Osnove ciklonskog mjenjača

Osim što su kompaktni, cikloidni reduktori brzine nude i mali zazor i visoke omjere. Zbog male veličine pogona, idealni su za primjene gdje je prostor ograničen.

Evolventni profil zuba zupčanika

Gotovo svi zupčanici koriste evolventni profil zuba. Ovaj profil ima jednu krivulju, što znači da zubi zupčanika ne moraju biti blizu jedan drugom. Ovaj profil je gladak i može se lako proizvesti.
Cikloidni zupčanici imaju kombinaciju epicikloidnih i hipocikloidnih krivulja. To ih čini jačima od zuba evolventnih zupčanika. Međutim, njihova proizvodnja može biti skuplja. Također imaju veće omjere redukcije. Prenose više snage od evolventnih zupčanika. Cikloidni zupčanici se mogu naći u satovima.
Prilikom projektovanja zupčanika, potrebno je uzeti u obzir nekoliko faktora. Neki od njih uključuju broj zuba, ugao zuba i vrstu podmazivanja. Zupčanik koji nije savršeno poravnat može rezultirati greškom u prijenosu, bukom i vibracijama.
Profil zuba evolventnog zupčanika se obično smatra najboljim. Zbog toga se koristi u širokom spektru zupčanika. Neke od najčešćih primjena ovog profila su zupčanici za prijenos snage. Međutim, ovaj profil nije najbolji za svaku primjenu.
Cikloidni zupčanici zahtijevaju složenije proizvodne procese od evolventnih zuba zupčanika. To može uzrokovati veće troškove zuba. Cikloidni zupčanici se koriste za primjene s manje buke.
Cikloidni zupčanici također prenose više snage od evolventnih zupčanika. To može uzrokovati probleme ako se radijusi mijenjaju tangencijalno. Međutim, oblik je jednostavniji od evolventnih zupčanika. Evolventni zupčanici mogu bolje podnijeti središnje posipanje.
Cikloidni zupčanici su manje podložni greškama u prijenosu. Cikloidni zupčanici imaju konveksnu površinu, što ih čini jačima od evolventnih zuba. Cikloidni zupčanici također imaju veći omjer redukcije od evolventnih zupčanika. Cikloidni zubi ne ometaju spojne zube. Međutim, imaju manji broj zuba od evolventnih zuba.

Rotacija na unutrašnjoj strani referentne kružnice koraka pinova

Bez obzira da li je cikloidni mjenjač dizajniran za stacionarne ili rotirajuće primjene, mora se poštovati osnovni zakon ozubljenja: Omjer ugaonih brzina mora biti konstantan. To zahtijeva da rotacija na unutrašnjoj strani referentne kružnice koraka klinova bude konstantna. To se postiže nizom cikloidnih zuba, koji djeluju poput sićušnih poluga za prijenos kretanja.
Cikloidni disk ima N režnjeva koji se rotiraju za tri režnja po rotaciji oko N klinova. Broj režnjeva na cikloidnom disku je značajan faktor u određivanju prenosnog odnosa.
Cikloidni disk pokreće ekscentrična ulazna osovina koja je montirana na ekscentrični ležaj unutar izlazne osovine. Kako se ulazna osovina okreće, cikloidni disk se kreće oko klinova klinastog diska.
Pogonski klin se okreće pod uglom od 40 stepeni dok se cikloidni disk okreće unutar referentne kružnice koraka klinova. Kako se pogonski klin okreće, usporava se i izlazno kretanje. To znači da će izlazno vratilo završiti samo tri okreta s ulaznim vratilom, za razliku od devet okreta s ulaznim vratilom.
Broj zuba na cikloidnom disku mora biti mali u poređenju s brojem okolnih klinova. Disk također mora biti konstruiran s ekscentričnim radijusom. Ovo će odrediti veličinu rupe koja će biti potrebna da klin stane između klinova.
Kada se ulazno vratilo okreće, cikloidni disk će se rotirati unutar referentne kružnice koraka valjkastih klinova. To će zatim prenijeti kretanje na izlazno vratilo. Izlazno vratilo je oslonjeno na dva ležaja u izlaznom kućištu. Ovaj dizajn ima malo habanje i torzijsku krutost.

Prijenosni omjer

Odabir pravog prijenosnog omjera cikloidnog mjenjača nije uvijek jednostavan. Možda ćete morati znati veličinu vašeg mjenjača prije nego što možete donijeti informiranu odluku. Možda ćete također trebati pogledati katalog proizvoda za smjernice. Na primjer, CZPT mjenjači imaju neke jedinstvene prijenosne omjere.
Cikloidni reduktor zupčanika je kompaktan i brz uređaj za prijenos obrtnog momenta koji mijenja smjer ugaonog kretanja osovine pratilice. Sastoji se od ekscentričnog grebena postavljenog unutar cikloidnog diska. Klinovi na osovini pratilice uklapaju se u odgovarajuće rupe u cikloidnom disku. U tom procesu, klinovi klize oko rupa, kao odgovor na klimavo kretanje. Cikloidni disk je također sposoban za zahvat s unutrašnjim zubima kućišta zupčanog prstena.
Cikloidni reduktor može se koristiti u širokom spektru primjena, uključujući industrijsku automatizaciju, robotiku i prijenos snage na brodovima i dizalicama. Cikloidni reduktor je idealan za teške uvjete rada s velikim korisnim teretima. Zahtijevaju specijalizirane proizvodne procese i često se koriste u opremi s preciznim izlazom i visokom učinkovitošću.
Cikloidni reduktor je relativno jednostavne strukture, ali zahtijeva neke posebne alate. Cikloidni reduktori se također koriste za prijenos obrtnog momenta, što je jedan od razloga njihove popularnosti u automatizaciji. Korištenje cikloidnog reduktora je dobar izbor za primjene koje zahtijevaju veću efikasnost i manji zazor. Također je dobar izbor za primjene gdje je veličina bitna. Cikloidni zupčanici su također dobar izbor za primjene gdje su potrebni velika brzina i veliki obrtni moment.
Prijenosni omjer cikloidnog mjenjača je vjerovatno najvažnija funkcija mjenjača. Morate znati veličinu vašeg mjenjača i vrstu zupčanika koje sadrži kako biste napravili pravi izbor.

Smanjenje vibracija

S obzirom na jedinstvenu dinamiku cikloidnog mjenjača, mjere za smanjenje vibracija su potrebne za nesmetan rad. Ove mjere također mogu pomoći u otkrivanju kvarova.
Cikloidni mjenjač je mjenjač s ekscentričnim ležajem koji rotira središte zupčanika. On dijeli obrtni moment s pet vanjskih valjaka u bilo kojem trenutku. Može se primijeniti u mnogim primjenama. Relativno je jeftina imovina. Međutim, ako se pokvari, može imati značajne ekonomske posljedice.
Tipični ulazno/izlazni mjenjač sastoji se od prstenaste ploče i dvije radilice montirane na ulaznom vratilu. Prstenasta ploča se okreće kada se okreće ulazno vratilo. Na izlaznom vratilu nalaze se dva ležaja.
Prstenasta ploča je glavni izvor buke jer nije uravnotežena. Cikloidni zupčanik također proizvodi buku kada se spaja s prstenastom pločom. Ova buka nastaje strukturnom rezonancijom. Provedeno je nekoliko studija kako bi se riješio ovaj problem.
Međutim, ne postoji mnogo dokumentovanih radova o praćenju stanja cikloidnih mjenjača. U ovom članku ćemo predstaviti moderne tehnike za dijagnostiku vibracija.
Cikloidni mjenjač sa smanjenim omjerom redukcije ima veća inducirana naprezanja u cikloidnom disku. U ovom slučaju, veličina izlaznog otvora je veća i više materijala se uklanja sa cikloidnog diska. Ovo povećanje naprezanja diska dovodi do većih amplituda vibracija.
Raspodjela opterećenja duž širine zupčanika je važan kriterij dizajna. Korištenje različitih profila zupčanika može pomoći u optimizaciji prijenosa obrtnog momenta. Kontaktni napon cikloidnog diska također se može istražiti.
Da bi se odredila amplituda buke, frekvencija zahvata zupčanika se množi s brzinom okretaja osovine. Ako je broj okretaja relativno stabilan, frekvencija se može koristiti kao mjera veličine. Međutim, ovo je tačno samo blizu kvara.

Poređenje sa planetarnim mjenjačima

Postoji nekoliko razlika između cikloidnih i planetarnih mjenjača. One se odnose na geometriju zupčanika i proizvodne procese. Među njima su:
– Izlazno vratilo cikloidnog mjenjača ima veći obrtni moment od ulaznog vratila. Brzina rotacije izlaznog vratila je niža od ulaznog vratila.
– Disk cikloidnog zupčanika rotira promjenjivom brzinom, dok planetarni zupčanik ima fiksnu brzinu. Posljedično, tačnost prijenosa cikloidnog diska i izlazne prirubnice je niža nego kod planetarnih zupčanika.
– Cikloidni mjenjač ima veću površinu hvatanja od planetarnog zupčanika. To je prednost cikloidnog mjenjača jer može podnijeti veća opterećenja.
– Cikloidni profil ima značajan utjecaj na kvalitet kontaktnog spajanja između površina zuba. Širina kontaktnih elipsa se povećava za 90%. To je rezultat eliminacije podrezanja režnjeva. Na taj način se značajno smanjuje kontaktna sila na cikloidnom disku.
– Cikloidni pogon ima manji zazor i visoku torzijsku krutost. To omogućava cikloidnom pogonu da bude stabilniji na udarna opterećenja. Cikloidni pogon je također kompaktnog dizajna, što ga čini idealnim za primjene s velikim prijenosnim omjerima.
– Izlazna glavčina cikloidnog mjenjača ima pokretne klinove i valjke. Ove komponente su pričvršćene za prstenasti zupčanik u vanjskom mjenjaču. Izlazno vratilo također okreće nosač planeta. Izlazna glavčina cikloidnog sistema sastoji se od dva dijela: prstenastog zupčanika i izlazne prirubnice.
– Ulazno vratilo cikloidnog mjenjača povezano je sa servomotorom. Ulazno vratilo je cilindrični element koji je pričvršćen za nosač planetarnog zupčanika.

urednik CX 2023-04-26