Matematický model cykloidní převodovky

Převodovka s cykloidním rotorem je ideální konstrukcí pro automobil nebo jakékoli jiné vozidlo, protože cykloidní konstrukce dokáže snížit amplitudu vibrací, což je klíčová složka výkonu automobilu. Použití cykloidní převodovky je také skvělým způsobem, jak snížit tření mezi ozubenými koly v převodovce, což může pomoci snížit hluk a opotřebení. Cykloidní převodovka je také velmi účinnou konstrukcí pro vozidla, která musí pracovat při vysokém zatížení, protože převodovka může být velmi odolná vůči rázovému zatížení.

Základní principy návrhu

Cykloidní převodovky se používají pro přesné ozubení. Cykloidní pohony jsou kompaktní a robustní a nabízejí nižší vůli, torzní tuhost a delší životnost. Jsou také vhodné pro aplikace s vysokým zatížením.
Cykloidní pohony jsou kompaktní a poskytují velmi vysoké převodové poměry. Jsou také velmi robustní a zvládají rázová zatížení. Cykloidní pohony jsou ideální pro širokou škálu technologií pohonů. Cykloidní ozubená kola mají vynikající torzní tuhost a mohou poskytnout převodový poměr 300:1. Lze je také použít v aplikacích, kde není žádoucí stohování více převodových stupňů.
Aby bylo dosaženo vysokého redukčního poměru, musí být cykloidní ozubená kola vyrobena s extrémní přesností. Cykloidní ozubená kola mají zakřivený profil zubu, který odstraňuje smykové síly v jakémkoli bodě kontaktu. To zajišťuje tvarové uložení ozubeného kotouče. Tento profil může být proveden na samostatném vnějším pouzdře nebo jako vložka s vnitřním profilem ozubeného kola.
Cykloidní pohony se používají v lodních pohonných systémech, kde se nosná deska otáčí kolem os X a Y. Deska je ukotvena závitovým otvorem umístěným 15 mm od středu.
V cykloidní převodovce se k podepření nosné desky používá sekundární nosičové těleso. Sekundární nosičové těleso se skládá z montážního nosičového tělesa a sekundárního nosičového kotouče.

Nízké tření

Bylo provedeno několik studií zaměřených na pochopení statických problémů ozubených kol. V tomto článku se zabýváme matematickým modelem cykloidní převodovky s nízkým třením. Tento model je navržen pro výpočet různých parametrů, které ovlivňují výkon převodovky během výroby.
Model je založen na novém přístupu, který zahrnuje efekt tření a nelineární charakteristiku tření. Tyto parametry nejsou zahrnuty v konvenčním pravidle.
Stikční efekt se projevuje při změně směru rychlosti. Během této doby je zapotřebí, aby vstupní krouticí moment převážil nad stikčním efektem a vyvolal pohyb. Model nám také umožňuje vypočítat velikost stikčního efektu a jeho rychlost odtržení.
Nejdůležitější je, že model lze použít ke zlepšení dynamického chování řízeného systému. V tomto ohledu má model vysoký stupeň přesnosti. Model je testován v několika kvadrantech převodovky, aby se nalezla optimální rychlost odtržení od tření. Výsledky simulace modelu ukazují, že tento model je efektivní při predikci účinnosti cykloidní převodovky s nízkým třením.
Kromě stikčního modelu jsme také studovali účinnost cykloidního reduktoru s nízkým třením. Redukční poměr této převodovky byl odhadnut ze vzorce. Zjistilo se, že poměr se blíží zápornému nekonečnu, když je točivý moment motoru blízký nule Nm.

Kompaktní

Na rozdíl od standardních planetových převodovek jsou cykloidní převodovky kompaktní, s nízkým třením a prakticky nulovou vůlí. Nabízejí také vysoké redukční poměry, vysokou nosnost a vysokou účinnost. Díky těmto vlastnostem jsou vhodnou volbou pro širokou škálu aplikací.
Cykloidní kotouče jsou poháněny excentrickou vstupní hřídelí. Ty jsou poté poháněny stacionárním ozubeným věncem. Ozubený věnec otáčí cykloidním kotoučem vyšší rychlostí. Vstupní hřídel se otočí devětkrát, aby dokončila plnou otáčku. Ozubený věnec je navržen tak, aby korigoval dynamickou nerovnováhu.
Cykloidní převodovky CZPT jsou navrženy pro přesný a stabilní provoz. Tyto reduktory jsou robustní a zvládají velké posuny. Nabízejí také vysokou ochranu proti přetížení. Jsou vhodné pro terapii rázovými vlnami. Převodovky CZPT jsou také vhodné pro aplikace s kritickou přesností polohování. Vyžadují také nízké náklady na montáž a konstrukci. Jsou navrženy pro dlouhou životnost a nízké hysterezní ztráty.
Cykloidní reduktory CZPT se používají v různých průmyslových aplikacích, včetně CNC obráběcích center, robotických polohovačů a manipulátorů. Nabízejí jedinečnou konstrukci, která zvládá vysoké síly na výstupní ose, a jsou vhodné zejména pro velké posuvy. Tyto převodovky jsou vysoce účinné, snižují náklady a jsou k dispozici v různých velikostech. Jsou ideální pro aplikace, které vyžadují milimetrovou přesnost.

Vysoké redukční poměry

Ve srovnání s jinými převodovkami nabízejí cykloidní převodovky vysoké redukční poměry a malou vůli. Jsou také levnější. Cykloidní převodovky lze použít v různých průmyslových odvětvích. Jsou vhodné pro robotické aplikace. Mají také vysokou účinnost a nosnost.
Cykloidní převodovka pracuje na principu otáčení cykloidního disku. Tento disk obsahuje otvory, které jsou větší než čepy na výstupním hřídeli. Při otáčení disku se výstupní čepy pohybují v otvorech a vytvářejí tak stabilní otáčení výstupního hřídele. Tento typ převodovky nevyžaduje stohování stupňů.
Cykloidní převodovky jsou obvykle kratší než planetové převodovky. Navíc jsou robustnější a dokáží přenášet vyšší krouticí momenty.
Cykloidní převodovky mají excentrickou vačku, která pohání cykloidní kotouč. Cykloidní kotouč se posouvá v krocích o 360 stupňů/otočně/po kladkách. Také se otáčí excentricky. Zabírá s pouzdrem ozubeného věnce. Také zabírá s vnitřními zuby pouzdra ozubeného věnce.
Počet laloků na cykloidním disku není dostatečný pro dosažení dobrého převodového poměru. Ve skutečnosti musí být počet laloků menší než počet čepů obklopujících cykloidní disk.
Cykloidní kotouč se otáčí excentrickou vačkou, která vyčnívá ze základní hřídele. Vačka se také otáčí uvnitř cykloidního kotouče. Excentrický pohyb vačky pomáhá cykloidnímu kotouči otáčet se kolem čepů skříně ozubeného věnce.

Snížení amplitudy vibrací

Byly studovány různé přístupy ke snížení amplitudy vibrací v cykloidní převodovce. Tyto přístupy jsou založeny na kinematické analýze převodovky.
Cykloidní převodovka je převodovka, která se skládá z ložisek, ozubených kol a excentrického ložiska, které pohání cykloidní kotouč. Tato převodovka má vysoký redukční poměr, čehož je dosaženo řadou čepů výstupního hřídele, které pohánějí výstupní hřídel při otáčení kotouče.
Zkušební stolice použitá ve studiích má čtyři senzory. Každý senzor snímá signály pomocí různých technik zpracování signálu. Kromě toho je zde otáčkoměr, který snímá změny rychlosti otáčení na vstupní straně.
Kinematická studie robotické převodovky byla provedena za účelem pochopení frekvence vibrací a určení, zda je převodovka vadná. Bylo zjištěno, že převodovka pracuje správně, když je amplituda os x a y nízká. Pokud je však amplituda vysoká, svědčí to o vadném prvku.
Frekvenční analýza vibračních signálů se provádí jak pro cyklostacionární, tak pro necyklostacionární podmínky. Vybrané frekvence jsou ty, které se objevují v obou typech podmínek.

Odolný vůči rázovému zatížení

Ve srovnání s tradičními převodovkami mají cykloidní převodovky značné výhody, pokud jde o rázové zatížení. Patří mezi ně vysoká rázová únosnost, vysoká účinnost, snížené náklady, nižší hmotnost, nižší tření a lepší přesnost polohování.
Cykloidní převody lze použít k nahrazení tradičních planetových převodů v aplikacích, kde je důležitá setrvačnost, například při přepravě těžkých břemen. Mají lehčí konstrukci a lze je vyrobit v kompaktnější velikosti, což pomáhá snižovat náklady a náklady na instalaci. Cykloidní převody jsou také schopny dosáhnout převodových poměrů až 300:1 v malém provedení.
Cykloidní převodovky jsou vhodné také pro aplikace, kde je nezbytná dlouhá životnost. Jejich radiální upínací kroužek snižuje setrvačnost až o 391 TP3T. Cykloidní převodovky mají torzní tuhost, která je pětkrát vyšší než u konvenčních planetových převodovek.
Cykloidní převodovky mohou přinést významná vylepšení u míchaček betonu. Jedná se o vysoce účinnou konstrukci, která umožňuje důležité inovace. Jsou také ideální pro servopohony, obráběcí stroje a lékařskou techniku. Vyznačují se uživatelsky přívětivými šroubovými spoji, účinnou ochranou proti korozi a efektivní manipulací.
Cykloidní převody jsou obzvláště užitečné pro aplikace s kritickou přesností polohování. Například při řízení velkých parabolických antén je pro udržení přesnosti vyžadována vysoká rázová únosnost. Cykloidní převody vydrží rázové zatížení až do 5001 TP3T jejich jmenovitého točivého momentu.

Inerciální efekty

Byla provedena řada studií zkoumajících statické problémy ozubených kol. Stále však existuje potřeba vhodného modelu pro zkoumání dynamického chování řízeného systému. Za tímto účelem byl vyvinut matematický model cykloidní převodovky. Představený model je jednoduchý, který lze použít jako základ pro složitější mechanický model.
Matematický model je založen na mechanické konstrukci cykloidní převodovky a má nelineární třecí charakteristiku. Model je schopen reprodukovat proudové špičky a zlomy v klidovém stavu. Zohledňuje také vliv tření. Nezahrnuje však vůli ani torzní tuhost.
Tento model se používá k výpočtu proudu generujícího moment a setrvačnosti motoru. Tyto hodnoty jsou poté porovnány s měřením v reálném systému. Výsledky ukazují, že výsledky simulace se velmi blíží měření v reálném systému.
V modelu je pro zlepšení jeho dynamického chování zohledněno několik parametrů. Tyto parametry jsou vypočítány z harmonické analýzy pohonného systému. Patří mezi ně proud generující krouticí moment, setrvačnost a kontaktní síly rotujících částí.
Model má vysokou úroveň přesnosti a lze jej použít pro řízení motorů. Je také schopen reprodukovat dynamické chování řízeného systému.

editor by CX 2023-05-19