Cyklongearkasse vs. involveret gearkasse

Uanset om du bruger en cykloidal gearkasse eller en evolvent gearkasse til din applikation, er der et par ting, du bør vide. Denne artikel vil fremhæve nogle af disse ting, herunder: cykloidal gearkasse vs. evolvent gearkasse, vægt, trykkraft, præcision og momenttæthed.

Trykkraft

Adskillige undersøgelser er blevet udført for at analysere de statiske egenskaber ved gear. I denne artikel undersøger forfatterne de strukturelle og kinematiske principper for en cykloidgearkasse. Den cykloidale gearkasse er en gearkasse, der bruger et excentrisk leje inde i en roterende ramme. Den har intet fælles tandhjulspar og er derfor ideel til et højt reduktionsforhold.
Formålet med denne artikel er at undersøge spændingsfordelingen på en cykloidal skive. Forskellige tandhjulsprofiler undersøges for at studere lastfordelingen og de dynamiske effekter.
Cykloidale gearkasser er udsat for kompression og slør, hvilket kræver brug af korrekte udvekslingsforhold for lejehastighed og TSA. Artiklen fokuserer også på reduktionsgearets kinematiske principper. Derudover bruger forfatterne standardanalyseteknikker til akslen/gearet og den cykloidale skive.
Forfatterne har tidligere arbejdet på en dynamisk simulering af et stift legeme i en cykloidal reduktionsgearkasse. Analysen anvendte en trochoidal profil på den cykloidale skives periferi. Den trochoidale profil er opnået fra en produktionstegning og tager højde for tolerancerne.
Masketætheden i den cykloidale skive indfanger delenes nøjagtige geometri. Det giver præcise kontaktspændinger.
Den cykloide skive består af ni lapper, der bevæger sig med én lappe pr. omdrejning af drivakslen. Men når skiven roteres omkring stifterne, bevæger den cykloide skive sig ikke omkring tyngdepunktet. Derfor deler den cykloide skive momentbelastningen med fem ydre ruller.
Et lavt reduktionsforhold i en cykloidal gearkasse resulterer i en højere induceret spænding i den cykloidale skive. Dette skyldes det større hul, der er designet til at reducere materialet inde i skiven.

Momenttæthed

Flere typer magnetiske gearkasser er blevet undersøgt. Nogle magnetiske gearkasser har en højere momenttæthed end andre, men de er stadig ikke i stand til at konkurrere med de mekaniske gearkasser.
En ny cykloidal magnetisk gearkasse med høj momentdensitet, der bruger Halbach-rotorer, er blevet udviklet og testet. Designet blev valideret ved at bygge en CPCyMG-prototype. Resultaterne viste, at det simulerede slipmoment var sammenligneligt med det eksperimentelle slipmoment. Det målte maksimale moment var en rumlig harmonisk p3 = 14, og det svarer til momentdensiteten i det aktive område på 261,4 N*m/L.
Denne cykloidale gearkasse har også et højt gearforhold. Den er testet til at opnå et maksimalt drejningsmoment på 147,8 Nm, hvilket er mere end dobbelt så meget som momenttætheden for den traditionelle cykloidale gearkasse. Designet inkorporerer en ferromagnetisk bagstøtte, der yder mekanisk fremstillingsstøtte.
Denne cykloidale gearkasse viser også, hvordan en lille diameter kan opnå en høj momenttæthed. Den er designet med en aksial længde på 50 mm. De radiale afbøjningskræfter er ikke alvorlige ved denne længde. Designet bruger et lille luftgab til at reducere de radiale afbøjningskræfter, men det er ikke den eneste designmulighed.
Afvejningsdesignet har også en høj volumetrisk momenttæthed. Det har et mindre luftgab og en højere massemomenttæthed. Det er muligt at fremstille og mekanisk stærkt. Designet er også et af de mest effektive i sin klasse.
Det spiralformede geardesign er en nyere teknologi, der giver et højere præcisionsniveau til en cykloidal gearkasse. Det gør det muligt for en servomotor at håndtere en tung belastning ved høje cyklushastigheder. Det er også nyttigt i applikationer, der kræver mindre designomfang.

Vægt

Sammenlignet med planetgear er vægten af ​​cykloidgear ikke så betydelig. De har dog nogle fordele. En af de vigtigste egenskaber er deres slørfri drift, hvilket hjælper dem med at levere en jævn og præcis bevægelse.
Derudover giver de høj effektivitet, hvilket betyder, at servomotorer kan køre ved højere hastigheder. Det bedste er, at de ikke behøver at blive stablet op for at opnå et højt udvekslingsforhold.
En anden fordel ved cykloidale gearkasser er, at de normalt er billigere end planetgearkasser. Det betyder, at de er velegnede til fremstillingsindustrien og robotteknologi. De er også velegnede til tunge robotter, der kræver en robust gearkasse.
De giver også et bedre reduktionsforhold. Cykloidale gear kan opnå reduktionsforhold fra 30:1 til 300:1, hvilket er en enorm forbedring i forhold til planetgear. Der er dog få modeller tilgængelige, der giver et forhold under 30:1.
Cykloidale gear tilbyder også mere slidstyrke, hvilket betyder, at de kan holde længere end planetgear. De er også mere kompakte, hvilket hjælper dem med at opnå høje udvekslingsforhold på mindre plads. Designet af cykloidale gear gør dem også mindre tilbøjelige til slør, hvilket er en af ​​de største mangler ved planetgear.
Derudover kan cykloidale gear også give bedre positioneringsnøjagtighed. Faktisk er dette en af ​​de primære grunde til at vælge cykloidale gear frem for planetgear. Dette skyldes, at cykloidskiven roterer omkring et leje uafhængigt af indgangsakslen.
Sammenlignet med planetgear er cykloidgear også meget kortere. Det betyder, at de giver den bedste positioneringsnøjagtighed. De er også 50% lettere, hvilket betyder, at de har en mindre diameter.

Præcision

Adskillige eksperter har studeret cykloidgearkasser i præcisionsreduktionsgear. Deres forskning fokuserer primært på den matematiske model og metoden til præcisionsevaluering af cykloidgear.
Det traditionelle modifikationsdesign af cykloidale tandhjul realiseres hovedsageligt ved at indstille forskellige bearbejdningsparametre og slibeskivens centerposition. Men det har nogle ulemper på grund af ustabil indgrebsnøjagtighed og ukontrollerbar tandprofilkurveform.
I denne undersøgelse foreslås en ny metode til modifikation af design af cykloidale tandhjul. Denne metode er baseret på beregning af indgrebsslør og trykvinkelfordeling. Den kan effektivt forudstyre transmissionsnøjagtigheden af ​​cykloid-tap-tandhjul. Den kan også sikre gode indgrebsegenskaber.
Den foreslåede metode kan anvendes til fremstilling af roterende vektorreduktionsgear. Den kan også anvendes i præcisionsreduktionsgear til robotter.
Den matematiske model for cykloidale gear kan etableres med trykvinklen a som en afhængig variabel. Det er muligt at beregne trykvinkelfordelingen og profiltrykvinklen. Den kan også udtrykkes som DL=f(a). Den kan anvendes i design af præcisionsreduktionsgear.
Undersøgelsen tager også højde for rodfrigangen, tandhjulets slør og profilvinklen. Disse faktorer har en direkte effekt på transmissionsydelsen af ​​et cykloidalt gear. Det indikerer også den højere bevægelsesnøjagtighed og det mindre slør. Den modificerede profil kan også afspejle den mindre transmissionsfejl.
Derudover er den foreslåede metode også baseret på beregning af tabt bevægelighed. Den bestemmer vinklen for den første tandkontakt. Denne vinkel er en vigtig faktor, der påvirker modifikationskvaliteten. Transmissionsfejlen efter den anden cykloide metode er den mindste.
Endelig vises en casestudie af CZPT RV-35N tandhjulsparret for at bevise den foreslåede metode.

Evolvente gear vs. cykloidale gear

Sammenlignet med evolvente tandhjul har cykloidale tandhjul lavere støj, mindre friktion og holder længere. De er dog dyrere. Cykloidale tandhjul kan være vanskeligere at fremstille. De kan være mindre egnede til visse anvendelser, herunder rummanipulatorer og robotled.
Den mest almindelige tandhjulsprofil er den evolvente kurve for en cirkel. Denne kurve dannes af endepunktet af en imaginær stram snor, der afvikles fra cirklen.
En anden kurve er den epicykloide kurve. Denne kurve dannes ved, at det punkt, der er stift fastgjort til cirklen, ruller hen over en anden cirkel. Denne kurve er vanskelig at producere og er meget dyrere at producere end den evolvente kurve.
Den cykloide kurve for en cirkel er også et eksempel på multimarkøren. Denne kurve genereres af punktets geometri på cirklens omkreds.
Den cykloide kurve har samme diameter som den evolvente kurve, men krummer tangentielt langs cirklens diameter. Denne kurve klassificeres også som ordinær. Den har flere andre funktioner. FE-metoden blev brugt til at analysere tøjningstilstanden for cykloide hastighedsreduktionsgear.
Der findes mange andre kurver, men den evolvente kurve er den mest anvendte tandhjulsprofil. Den evolvente kurve for en cirkel er en spiralformet kurve, der tegnes af endepunktet af en imaginær stram streng.
Evolvente tandhjul minder meget om et sæt Lego-klodser. De er sjove at lege med. De har også mange fordele. For eksempel kan de håndtere midtersigter bedre end cykloidale tandhjul. De er også meget nemmere at fremstille, så prisen på evolvente tænder er lavere. De er dog forældede.
Cykloidale tandhjul er også vanskeligere at fremstille end evolvente tandhjul. De har en konveks overflade, hvilket fører til mere slid. De har også en enklere form end evolvente tandhjul. De har også færre tænder. De bruges i roterende bevægelser, f.eks. i rotorerne på skruekompressorer.

editor by CX 2023-05-31