Основите на циклонната скоростна кутия

Освен че са компактни, циклоидните редуктори на скоростта предлагат и нисък хлабинен ход и високи предавателни числа. Поради малкия размер на задвижването, те са идеални за приложения, където пространството е проблем.

Профил на зъба на еволвентното зъбно колело

Почти всички зъбни колела използват еволвентен профил на зъба. Този профил има единична крива, което означава, че зъбите на зъбното колело не е необходимо да са подравнени плътно един до друг. Този профил е гладък и може да се произведе лесно.
Циклоидните зъбни колела имат комбинация от епициклоидни и хипоциклоидни криви. Това ги прави по-здрави от зъбите на еволвентните зъбни колела. Производството им обаче може да е по-скъпо. Те също така имат по-големи предавателни числа. Те предават повече мощност от еволвентните зъбни колела. Циклоидните зъбни колела могат да се намерят в часовници.
При проектирането на зъбно колело е необходимо да се вземат предвид няколко фактора. Някои от тях включват броя на зъбите, ъгъла на зъба и вида на смазването. Неперфектно подравняване на зъба на зъбното колело може да доведе до грешки в предаването, шум и вибрации.
Профилът на зъбите на еволвентно зъбно колело обикновено се счита за най-добрия. Поради това то се използва в голямо разнообразие от зъбни колела. Някои от най-често срещаните приложения на този профил са зъбните колела за предаване на енергия. Този профил обаче не е най-добрият за всяко приложение.
Циклоидните зъбни колела изискват по-сложни производствени процеси от еволвентните зъбни колела. Това може да доведе до по-висока цена на зъба. Циклоидните зъбни колела се използват за по-малко шумни приложения.
Циклоидните зъбни колела също предават повече мощност от еволвентните. Това може да причини проблеми, ако радиусите се променят тангенциално. Формата им обаче е по-проста от тази на еволвентните зъбни колела. Еволвентните зъбни колела могат да се справят по-добре с централни отклонения.
Циклоидните зъбни колела са по-малко податливи на грешки в предаването. Циклоидните зъбни колела имат изпъкнала повърхност, което ги прави по-здрави от еволвентните. Циклоидните зъбни колела също имат по-голямо предавателно число от еволвентните зъбни колела. Циклоидните зъби не пречат на свързващите се зъби. Те обаче имат по-малък брой зъби от еволвентните зъби.

Въртене във вътрешната част на референтната делителната окръжност на щифтовете

Независимо дали циклоидната скоростна кутия е проектирана за стационарни или въртящи се приложения, трябва да се спазва основният закон на зъбните предавки: Съотношението на ъгловите скорости трябва да бъде постоянно. Това изисква въртенето във вътрешната страна на референтната делителна окръжност на щифтовете да е постоянно. Това се постига чрез серия от циклоидни зъби, които действат като малки лостове за предаване на движение.
Циклоидният диск има N лобове, които се завъртат с три лоба на оборот около N пина. Броят на лобовете на циклоидния диск е важен фактор при определяне на предавателното отношение.
Циклоидният диск се задвижва от ексцентричен входен вал, който е монтиран към ексцентричен лагер в изходния вал. Докато входният вал се върти, циклоидният диск се движи около щифтовете на щифтовия диск.
Задвижващият щифт се върти под ъгъл от 40 градуса, докато циклоидният диск се върти във вътрешната страна на референтната делителна окръжност на щифтовете. Докато задвижващият щифт се върти, той ще забави изходното движение. Това означава, че изходният вал ще извърши само три оборота с входния вал, за разлика от девет оборота с входния вал.
Броят на зъбите на циклоидален диск трябва да е малък в сравнение с броя на околните щифтове. Дискът също така трябва да бъде конструиран с ексцентричен радиус. Това ще определи размера на отвора, който ще е необходим, за да може щифтът да се побере между щифтовете.
Когато входният вал се завърти, циклоидният диск ще се завърти във вътрешната страна на референтната делителна окръжност на ролковите болтове. Това ще предаде движение на изходния вал. Изходният вал се поддържа от два лагера в изходен корпус. Тази конструкция има ниско износване и торсионна якост.

Предавателно число

Изборът на правилното предавателно число на циклоидна скоростна кутия не винаги е лесен. Може да се наложи да знаете размера на вашата скоростна кутия, преди да можете да направите информиран избор. Може също да се наложи да се обърнете към продуктовия каталог за насоки. Например, скоростните кутии CZPT имат някои уникални предавателни числа.
Циклоидният редуктор е компактно и високоскоростно устройство за предаване на въртящ момент, което обръща посоката на ъгловото движение на вала на зъбното колело. Състои се от ексцентрик, разположен вътре в циклоиден диск. Щифтовите ролки на вала на зъбното колело се вписват в съответстващи отвори в циклоидния диск. В процеса щифтовете се плъзгат около отворите в отговор на клатушкащото се движение. Циклоидният диск е способен също така да зацепва вътрешните зъби на корпуса на зъбното колело.
Циклоидният редуктор може да се използва в голямо разнообразие от приложения, включително индустриална автоматизация, роботика и силови трансмисии на лодки и кранове. Циклоидният редуктор е идеално подходящ за тежкотоварни приложения с големи полезни товари. Те изискват специализирани производствени процеси и често се използват в оборудване с прецизна производителност и висока ефективност.
Циклоидният редуктор е сравнително проста конструкция, но изисква някои специални инструменти. Циклоидните редуктори се използват и за предаване на въртящ момент, което е една от причините те да са толкова популярни в автоматизацията. Използването на циклоиден редуктор е добър избор за приложения, които изискват по-висока ефективност и по-малък хлабинен ход. Той е добър избор и за приложения, където размерът е от значение. Циклоидните зъбни колела също са добър избор за приложения, където се изискват висока скорост и висок въртящ момент.
Предавателното число на циклоидната скоростна кутия е може би най-важната функция на скоростната кутия. Трябва да знаете размера на вашата скоростна кутия и вида на зъбните колела, които съдържа, за да направите правилния избор.

Намаляване на вибрациите

Като се има предвид уникалната динамика на циклоидната скоростна кутия, за безпроблемната ѝ работа са необходими мерки за намаляване на вибрациите. Тези мерки могат да помогнат и при откриването на неизправности.
Циклоидната скоростна кутия е скоростна кутия с ексцентричен лагер, който върти центъра на зъбните колела. Тя споделя въртящия момент с пет външни ролки във всеки един момент. Може да се прилага в много приложения. Тя е сравнително евтин актив. Ако обаче се повреди, може да има значителни икономически последици.
Типичната входно/изходна скоростна кутия се състои от пръстеновидна плоча и два колянови вала, монтирани на входящия вал. Пръстеновидната плоча се върти, когато се върти входящият вал. На изходящия вал има два лагера.
Зъбният пръстен е основен източник на шум, защото не е балансиран. Циклоидното зъбно колело също произвежда шум, когато се зацепва с пръстеновидната плоча. Този шум се генерира от структурен резонанс. Проведени са няколко проучвания за решаване на този проблем.
Въпреки това, няма много документирани трудове върху мониторинга на състоянието на циклоидни скоростни кутии. В тази статия ще представим съвременни техники за вибрационна диагностика.
Циклоидна скоростна кутия с намалено предавателно число има по-високи индуцирани напрежения в циклоидния диск. В този случай размерът на изходния отвор е по-голям и от циклоидния диск се отстранява повече материал. Това увеличение на напреженията в диска води до по-високи амплитуди на вибрациите.
Разпределението на натоварването по ширината на зъбното колело е важен критерий за проектиране. Използването на различни профили на зъбните колела може да помогне за оптимизиране на предаването на въртящия момент. Може да се изследва и контактното напрежение на циклоидния диск.
За да се определи амплитудата на шума, честотата на зацепването на зъбните колела се умножава по скоростта на въртене на вала. Ако оборотите в минута са относително стабилни, честотата може да се използва като мярка за величината. Това обаче е точно само при близо до повреда.

Сравнение с планетарни скоростни кутии

Съществуват няколко разлики между циклоидните скоростни кутии и планетарните скоростни кутии. Те са свързани с геометрията на зъбното колело и производствените процеси. Сред тях са:
– Изходният вал на циклоидна скоростна кутия има по-голям въртящ момент от входния вал. Скоростта на въртене на изходния вал е по-ниска от тази на входния вал.
– Циклоидният диск на зъбното колело се върти с променлива скорост, докато планетарното колело има фиксирана скорост. Следователно, точността на предаване на циклоидния диск и изходния фланец е по-ниска от тази на планетарните зъбни колела.
– Циклоидната скоростна кутия има по-голяма площ на захващане от планетарната предавка. Това е предимство на циклоидната скоростна кутия, тъй като тя може да се справи с по-големи товари.
– Циклоидният профил оказва значително влияние върху качеството на контактното зацепване между зъбните повърхности. Ширината на контактните елипси се увеличава с 90%. Това е резултат от елиминирането на подрязванията на лобовете. По този начин контактната сила върху циклоидния диск се намалява значително.
– Циклоидното задвижване има по-малък хлабинен ход и висока торсионна твърдост. Това позволява на циклоидното задвижване да бъде по-стабилно срещу ударни натоварвания. Циклоидното задвижване е и с компактен дизайн, който е идеален за приложения с големи предавателни числа.
– Изходната главина на циклоидната скоростна кутия има подвижни щифтове и ролки. Тези компоненти са закрепени към зъбния венец във външната скоростна кутия. Изходният вал също се завърта от планетарния носач. Изходната главина на циклоидната система е съставена от две части: зъбния венец и изходния фланец.
– Входният вал на циклоидна скоростна кутия е свързан със сервомотор. Входният вал е цилиндричен елемент, който е неподвижно закрепен към планетарния носач.

редактор от CX 2023-04-26