Ang Cyclonoidal Gearbox

Sa panguna, ang cycloidal gearbox usa ka gearbox nga naggamit ug cycloidal motion aron mahimo ang rotational movement niini. Kini usa ka yano ug episyente nga disenyo nga magamit sa lainlaing mga aplikasyon. Ang cycloidal gearbox kanunay nga gigamit sa mga aplikasyon nga nanginahanglan sa paglihok sa bug-at nga mga karga. Kini adunay daghang mga bentaha kaysa sa planetary gearbox, lakip ang abilidad niini nga makadumala sa mas taas nga mga karga ug mas taas nga tulin.

Dinamikong ug inertial nga mga epekto sa usa ka cycloidal gearbox

Daghang mga pagtuon ang gihimo bahin sa dinamiko ug inertial nga mga epekto sa usa ka cycloidal gearbox. Ang uban niini nagpunting sa mga prinsipyo sa pag-operate, samtang ang uban nagpunting sa modelo sa matematika sa gearbox. Kini nga papel nagsusi sa modelo sa matematika sa usa ka cycloidal gearbox, ug gitandi ang performance niini sa mga sukod sa tinuod nga kalibutan. Importante nga adunay husto nga modelo sa matematika aron magdesinyo ug makontrol ang usa ka cycloidal gearbox. Ang cycloidal gearbox usa ka two-stage gearbox nga adunay cycloid disc ug usa ka ring gear nga nagtuyok sa kaugalingon nga axis.
Ang modelo sa matematika gilangkoban sa kapin sa 1.6 milyon nga mga elemento. Ang matag pares sa gear girepresentahan sa usa ka reduced model nga adunay 500 ka eigenmodes. Ang eigenfrequency para sa spur gear kay 70 kHz. Ang modally reduced model haom kaayo para sa cycloidal gearbox.
Ang modelo sa matematika gi-validate gamit ang ABAQUS software. Usa ka cycloid disc ang gi-discretize aron makahimo og usa ka pino kaayo nga modelo. Nagkinahanglan kini og 400 ka element points matag ngipon. Gi-verify usab kini gamit ang static FEA. Kini nga modelo gigamit dayon sa pag-modelo sa stiction sa mga gears sa tanang quadrants. Kini usa ka bag-ong pamaagi sa pagmodelo sa stiction sa usa ka cycloidal gearbox. Gipakita nga kini makahatag og mga resulta nga ikatandi sa modelo sa EMBS. Ang mga resulta gipares usab sa elastic multibody simulation model. Kini angay alang sa mga pwersa sa kontak ug gidak-on sa cycloid gear disc. Nakaplagan usab nga ang transmission accuracy tali sa cycloid gear disc ug sa ring gear mga 98.5%. Bisan pa, kini nga kantidad mas ubos kaysa sa transmission accuracy sa ring gear pair. Ang transmission error sa gi-correct nga modelo mga 0.3%. Ang transmission accuracy mas gamay tungod sa mas ubos nga gidaghanon sa elastic deformation sa mga kilid sa ngipon.
Importante nga matikdan nga ang labing tukma nga pwersa sa kontak alang sa matag ngipon sa usa ka cycloid gearbox dili hapsay. Ang pwersa sa kontak sa usa ka ngipon magsugod sa usa ka linear nga pagtaas ug dayon matapos sa usa ka kalit nga pag-ubos. Dili kini sama ka hapsay sa pwersa sa kontak sa usa ka point contact, mao nga kini gitandi sa pwersa sa kontak sa usa ka ellipse contact. Bisan pa, ang kontak sa usa ka ellipse contact medyo gamay pa, ug ang modelo sa EMBS dili makahimo sa pagkuha niini.
Ang FE model para sa cycloid disc adunay mga 1.6 milyon nga elemento. Ang pinakaimportanteng bahin sa FE model mao ang discretization sa cycloid disc. Importante kaayo nga buhaton ang discretization sa cycloid gear disc pag-ayo tungod sa taas nga lebel sa vibration nga nasinati niini. Ang cycloid disc kinahanglan nga i-discretize og maayo aron ang mga resulta ikatandi sa usa ka static FEA. Kinahanglan kini nga labing tukma nga modelo aron ma-simulate ang mga contact forces tali sa cycloid disc ug sa ring gear.

Kinematika sa usa ka cycloidal drive

Gamit ang usa ka arbitraryong sistema sa koordinasyon, atong maobserbahan ang paglihok sa mga sangkap sa usa ka cycloidal gearbox. Atong maobserbahan nga ang cycloidal disc nagtuyok palibot sa mga fixed pin sa usa ka lingin, samtang ang follower shaft nagtuyok palibot sa eccentric cam. Dugang pa, atong makita nga ang input shaft gi-mount nga eccentric sa rolling-element bearing.
Atong naobserbahan usab nga ang cycloidal disc nagtuyok nga independente libot sa eccentric bearing, samtang ang follower shaft nagtuyok libot sa usa ka axis sa symmetry. Makahinapos kita nga ang cycloidal disc adunay hinungdanon nga papel sa kinematics sa usa ka cycloidal gearbox.
Aron makalkulo ang kahusayan sa cycloidal reducer, migamit kami og modelo nga gibase sa non-linear stiffness sa mga contact. Niini nga modelo, ang non-linearity sa contact gikontrol sa non-linearity sa puwersa ug sa deformation sa contact. Among gipakita nga ang kahusayan sa cycloidal reducer motaas samtang motaas ang load. Dugang pa, ang kahusayan nagdepende sa sliding velocity ug sa mga deformation sa normal nga load. Kini nga mga hinungdan giisip nga mga nag-unang variable aron mahibal-an ang kahusayan sa cycloidal drive.
Atong gikonsiderar usab ang kahusayan sa cycloidal reducer uban sa input torque ug input speed. Mahimo natong kuwentahon ang kahusayan pinaagi sa pagbahin sa net torque sa ring gear sa output torque. Ang kahusayan mahimong i-adjust aron mohaom sa lain-laing mga kondisyon sa operasyon. Ang kahusayan sa cycloidal drive motaas samtang motaas ang load.
Ang cycloidal gearbox usa ka multi-stage gearbox nga adunay gamay nga shaft oin ug dako nga shaft. Kini adunay 19 ka ngipon ug mga brass washer. Ang gawas nga mga disc molihok nga supak sa tunga nga disc, ug gi-offset og 180 degrees. Ang tunga nga disc doble ang gidak-on kaysa sa gawas nga disc. Ang cycloidal disc adunay siyam ka lobes nga molihok sa usa ka lobe matag drive shaft revolution. Ang gidaghanon sa mga pin sa disc kinahanglan nga mas gamay kaysa sa gidaghanon sa mga pin sa palibot nga mga pin.
Ang input shaft nagpadagan og eccentric bearing nga makahimo sa pagpadala sa gahum ngadto sa output shaft. Dugang pa, ang input shaft mogamit og pwersa sa cycloidal disk pinaagi sa intermediate bearing. Ang cycloidal disk mo-abante dayon sa 360 deg/pivot/roller steps. Ang output shaft pins molibot dayon sa mga lungag aron ang output shaft padayon nga motuyok. Ang input shaft mogamit og sinusoidal motion aron mapadayon ang makanunayon nga gikusgon sa base shaft. Kini nga sine wave hinungdan sa gagmay nga mga pag-adjust sa follower shaft. Ang mga pwersa nga gigamit sa internal sleeves kabahin sa mekanismo sa equilibrium.
Dugang pa, atong maobserbahan nga ang cycloidal drive makahimo sa pagpadala og mas dako nga torque kay sa planetary gear. Kini tungod sa mas dako nga axial length sa cycloidal gear ug sa mas gamay nga hole diameter sa ring gear. Posible usab nga makab-ot ang positibo nga pagkahaom tali sa fixed ring ug sa disc, nga makab-ot pinaagi sa pag-toothbrush tali sa fixed ring ug sa disc. Ang cycloidal disk kasagaran gidisenyo nga adunay mubo nga cycloid aron maminusan ang mga unbalance forces sa taas nga speed.

Pagtandi sa mga planetary gearbox

Kon itandi sa mga planetary gearbox, ang cycloidal gearbox adunay pipila ka mga bentaha. Kini nga mga bentaha naglakip sa: ubos nga backlash, mas maayo nga overload capacity, compact nga disenyo, ug ang abilidad sa pag-perform sa lain-laing mga aplikasyon. Ang cycloidal gearbox nahimong popular sa merkado sa multi-axis robotics. Ang gearbox nagkadaghan usab nga gigamit sa mga first joint ug positioner.
Ang cycloidal gearbox usa ka gearbox nga gilangkoban sa upat ka batakang sangkap: usa ka cycloid disk, usa ka output flange, usa ka ring gear, ug usa ka fixed ring. Ang cycloid disk gimaneho sa usa ka eccentric shaft, nga moabante sa 360deg/pivot/roller step. Ang output flange usa ka fixed pin disc nga nagpadala sa gahum ngadto sa output shaft. Ang ring gear usa ka fixed ring, ug ang input shaft konektado sa usa ka servomotor.
Ang cycloidal gearbox gidisenyo aron makontrol ang inertia sa mga sitwasyon nga dinamiko kaayo. Kini nga mga gearbox kasagarang gigamit sa robotics ug positioners, diin gigamit kini sa pagpahimutang sa bug-at nga mga karga. Kasagaran usab kini gigamit sa lain-laing mga aplikasyon sa industriya. Kini adunay mas taas nga torque density ug ubos nga backlash, nga naghimo niini nga sulundon alang sa bug-at nga mga karga.
Ang output flange gidisenyo usab aron makadumala sa torque nga hangtod sa 500 Nm. Ang rotational speed niini mas ubos kaysa sa planet gearbox, apan ang output torque niini mas taas. Gidisenyo kini nga usa ka high-performance gearbox, ug magamit kini sa mga aplikasyon nga nanginahanglan og taas nga ratios ug taas nga lebel sa torque density. Ang cycloid gearbox mas barato usab ug adunay gamay nga backlash. Bisan pa, ang cycloidal gearbox adunay mga disbentaha nga kinahanglan nga tagdon sa pagdesinyo og gearbox. Ang panguna nga problema mao ang mga vibrations.
Kon itandi sa mga planetary gearbox, ang mga cycloidal gearbox adunay mas gamay nga kinatibuk-ang gidak-on ug mas barato. Dugang pa, ang cycloidal gearbox adunay dako nga reduction ratio sa usa ka yugto. Sa kinatibuk-an, ang mga cycloidal gearbox adunay usa o duha ka yugto, diin ang ikatulo nga yugto dili kaayo komon. Bisan pa, ang cycloid gearbox dili lamang ang klase sa gearbox nga adunay kini nga klase sa configuration. Kasagaran usab nga makit-an ang usa ka planetary gearbox nga adunay usa ka yugto.
Adunay daghang lain-laing mga klase sa cycloidal gearboxes, ug kini kanunay nga gitawag nga cycloidal speed reducers. Kini nga mga gearboxes gidisenyo alang sa bisan unsang industriya nga naggamit og servos. Mas mubo kini kaysa sa mga planetary gearboxes, ug mas dako ang diyametro niini alang sa parehas nga torque. Ang uban niini anaa usab nga adunay ratio nga mas ubos sa 30:1.
Ang cycloid gearbox mahimong maayong kapilian alang sa mga aplikasyon diin adunay taas nga rotational speed ug taas nga torque requirements. Kini nga mga gearbox mas compact usab kaysa sa planetary gearboxes, ug angay alang sa mga aplikasyon nga taas og torque. Dugang pa, kini mas lig-on ug makasagubang sa shock loads. Kini usab adunay ubos nga backlash, ug mas taas nga lebel sa katukma ug katukma sa pagposisyon. Gigamit usab kini sa lain-laing mga aplikasyon, lakip ang industrial robotics.

editor by CX 2023-04-20