Die Grundlagen eines Cyclone-Getriebes

Zykloidgetriebe sind nicht nur kompakt, sondern bieten auch geringes Spiel und hohe Übersetzungsverhältnisse. Dank ihrer geringen Baugröße eignen sie sich ideal für Anwendungen mit begrenztem Platzangebot.

Evolventenzahnprofil

Fast alle Zahnräder verwenden ein Evolventen-Zahnprofil. Dieses Profil weist eine einfache Krümmung auf, wodurch die Zähne nicht exakt aufeinander ausgerichtet sein müssen. Es ist glatt und lässt sich leicht herstellen.
Zykloidenzahnräder vereinen die Eigenschaften von Epizykloiden- und Hypozykloidenverzahnungen. Dadurch sind sie stabiler als Evolventenzahnräder. Allerdings sind sie in der Herstellung teurer. Sie weisen zudem höhere Übersetzungsverhältnisse auf und übertragen mehr Leistung als Evolventenzahnräder. Zykloidenzahnräder finden Verwendung in Uhren.
Bei der Konstruktion eines Zahnrads müssen verschiedene Faktoren berücksichtigt werden. Dazu gehören die Zähnezahl, der Zahnwinkel und die Art der Schmierung. Eine nicht perfekt ausgerichtete Zahnradverzahnung kann zu Übertragungsfehlern, Geräuschen und Vibrationen führen.
Das Zahnprofil eines Evolventenzahnrads gilt gemeinhin als das beste. Daher findet es in einer Vielzahl von Zahnrädern Verwendung. Zu den häufigsten Anwendungen zählen Kraftübertragungszahnräder. Allerdings ist dieses Profil nicht für jede Anwendung optimal.
Zykloidzahnräder erfordern komplexere Fertigungsprozesse als Evolventenzahnräder. Dies kann zu höheren Zahnkosten führen. Zykloidzahnräder werden für geräuscharme Anwendungen eingesetzt.
Zykloidenverzahnungen übertragen mehr Kraft als Evolventenverzahnungen. Dies kann zu Problemen führen, wenn sich die Radien tangential ändern. Ihre Form ist jedoch einfacher als die von Evolventenverzahnungen. Evolventenverzahnungen eignen sich besser für die Bearbeitung von Mitnehmerdurchgängen.
Zykloidenzahnräder sind weniger anfällig für Übertragungsfehler. Ihre konvexe Oberfläche macht sie stabiler als Evolventenzahnräder. Zudem weisen sie ein höheres Untersetzungsverhältnis auf. Zykloidenzähne behindern die Gegenzähne nicht. Allerdings besitzen sie eine geringere Zähnezahl als Evolventenzahnräder.

Drehung um die Innenseite des Bezugsteilkreises der Stifte

Unabhängig davon, ob ein Zykloidgetriebe für stationäre oder rotierende Anwendungen ausgelegt ist, muss das grundlegende Gesetz der Verzahnung beachtet werden: Das Verhältnis der Winkelgeschwindigkeiten muss konstant sein. Dies erfordert eine konstante Drehung der Stifte innerhalb des Bezugsteilkreises. Erreicht wird dies durch eine Reihe von Zykloidverzahnungen, die wie winzige Hebel die Bewegung übertragen.
Eine Zykloidenscheibe besitzt N Segmente, die sich bei jeder Umdrehung um N Stifte um drei Segmente drehen. Die Anzahl der Segmente einer Zykloidenscheibe ist ein wesentlicher Faktor für das Übersetzungsverhältnis.
Eine Zykloidenscheibe wird von einer exzentrischen Eingangswelle angetrieben, die in einem Exzenterlager innerhalb einer Ausgangswelle gelagert ist. Durch die Rotation der Eingangswelle bewegt sich die Zykloidenscheibe um die Stifte der Stiftscheibe.
Der Antriebsstift dreht sich um 40°, während die Zykloidenscheibe auf der Innenseite des Bezugsteilkreises der Stifte rotiert. Durch die Rotation des Antriebsstifts wird die Abtriebsbewegung verlangsamt. Das bedeutet, dass die Abtriebswelle nur drei Umdrehungen mit der Antriebswelle vollführt, im Gegensatz zu neun Umdrehungen mit der Antriebswelle.
Die Anzahl der Zähne einer Zykloidenscheibe muss im Vergleich zur Anzahl der umgebenden Stifte gering sein. Die Scheibe muss zudem einen Exzenterradius aufweisen. Dieser bestimmt die Größe der Bohrung, die erforderlich ist, damit der Stift zwischen die Stifte passt.
Beim Drehen der Eingangswelle rotiert die Zykloidenscheibe innerhalb des Bezugsteilkreises der Rollenzapfen. Dadurch wird die Bewegung auf die Ausgangswelle übertragen. Die Ausgangswelle ist in einem Ausgangsgehäuse von zwei Lagern gestützt. Diese Konstruktion zeichnet sich durch geringen Verschleiß und hohe Torsionssteifigkeit aus.

Übersetzungsverhältnis

Die Wahl des richtigen Übersetzungsverhältnisses für ein Zykloidgetriebe ist nicht immer einfach. Um eine fundierte Entscheidung treffen zu können, sollten Sie die Abmessungen Ihres Getriebes kennen. Zur Orientierung kann Ihnen auch der Produktkatalog hilfreich sein. Beispielsweise weisen CZPT-Getriebe einige spezielle Übersetzungsverhältnisse auf.
Ein Zykloidgetriebe ist ein kompaktes und schnelllaufendes Drehmomentübertragungsgerät, das die Drehrichtung der Abtriebswelle umkehrt. Es besteht aus einer Exzenterkurve in einer Zykloidscheibe. Stiftrollen auf der Abtriebswelle greifen in entsprechende Bohrungen der Zykloidscheibe. Dabei gleiten die Stifte aufgrund der Drehbewegung in den Bohrungen. Die Zykloidscheibe kann auch in die Innenverzahnung eines Hohlradgehäuses eingreifen.
Zykloidgetriebe finden in vielfältigen Anwendungen Verwendung, darunter Industrieautomation, Robotik und Kraftübertragung auf Booten und Kränen. Sie eignen sich ideal für anspruchsvolle Anwendungen mit hohen Nutzlasten. Ihre Herstellung erfordert spezielle Fertigungsprozesse, und sie werden häufig in Anlagen mit präziser Leistung und hohem Wirkungsgrad eingesetzt.
Das Zykloidgetriebe ist relativ einfach aufgebaut, erfordert aber einige Spezialwerkzeuge. Zykloidgetriebe werden auch zur Drehmomentübertragung eingesetzt, was einer der Gründe für ihre Beliebtheit in der Automatisierungstechnik ist. Der Einsatz eines Zykloidgetriebes ist eine gute Wahl für Anwendungen, die einen hohen Wirkungsgrad und geringes Zahnflankenspiel erfordern. Es eignet sich auch gut für Anwendungen, bei denen die Größe eine Rolle spielt. Zykloidgetriebe sind zudem eine gute Wahl für Anwendungen, die hohe Drehzahlen und hohe Drehmomente erfordern.
Das Übersetzungsverhältnis eines Zykloidgetriebes ist wahrscheinlich die wichtigste Funktion eines Getriebes. Um die richtige Wahl zu treffen, müssen Sie die Größe Ihres Getriebes und die Art der darin enthaltenen Zahnräder kennen.

Vibrationsreduzierung

Aufgrund der besonderen Dynamik eines Zykloidgetriebes sind Maßnahmen zur Schwingungsreduzierung für einen reibungslosen Betrieb erforderlich. Diese Maßnahmen können auch zur Fehlererkennung beitragen.
Ein Zykloidgetriebe ist ein Getriebe mit einem Exzenterlager, das die Zahnradachse dreht. Es verteilt die Drehmomentlast auf fünf äußere Wälzkörper. Es findet in vielen Anwendungen Verwendung und ist relativ kostengünstig. Ein Ausfall kann jedoch erhebliche wirtschaftliche Folgen haben.
Ein typisches Getriebe besteht aus einem Tellerrad und zwei Kurbelwellen, die auf der Eingangswelle montiert sind. Das Tellerrad dreht sich mit der Eingangswelle. Die Ausgangswelle ist mit zwei Lagern ausgestattet.
Die Ringplatte ist eine Hauptgeräuschquelle, da sie nicht ausgewuchtet ist. Auch das Zykloidgetriebe erzeugt Geräusche beim Eingriff mit der Ringplatte. Diese Geräusche entstehen durch Strukturresonanz. Zur Lösung dieses Problems wurden bereits mehrere Studien durchgeführt.
Allerdings existiert nur wenig dokumentierte Forschung zur Zustandsüberwachung von Zykloidgetrieben. In diesem Artikel stellen wir moderne Verfahren zur Schwingungsdiagnostik vor.
Ein Zykloidgetriebe mit reduziertem Untersetzungsverhältnis weist höhere induzierte Spannungen in der Zykloidscheibe auf. In diesem Fall ist der Durchmesser der Abtriebsbohrung größer und es wird mehr Material von der Zykloidscheibe abgetragen. Diese Erhöhung der Spannungen in der Scheibe führt zu höheren Schwingungsamplituden.
Die Lastverteilung über die Breite des Zahnrads ist ein wichtiges Konstruktionskriterium. Durch die Verwendung unterschiedlicher Zahnradprofile lässt sich die Drehmomentübertragung optimieren. Auch die Kontaktspannung der Zykloidenscheibe kann untersucht werden.
Um die Geräuschamplitude zu bestimmen, wird die Frequenz des Zahneingriffs mit der Wellendrehzahl multipliziert. Bei relativ stabiler Drehzahl kann die Frequenz als Maß für die Lautstärke verwendet werden. Dies ist jedoch nur kurz vor dem Ausfall genau.

Vergleich mit Planetengetrieben

Zwischen Zykloidgetrieben und Planetengetrieben bestehen mehrere Unterschiede. Diese hängen mit der Zahnradgeometrie und den Fertigungsprozessen zusammen. Dazu gehören:
Die Abtriebswelle eines Zykloidgetriebes hat ein höheres Drehmoment als die Antriebswelle. Die Drehzahl der Abtriebswelle ist niedriger als die der Antriebswelle.
Die Zykloidenscheibe rotiert mit variabler Geschwindigkeit, während das Planetengetriebe eine feste Drehzahl aufweist. Folglich ist die Übertragungsgenauigkeit der Zykloidenscheibe und des Abtriebsflansches geringer als die des Planetengetriebes.
Das Zykloidgetriebe hat eine größere Eingriffsfläche als das Planetengetriebe. Dies ist ein Vorteil des Zykloidgetriebes, da es größere Lasten bewältigen kann.
Das Zykloidenprofil hat einen signifikanten Einfluss auf die Qualität des Eingriffs zwischen den Zahnflächen. Die Breite der Kontaktellipsen vergrößert sich um 90%. Dies resultiert aus der Beseitigung von Hinterschnitten an den Lappen. Dadurch wird die Kontaktkraft auf die Zykloidenscheibe deutlich reduziert.
Der Zykloidantrieb zeichnet sich durch geringes Zahnflankenspiel und hohe Torsionssteifigkeit aus. Dadurch ist er stoßfester. Zudem ist er kompakt und eignet sich daher ideal für Anwendungen mit großen Übersetzungsverhältnissen.
Die Abtriebsnabe des Zykloidgetriebes verfügt über bewegliche Stifte und Rollen. Diese Bauteile sind mit dem Hohlrad im Außengetriebe verbunden. Die Abtriebswelle wird ebenfalls vom Planetenträger angetrieben. Die Abtriebsnabe des Zykloidgetriebes besteht aus zwei Teilen: dem Hohlrad und dem Abtriebsflansch.
Die Eingangswelle eines Zykloidgetriebes ist mit einem Servomotor verbunden. Die Eingangswelle ist ein zylindrisches Element, das am Planetenträger befestigt ist.

editor by CX 2023-05-11