Základy cyklónové převodovky

Kromě kompaktních rozměrů nabízejí cykloidní reduktory také nízkou vůli a vysoké převodové poměry. Díky malým rozměrům pohonu jsou ideální pro aplikace s omezeným prostorem.

Profil zubu evolventního ozubeného kola

Téměř všechna ozubená kola používají evolventní profil zubu. Tento profil má jednu křivku, což znamená, že zuby ozubeného kola nemusí být těsně zarovnané. Tento profil je hladký a lze jej snadno vyrobit.
Cykloidní ozubená kola mají kombinaci epicykloidní a hypocykloidní křivky. Díky tomu jsou pevnější než zuby evolventních ozubených kol. Jejich výroba však může být dražší. Mají také větší převodové poměry. Přenášejí větší výkon než evolventní ozubená kola. Cykloidní ozubená kola se nacházejí v hodinách.
Při návrhu ozubeného kola je třeba zvážit několik faktorů. Mezi ně patří počet zubů, úhel zubu a typ mazání. Nedokonale vyrovnané zuby ozubeného kola mohou vést k chybám převodu, hluku a vibracím.
Profil zubu evolventního ozubeného kola je obvykle považován za nejlepší. Z tohoto důvodu se používá v široké škále převodů. Mezi nejběžnější aplikace tohoto profilu patří ozubená kola pro přenos výkonu. Tento profil však není nejlepší pro každou aplikaci.
Cykloidní ozubená kola vyžadují složitější výrobní procesy než evolventní ozubená kola. To může vést k vyšším nákladům na zub. Cykloidní ozubená kola se používají pro méně hlučné aplikace.
Cykloidní ozubená kola také přenášejí větší výkon než evolventní ozubená kola. To může způsobit problémy, pokud se poloměry mění tečně. Jejich tvar je však jednodušší než u evolventních ozubených kol. Evolventní ozubená kola lépe zvládají středové posuvy.
Cykloidní ozubená kola jsou méně náchylná k chybám převodu. Cykloidní ozubená kola mají konvexní povrch, díky čemuž jsou pevnější než evolventní ozubená kola. Cykloidní ozubená kola mají také větší převodový poměr než evolventní ozubená kola. Cykloidní zuby nekolísají s dosedacími zuby. Mají však menší počet zubů než evolventní ozubená kola.

Otočení na vnitřní straně referenční roztečné kružnice kolíků

Ať už je cykloidní převodovka navržena pro stacionární nebo rotační aplikace, musí být dodržen základní zákon ozubení: Poměr úhlových rychlostí musí být konstantní. To vyžaduje, aby rotace na vnitřní straně referenční roztečné kružnice čepů byla konstantní. Toho je dosaženo řadou cykloidních zubů, které fungují jako drobné páky pro přenos pohybu.
Cykloidní kotouč má N laloků, které se na jednu otáčku otočí o tři laloky kolem N čepů. Počet laloků na cykloidním kotouči je významným faktorem při určování převodového poměru.
Cykloidní kotouč je poháněn excentrickou vstupní hřídelí, která je uložena v excentrickém ložisku uvnitř výstupní hřídele. Jak se vstupní hřídel otáčí, cykloidní kotouč se pohybuje kolem čepů čepového kotouče.
Hnací čep se otáčí pod úhlem 40 stupňů, zatímco cykloidní disk se otáčí uvnitř referenční roztečné kružnice čepů. Jak se hnací čep otáčí, zpomaluje se výstupní pohyb. To znamená, že výstupní hřídel vykoná pouze tři otáčky se vstupní hřídelí, na rozdíl od devíti otáček vstupní hřídele.
Počet zubů na cykloidním disku musí být malý ve srovnání s počtem okolních čepů. Disk musí být také konstruován s excentrickým poloměrem. To určí velikost otvoru, který bude potřebný k tomu, aby se čep vešel mezi čepy.
Při otáčení vstupního hřídele se cykloidní kotouč otáčí uvnitř referenční roztečné kružnice válečkových čepů. Ty pak přenášejí pohyb na výstupní hřídel. Výstupní hřídel je uložen ve dvou ložiskách ve výstupní skříni. Tato konstrukce má nízké opotřebení a torzní tuhost.

Převodový poměr

Výběr správného převodového poměru cykloidní převodovky není vždy snadný. Než se budete moci informovaně rozhodnout, možná budete muset znát velikost vaší převodovky. Možná budete také potřebovat poradit s katalogem produktů. Například převodovky CZPT mají některé jedinečné převodové poměry.
Cykloidní reduktor je kompaktní a vysokorychlostní zařízení pro přenos krouticího momentu, které obrací směr úhlového pohybu hřídele unášeče. Skládá se z excentrické vačky umístěné uvnitř cykloidního disku. Čepy na hřídeli unášeče zapadají do odpovídajících otvorů v cykloidním disku. Přitom se čepy posouvají po otvorech v reakci na kývavý pohyb. Cykloidní disk je také schopen zabírat s vnitřními zuby skříně ozubeného věnce.
Cykloidní reduktor lze použít v široké škále aplikací, včetně průmyslové automatizace, robotiky a přenosu výkonu na lodích a jeřábech. Cykloidní reduktor je ideální pro náročné aplikace s velkým užitečným zatížením. Vyžaduje specializované výrobní procesy a často se používá v zařízeních s přesným výkonem a vysokou účinností.
Cykloidní reduktor má relativně jednoduchou konstrukci, ale vyžaduje určité speciální nástroje. Cykloidní reduktory se také používají k přenosu točivého momentu, což je jeden z důvodů, proč jsou tak oblíbené v automatizaci. Použití cykloidního reduktoru je dobrou volbou pro aplikace, které vyžadují vyšší účinnost a nižší vůli. Je také dobrou volbou pro aplikace, kde je důležitá velikost. Cykloidní převody jsou také dobrou volbou pro aplikace, kde je vyžadována vysoká rychlost a vysoký točivý moment.
Převodový poměr cykloidní převodovky je pravděpodobně nejdůležitější funkcí převodovky. Abyste se mohli správně rozhodnout, musíte znát velikost vaší převodovky a typ ozubených kol, která obsahuje.

Redukce vibrací

Vzhledem k jedinečné dynamice cykloidní převodovky jsou pro plynulý provoz nutná opatření ke snížení vibrací. Tato opatření mohou také pomoci s detekcí závad.
Cykloidní převodovka je převodovka s excentrickým ložiskem, které otáčí středem ozubených kol. V daném okamžiku sdílí krouticí moment s pěti vnějšími válečky. Lze ji použít v mnoha aplikacích. Je to relativně levné zařízení. Pokud však selže, může mít značné ekonomické dopady.
Typická vstupní/výstupní převodovka se skládá z kotoučového kroužku a dvou klikových hřídelí namontovaných na vstupním hřídeli. Kotoučový kroužek se otáčí s otáčením vstupního hřídele. Na výstupním hřídeli jsou dvě ložiska.
Kruhový kotouč je hlavním zdrojem hluku, protože není vyvážený. Cykloidní ozubené kolo také produkuje hluk, když zabírá s kruhovým kotoučem. Tento hluk je generován strukturální rezonancí. Bylo provedeno několik studií, které se zabývaly řešením tohoto problému.
O monitorování stavu cykloidních převodovek však neexistuje mnoho zdokumentovaných prací. V tomto článku si představíme moderní techniky vibrační diagnostiky.
Cykloidní převodovka se sníženým redukčním poměrem má vyšší indukovaná napětí v cykloidním kotouči. V tomto případě je velikost výstupního otvoru větší a z cykloidního kotouče se odebírá více materiálu. Toto zvýšení napětí v kotouči vede k vyšším amplitudám vibrací.
Rozložení zatížení podél šířky ozubeného kola je důležitým konstrukčním kritériem. Použití různých profilů ozubených kol může pomoci optimalizovat přenos točivého momentu. Lze také zkoumat kontaktní napětí cykloidního disku.
Pro určení amplitudy hluku se frekvence záběru ozubených kol vynásobí otáčkami hřídele. Pokud jsou otáčky relativně stabilní, lze frekvenci použít jako měřítko velikosti. Toto měření je však přesné pouze v blízkosti poruchy.

Srovnání s planetovými převodovkami

Mezi cykloidními převodovkami a planetovými převodovkami existuje několik rozdílů. Ty souvisí s geometrií ozubených kol a výrobními procesy. Mezi ně patří:
– Výstupní hřídel cykloidní převodovky má větší točivý moment než vstupní hřídel. Otáčky výstupního hřídele jsou nižší než u vstupního hřídele.
– Kotouč cykloidního ozubeného kola se otáčí proměnnou rychlostí, zatímco planetové převodovka má pevnou rychlost. V důsledku toho je přesnost přenosu cykloidního kotouče a výstupní příruby nižší než u planetových převodovek.
– Cykloidní převodovka má větší uchopovací plochu než planetová převodovka. To je výhoda cykloidní převodovky v tom, že zvládne větší zatížení.
– Cykloidní profil má významný vliv na kvalitu kontaktního záběru mezi povrchy zubů. Šířka kontaktních elips se zvětšuje o 90%. To je důsledek eliminace podřezání laloků. Tímto způsobem se výrazně snižuje kontaktní síla na cykloidním disku.
– Cykloidní pohon má menší vůli a vysokou torzní tuhost. Díky tomu je cykloidní pohon stabilnější vůči rázovému zatížení. Cykloidní pohon má také kompaktní konstrukci, která je ideální pro aplikace s velkými převodovými poměry.
– Výstupní náboj cykloidní převodovky má pohyblivé čepy a válečky. Tyto součásti jsou připevněny k ozubenému věnci ve vnější převodovce. Výstupní hřídel je také otáčen unašečem planetových kol. Výstupní náboj cykloidní soustavy se skládá ze dvou částí: ozubeného věnce a výstupní příruby.
– Vstupní hřídel cykloidní převodovky je připojen k servomotoru. Vstupní hřídel je válcový prvek, který je pevně upevněn k unášeči planetových kol.

editor od CX 2023-06-05