несколько зон зацепления (на рис. 13.2 две зоны зацепления). Вращающимся генератором волн создаются перемещающиеся по гибкому зубчатому венцу волны деформации.

Рис. 13.2. Волновая передача с ведущим генератором

Генератор волн является специфичным звеном волновой передачи. Наибольшее распространение получили генераторы, создающие две волны деформации и соответственно две зоны зацепления.

С помощью двухроликового (см. рис. 13.2) или четырехроликового (рис. 13.3, а) генераторов создают две волны деформации гибкого колеса. Эти генераторы применяют при малых нагрузках и небольших частотах вращения генератора. Многороликовым генератором (рис. 13.3, б) создается заданная форма деформации по всему периметру гибкого колеса. Этот генератор применяют для передач большого диаметра.

Широко применяют кулачковый генератор, представляющий собой кулачок с надетым на него подшипником качения с гибкими кольцами (гибким подшипником по ГОСТ 23179-78). Генератор этого типа можно применять для передач любого назначения.

Рис. 13.3. Схемы генераторов волн

Передачу вращения с гибкого колеса (сателлита) на ведомый вал обычно осуществляют прикреплением гибкой оболочки к фланцу ведомого вала болтами, сваркой или с помощью шлицевого соединения.