En matematisk model af en cykloid gearkasse

En gearkasse med en cykloidal rotor er et ideelt design til en bil eller ethvert andet køretøj, da det cykloide design kan reducere vibrationsamplituden, hvilket er en nøglekomponent i bilens ydeevne. Brug af en cykloidal gearkasse er også en god måde at reducere mængden af ​​friktion mellem gearene i gearkassen, hvilket kan bidrage til at reducere støj og slitage. En cykloidal gearkasse er også et meget effektivt design til et køretøj, der skal yde under høje belastninger, da gearkassen kan være meget robust over for stødbelastninger.

Grundlæggende designprincipper

Cykloidale gearkasser bruges til præcisionsgearapplikationer. Cykloidale drev er kompakte og robuste og tilbyder lavere slør, vridningsstivhed og en længere levetid. De er også velegnede til applikationer, der involverer tunge belastninger.
Cykloidale drev er kompakte i størrelse og giver meget høje reduktionsforhold. De er også meget robuste og kan håndtere stødbelastninger. Cykloidale drev er ideelt egnede til en bred vifte af drivteknologier. Cykloidale gear har fremragende vridningsstivhed og kan give et transmissionsforhold på 300:1. De kan også bruges i applikationer, hvor stabling af flere geartrin ikke er ønskelig.
For at opnå et højt reduktionsforhold skal cykloidale tandhjul fremstilles ekstremt præcist. Cykloidale tandhjul har en buet tandprofil, der fjerner forskydningskræfter ved ethvert kontaktpunkt. Dette giver en positiv pasform til tandhjulsskiven. Denne profil kan monteres på en separat ydre bøsning eller som en indvendig tandhjulsprofilindsats.
Cykloiddrev anvendes i marine fremdriftssystemer, hvor lastpladen roterer omkring X- og Y-aksen. Pladen er forankret med et gevindskåret skruehul, der er placeret 15 mm fra midten.
Et sekundært bærelegeme bruges i en cykloidal gearkasse til at understøtte lastpladen. Det sekundære bærelegeme består af et monteringsbærlegeme og en sekundær bæreskive.

Lav friktion

Adskillige undersøgelser er blevet udført for at forstå de statiske problemer ved gear. I denne artikel diskuterer vi en matematisk model af en cykloidgearkasse med lav friktion. Denne model er designet til at beregne forskellige parametre, der påvirker gearkassens ydeevne under produktionen.
Modellen er baseret på en ny tilgang, der inkluderer stiktionseffekten og den ikke-lineære friktionskarakteristik. Disse parametre er ikke dækket af den konventionelle tommelfingerregel.
Stiktionseffekten er til stede, når hastighedsretningen ændres. I løbet af denne tid skal det indgående drejningsmoment overhale stiktionseffekten for at generere bevægelse. Modellen gør det også muligt for os at beregne størrelsen af ​​stiktionseffekten og dens løsrivninghastighed.
Det vigtigste er, at modellen kan bruges til at forbedre den dynamiske adfærd i et styret system. I denne henseende har modellen en høj grad af nøjagtighed. Modellen testes i flere kvadranter af gearkassen for at finde den optimale frigørelseshastighed ved friktion. Simuleringsresultaterne af modellen viser, at denne model er effektiv til at forudsige effektiviteten af ​​en lavfriktionscykloidgearkasse.
Ud over stiktionsmodellen undersøgte vi også effektiviteten af ​​en cykloid reduktionsgearkasse med lav friktion. Reduktionsforholdet for denne gearkasse blev estimeret ud fra formlen. Det er konstateret, at forholdet nærmer sig negativ uendelighed, når motormomentet er tæt på nul Nm.

Kompakt

I modsætning til standard planetgear er cykloidale gearkasser kompakte, har lav friktion og stort set intet slør. De tilbyder også høje reduktionsforhold, høj lasteevne og høj effektivitet. Disse egenskaber gør dem til en brugbar mulighed til en række forskellige anvendelser.
Cykloide skiver drives af en excentrisk indgangsaksel. De drives derefter af et stationært ringhjul. Ringhjulet roterer den cykloide skive med en højere hastighed. Indgangsakslen roterer ni gange for at fuldføre en fuld omdrejning. Ringhjulet er designet til at korrigere den dynamiske ubalance.
CZPT cykloidale gearhoveder er designet til præcision og stabil drift. Disse reduktionsgear er robuste og kan håndtere store forskydninger. De tilbyder også høj overbelastningsbeskyttelse. De er velegnede til chokbølgebehandling. CZPT-gearhoveder er også velegnede til applikationer med kritisk positioneringsnøjagtighed. De kræver også lave monterings- og designomkostninger. De er designet til lang levetid og lavt hysteresetab.
CZPT cykloidale reduktionsgear anvendes i en række forskellige industrielle applikationer, herunder CNC-bearbejdningscentre, robotpositioneringsenheder og manipulatorer. De tilbyder et unikt design, der kan håndtere store kræfter på udgangsaksen, og er især velegnede til store forskydninger. Disse gearhoveder er yderst effektive, reducerer omkostningerne og fås i en række forskellige størrelser. De er ideelle til applikationer, der kræver millimeternøjagtighed.

Høje reduktionsforhold

Sammenlignet med andre gearkasser tilbyder cykloidgearkasser høje reduktionsforhold og lille slør. De er også billigere. Cykloidgearkasser kan bruges i en række forskellige industrier. De er velegnede til robotapplikationer. De har også høj effektivitet og lasteevne.
En cykloidal gearkasse fungerer ved at rotere en cykloidal skive. Denne skive indeholder huller, der er større end stifterne på udgangsakslen. Når skiven roteres, bevæger udgangsstifterne sig i hullerne for at generere en stabil rotation af udgangsakslen. Denne type gearkasse kræver ikke stablingstrin.
Cykloidgearkasser er normalt kortere end planetgearkasser. Desuden er de mere robuste og kan overføre højere drejningsmomenter.
Cykloidgearkasser har en excentrisk knast, der driver den cykloide skive. Den cykloide skive bevæger sig i trin på 360 grader/med et drejepunkt/med en rulle. Den roterer også i et excentrisk mønster. Den går i indgreb med ringhjulshuset. Den griber også ind i de indvendige tænder i ringhjulshuset.
Antallet af lapper på den cykloidale skive er ikke tilstrækkeligt til at generere et godt transmissionsforhold. Faktisk skal antallet af lapper være mindre end antallet af stifter, der omgiver den cykloidale skive.
Den cykloidale skive roteres af en excentrisk knast, der strækker sig fra basisakslen. Knasten roterer også inde i den cykloidale skive. Knastens excentriske bevægelse hjælper den cykloidale skive med at rotere omkring stifterne på ringhjulshuset.

Reduktion af vibrationens amplitude

Forskellige tilgange til at reducere vibrationsamplituden i en cykloidal gearkasse er blevet undersøgt. Disse tilgange er baseret på kinematisk analyse af gearkassen.
En cykloidgearkasse er en gearkasse, der består af lejer, tandhjul og et excentrisk leje, der driver en cykloidskive. Denne gearkasse har et højt reduktionsforhold, hvilket opnås ved hjælp af en række udgangsakseltappe, der driver udgangsakslen, når skiven roterer.
Testbænken, der blev brugt i undersøgelserne, har fire sensorer. Hver sensor registrerer signaler med forskellige signalbehandlingsteknikker. Derudover er der et omdrejningstæller, der registrerer variationer i rotationshastigheden på indgangssiden.
Den kinematiske undersøgelse af den robotiske gearkasse blev udført for at forstå vibrationernes frekvens og for at afgøre, om gearkassen er defekt. Det blev konstateret, at gearkassen er i god drift, når amplituden af ​​x- og y-signalerne er lav. Men når amplituden er høj, er det tegn på et defekt element.
Frekvensanalysen af ​​vibrationssignaler udføres under både cyklostationære og ikke-cyklostationære forhold. De valgte frekvenser er dem, der forekommer under begge typer forhold.

Robust mod stødbelastninger

Sammenlignet med traditionelle gearkasser har cykloidale gearkasser betydelige fordele, når det kommer til stødbelastninger. Disse omfatter høj stødbelastningskapacitet, høj effektivitet, reducerede omkostninger, lavere vægt, lavere friktion og bedre positioneringsnøjagtighed.
Cykloidgear kan bruges til at erstatte traditionelle planetgear i applikationer, hvor inerti er vigtig, såsom transport af tunge læs. De har et lettere design og kan fremstilles i en mere kompakt størrelse, hvilket hjælper med at reducere omkostninger og installationsudgifter. Cykloidgear kan også levere transmissionsforhold på op til 300:1 i en lille pakke.
Cykloidgear er også velegnede til anvendelser, hvor en lang levetid er afgørende. Deres radiale klemring reducerer inertien med op til 39%. Cykloidgear har en vridningsstivhed, der er fem gange højere end konventionelle planetgear.
Cykloide gearkasser kan give betydelige forbedringer i betonblandere. De har et yderst effektivt design, der muliggør vigtige innovationer. De er også ideelle til servoapplikationer, værktøjsmaskiner og medicinsk teknologi. De har brugervenlige skrueforbindelser, effektiv korrosionsbeskyttelse og effektiv håndtering.
Cykloide gear er især nyttige til applikationer med kritisk positioneringsnøjagtighed. For eksempel kræves der en høj stødbelastningskapacitet for at opretholde nøjagtigheden ved styring af store parabolantenner. Cykloide gear kan modstå stødbelastninger på op til 500% af deres nominelle drejningsmoment.

Inertielle effekter

Der er udført forskellige undersøgelser for at undersøge statiske problemer ved gear. Der er dog stadig behov for en passende model til at undersøge den dynamiske adfærd af et styret system. Til dette formål er der udviklet en matematisk model af en cykloidgearkasse. Den præsenterede model er en simpel model, der kan bruges som grundlag for en mere kompleks mekanisk model.
Den matematiske model er baseret på den cykloidale gearkasses mekaniske konstruktion og har en ikke-lineær friktionskarakteristik. Modellen er i stand til at reproducere strømtoppe og -brud ved stilstand. Den tager også højde for friktionseffekten. Den dækker dog ikke slør eller vridningsstivhed.
Denne model bruges til at beregne den momentgenererende strøm og motorens inerti. Disse værdier sammenlignes derefter med den faktiske systemmåling. Resultaterne viser, at simuleringsresultaterne er meget tæt på den faktiske systemmåling.
Adskillige parametre tages i betragtning i modellen for at forbedre dens dynamiske adfærd. Disse parametre beregnes ud fra analysen af ​​det harmoniske drivsystem. Disse er momentgenererende strøm, inerti og kontaktkræfterne fra de roterende dele.
Modellen har en høj nøjagtighed og kan bruges til motorstyring. Den er også i stand til at reproducere den dynamiske adfærd af et kontrolleret system.

editor by CX 2023-10-22