Πώς να υπολογίσετε την αναλογία μετάδοσης για ένα κυκλοειδές κιβώτιο ταχυτήτων

Η χρήση ενός κυκλοειδούς κιβωτίου ταχυτήτων μπορεί να είναι πολύ χρήσιμη σε μια μεγάλη ποικιλία καταστάσεων. Ωστόσο, είναι σημαντικό να κατανοήσετε πώς να το χρησιμοποιήσετε σωστά πριν το εφαρμόσετε. Αυτό το άρθρο συζητά τα οφέλη της χρήσης ενός κυκλοειδούς κιβωτίου ταχυτήτων, τον τρόπο υπολογισμού της σχέσης μετάδοσης και τον τρόπο προσδιορισμού των επιδράσεων των δυναμικών και αδρανειακών δυνάμεων στο κιβώτιο ταχυτήτων.

Δυναμικά και αδρανειακά φαινόμενα

Έχουν διεξαχθεί διάφορες μελέτες για τη μελέτη των δυναμικών και αδρανειακών επιδράσεων των κυκλικών κιβωτίων ταχυτήτων. Αυτές οι μελέτες έχουν πραγματοποιηθεί χρησιμοποιώντας αριθμητικές, αναλυτικές και πειραματικές μεθόδους. Ανάλογα με τη φύση του φορτίου και την κατανομή του κατά μήκος του γραναζιού, έχουν αναπτυχθεί ποικίλα μοντέλα. Αυτά τα μοντέλα χρησιμοποιούν τη μέθοδο πεπερασμένων στοιχείων για τον ακριβή προσδιορισμό των τάσεων επαφής. Μερικά από αυτά τα μοντέλα έχουν αναπτυχθεί για την αντιμετώπιση της μη γραμμικής ελαστικότητας των επαφών.
Η αδρανειακή ανισορροπία σε ένα κυκλικό κιβώτιο ταχυτήτων προκαλεί κραδασμούς και μπορεί να επηρεάσει την απόδοση της συσκευής. Αυτό μπορεί να αυξήσει τις μηχανικές απώλειες και να αυξήσει τη φθορά. Η απόδοση της συσκευής εξαρτάται επίσης από τη ροπή που εφαρμόζεται στον κυκλικό δίσκο. Η αποτελεσματικότητα της συσκευής αυξάνεται καθώς αυξάνεται το φορτίο. Ομοίως, η μη γραμμική δυναμική επαφής σχετίζεται επίσης με αύξηση της απόδοσης.
Ένα νέο μοντέλο κυκλοειδούς μειωτήρα έχει αναπτυχθεί για την πρόβλεψη των επιδράσεων διαφόρων λειτουργικών συνθηκών. Το μοντέλο βασίζεται στη δυναμική ενός άκαμπτου σώματος και χρησιμοποιεί έναν μη γραμμικό συντελεστή ακαμψίας. Το μοντέλο έχει επικυρωθεί μέσω αριθμητικών και αναλυτικών μεθόδων. Το μοντέλο προσφέρει δραστική μείωση του υπολογιστικού κόστους. Το μοντέλο επιτρέπει μια γρήγορη ανάλυση διαφόρων λειτουργικών συνθηκών.
Η κύρια συμβολή της εργασίας είναι η διερεύνηση της κατανομής φορτίου στον κυκλοειδή δίσκο. Η μελέτη αυτής της πτυχής είναι σημαντική επειδή επιτρέπει την ανάλυση των περιστρεφόμενων μερών και των τάσεων. Παρέχει επίσης μια ένδειξη για το ποια προφίλ γραναζιών είναι τα καταλληλότερα για τη βελτιστοποίηση της μετάδοσης ροπής. Η μελέτη έχει διεξαχθεί με μια ποικιλία κυκλοειδών κιβωτίων ταχυτήτων και είναι χρήσιμη για τον προσδιορισμό της απόδοσης διαφορετικών τύπων κυκλοειδών κιβωτίων ταχυτήτων.
Για να μελετήσουν την κατανομή φορτίου στον κυκλοειδή δίσκο, οι συγγραφείς διερεύνησαν τη σχέση μεταξύ της δύναμης επαφής, των κυκλοειδών κιβωτίων ταχυτήτων και των διαφορετικών προφίλ γραναζιών. Διαπίστωσαν ότι η μη γραμμική δυναμική επαφής έχει μεγάλο αντίκτυπο στην απόδοση ενός κυκλοειδούς κιβωτίου ταχυτήτων. Το κυκλοειδές κιβώτιο ταχυτήτων είναι μια ιδανική λύση για εφαρμογές που περιλαμβάνουν εξαιρετικά δυναμικούς σερβοκινητήρες. Μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί σε εφαρμογές εργαλειομηχανών και βιομηχανίες επεξεργασίας τροφίμων.
Η μελέτη διαπίστωσε ότι υπάρχουν τρεις κοινές αρχές σχεδιασμού των κυκλοειδών μειωτήρων. Αυτές είναι η κατανομή της δύναμης επαφής, η μείωση της ταχύτητας και το τροχοειδές προφίλ του κυκλοειδούς δίσκου. Το τροχοειδές προφίλ πρέπει να οριστεί προσεκτικά για να διασφαλιστεί η σωστή ζεύξη των περιστρεφόμενων μερών. Το τροχοειδές προφίλ παρέχει μια ένδειξη για το ποια προφίλ γραναζιών είναι τα καλύτερα για τη βελτιστοποίηση της μετάδοσης ροπής. Η κατανομή της δύναμης επαφής μπορεί να βελτιωθεί βελτιώνοντας το πλέγμα κατά μήκος του πλάτους του δίσκου.
Καθώς αυξάνεται η ταχύτητα εισόδου, αυξάνεται και η απόδοση του μειωτήρα. Αυτό συμβαίνει επειδή οι δυνάμεις επαφής αλλάζουν συνεχώς σε μέγεθος και προσανατολισμό. Ένας κυκλοειδής μειωτήρας με διαφορά ενός δοντιού μπορεί να μειώσει την ταχύτητα εισόδου έως και 87:1 σε ένα μόνο στάδιο. Έχει επίσης την ικανότητα να χειρίζεται κινήσεις υψηλού κύκλου χωρίς αντίστροφη κίνηση.

Υπολογισμός σχέσης μετάδοσης

Για να υπολογιστεί ο σωστός λόγος μετάδοσης για ένα κυκλικό κιβώτιο ταχυτήτων, απαιτείται καλή κατανόηση του τι είναι ένα κιβώτιο ταχυτήτων, καθώς και του προϊόντος για το οποίο χρησιμοποιείται. Ο σωστός λόγος υπολογίζεται διαιρώντας την ταχύτητα εξόδου του γραναζιού εξόδου με την ταχύτητα εισόδου του γραναζιού εισόδου. Αυτό συνήθως επιτυγχάνεται χρησιμοποιώντας ένα χρονόμετρο. Σε ορισμένες περιπτώσεις, ενδέχεται να απαιτείται ένας κατάλογος ή μια προδιαγραφή προϊόντος. Ο σωστός λόγος καθορίζεται από έναν συνδυασμό παραγόντων, όπως η ποσότητα ροπής που εφαρμόζεται στον μηχανισμό, καθώς και το μέγεθος των εμπλεκόμενων γραναζιών.
Ένα κυκλοειδές γρανάζι είναι ένας τύπος προφίλ δοντιού γραναζιού που μπορεί να αναπαρασταθεί χρησιμοποιώντας μια καμπύλη. Είναι επίσης δυνατό να μοντελοποιηθεί ένα γρανάζι με κυκλοειδές προφίλ χρησιμοποιώντας μια καμπύλη για να συνδέσετε σημεία με την αρχή ενός συστήματος συντεταγμένων. Αυτό είναι σημαντικό στο σχεδιασμό και τη λειτουργικότητα ενός γραναζιού.
Υπάρχουν πολλά διαφορετικά γρανάζια που χρησιμοποιούνται σε μηχανές και συσκευές. Αυτά περιλαμβάνουν το γρανάζι ψαροκόκαλο, το ελικοειδές γρανάζι και το σπειροειδές κωνικό γρανάζι. Οι καλύτερες σχέσεις μετάδοσης επιτυγχάνονται συνήθως με ένα κυκλοειδές κιβώτιο ταχυτήτων. Εκτός από την εξασφάλιση της ακρίβειας τοποθέτησης, ένα κυκλοειδές κιβώτιο ταχυτήτων παρέχει εξαιρετική αντίστροφη κίνηση. Τα κυκλοειδή γρανάζια έχουν υψηλό βαθμό μηχανικής απόδοσης, χαμηλή τριβή και ελάχιστη ροπή αδράνειας.
Ένα κυκλοειδές κιβώτιο ταχυτήτων αναφέρεται συχνά ως πλανητικό κιβώτιο ταχυτήτων, αν και τεχνικά είναι ένα κιβώτιο ταχυτήτων ενός σταδίου. Εκτός από το ότι διαθέτει δακτυλιοειδή γρανάζι, το κιβώτιο ταχυτήτων διαθέτει ένα έκκεντρο ρουλεμάν που κινεί τον κυκλοειδή δίσκο σε έκκεντρη περιστροφή. Αυτό καθιστά το κυκλοειδές κιβώτιο ταχυτήτων μια καλή επιλογή για υψηλές σχέσεις μετάδοσης σε συμπαγή σχέδια.
Ο κυκλοειδής δίσκος είναι το βασικό στοιχείο ενός κυκλοειδούς κιβωτίου ταχυτήτων. Ο κυκλοειδής δίσκος έχει n=9 λοβούς και κάθε λοβός του δίσκου κινείται κατά έναν λοβό για κάθε περιστροφή του άξονα μετάδοσης κίνησης. Ο κυκλοειδής δίσκος στη συνέχεια συνδέεται με έναν σταθερό δακτύλιο οδοντωτού τροχού. Οι λοβοί του κυκλοειδούς δίσκου λειτουργούν σαν δόντια στον σταθερό δακτύλιο οδοντωτού τροχού.
Υπάρχουν πολλά διαφορετικά γρανάζια που ταξινομούνται με βάση το προφίλ των δοντιών τους. Τα πιο συνηθισμένα γρανάζια είναι τα ενέλικτα και τα ελικοειδή. Τα περισσότερα γρανάζια ελέγχου κίνησης περιλαμβάνουν σχέδια με κωνικούς άξονες. Ωστόσο, υπάρχουν πολλοί άλλοι τύποι γραναζιών που χρησιμοποιούνται σε διάφορες εφαρμογές. Το κυκλοειδές γρανάζι είναι ένα από τα πιο περίπλοκα γρανάζια στο σχεδιασμό. Το περίγραμμα του κυκλοειδούς δίσκου μπορεί να αναπαρασταθεί χρησιμοποιώντας δείκτες ή απαλές γραμμές, αν και ένα διάγραμμα διασποράς είναι επίσης κατάλληλο.
Οι λοβοί του κυκλοειδούς δίσκου περιστρέφονται σε έναν κύκλο βήματος αναφοράς από ακίδες. Αυτές οι ακίδες περιστρέφονται κατά 40 μοίρες κατά την έκκεντρη περιστροφή του άξονα μετάδοσης κίνησης. Οι ακίδες περιστρέφονται γύρω από τον δίσκο για να επιτύχουν σταθερή περιστροφή του άξονα εξόδου.
Ένα άλλο προφανές, και πιθανώς πιο σημαντικό, χαρακτηριστικό του κυκλοειδούς δίσκου είναι ο «μαγικός» αριθμός ακίδων. Αυτός είναι ο αριθμός των ακίδων που προεξέχουν από την επιφάνεια του δίσκου. Ο δίσκος έχει οπές που είναι μεγαλύτερες από τις ακίδες. Αυτό επιτρέπει στις ακίδες να προεξέχουν από τον δίσκο και να συνδέονται με τον άξονα εξόδου.

Εφαρμογή

Είτε κατασκευάζετε ένα ρομποτικό σύστημα κίνησης είτε απλώς ψάχνετε για ένα κιβώτιο ταχυτήτων για να μειώσετε την ταχύτητα του οχήματός σας, ένα κυκλοειδές κιβώτιο ταχυτήτων είναι ένας εξαιρετικός τρόπος για να επιτύχετε υψηλό λόγο μείωσης. Τα κυκλοειδή κιβώτια ταχυτήτων έχουν σχεδιασμό χαμηλής τριβής, ελαφρύ σχεδιασμό που διαθέτει εξαιρετικά σταθερό κιβώτιο ταχυτήτων. Είναι κατάλληλα για βιομηχανικά ρομπότ και μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε πολλές εφαρμογές, συμπεριλαμβανομένων των ρομπότ τοποθέτησης.
Τα κυκλοειδή κιβώτια ταχυτήτων μειώνουν την ταχύτητα χρησιμοποιώντας έκκεντρη κίνηση. Η έκκεντρη κίνηση επιτρέπει σε ολόκληρο το εσωτερικό γρανάζι να περιστρέφεται με κυκλική κίνηση, η οποία στη συνέχεια μετατρέπεται ξανά σε κυκλική περιστροφή. Αυτό εξαλείφει την ανάγκη για στοίβαξη των βαθμίδων των γραναζιών. Τα κυκλοειδή κιβώτια ταχυτήτων έχουν επίσης λιγότερη τριβή, υψηλότερη αντοχή και μεγαλύτερη ανθεκτικότητα από τα συμβατικά κιβώτια ταχυτήτων.
Το κυκλοειδές κιβώτιο ταχυτήτων χρησιμοποιείται επίσης σε μια σειρά εφαρμογών, συμπεριλαμβανομένων των συστημάτων θαλάσσιας πρόωσης και των ρομποτικών συστημάτων κίνησης. Τα κυκλοειδή κιβώτια ταχυτήτων μειώνουν τους κραδασμούς χρησιμοποιώντας μετατοπισμένα γρανάζια για την εξουδετέρωση των κραδασμών.
Τα κυκλοειδή γρανάζια έχουν χαμηλότερη τριβή, υψηλότερη αντοχή και καλύτερη στρεπτική ακαμψία από τα ενέλικτα γρανάζια. Έχουν επίσης μειωμένη τάση επαφής Hertzian, γεγονός που τα καθιστά καλύτερα από τα ενέλικτα γρανάζια για χρήση με κρουστικά φορτία. Έχουν επίσης μικρότερο μέγεθος και βάρος από τα συμβατικά κιβώτια ταχυτήτων και έχουν υψηλότερο λόγο μείωσης από τα ενέλικτα γρανάζια.
Τα κυκλοειδή γρανάζια χρησιμοποιούνται συνήθως για τη μείωση της ταχύτητας των κινητήρων, αλλά προσφέρουν και μια σειρά από άλλα πλεονεκτήματα. Τα κυκλοειδή κιβώτια ταχυτήτων έχουν μικρότερο αποτύπωμα από άλλα κιβώτια ταχυτήτων, επιτρέποντάς τους να χωράνε σε περιορισμένους χώρους. Έχουν επίσης χαμηλή τζόγο, επιτρέποντας την ακριβή κίνηση. Τα κυκλοειδή γρανάζια έχουν υψηλότερη απόδοση, με αποτέλεσμα χαμηλότερες απαιτήσεις ισχύος και χαμηλότερη φθορά.
Ο κυκλοειδής δίσκος είναι ένα από τα πιο σημαντικά εξαρτήματα του κιβωτίου ταχυτήτων. Οι κυκλοειδείς δίσκοι σχεδιάζονται συνήθως με ένα κοντό κυκλοειδές, το οποίο ελαχιστοποιεί την εκκεντρότητα του δίσκου. Είναι επίσης σχεδιασμένοι με ένα κοντό πλευρό, με αποτέλεσμα καλύτερη αντοχή και λιγότερη συγκέντρωση τάσης. Οι κυκλοειδείς δίσκοι συνήθως συνδέονται με ένα σταθερό γρανάζι δακτυλίου. Το κυκλοειδές έχει σχεδιαστεί για να κυλάει γύρω από τους σταθερούς πείρους δακτυλίου, οι οποίοι πιέζουν τις κυκλικές οπές του δίσκου. Τα κυκλοειδή κιβώτια ταχυτήτων συνήθως χρησιμοποιούν δύο βαθμούς μετατόπισης.
Οι κυκλοειδείς κινητήρες είναι ιδανικοί για εφαρμογές βαρέων φορτίων. Έχουν επίσης υψηλή στρεπτική ακαμψία, η οποία τους καθιστά εξαιρετικά ανθεκτικούς σε κρουστικά φορτία. Οι κυκλοειδείς κινητήρες προσφέρουν επίσης υψηλό λόγο μείωσης, ο οποίος μπορεί να επιτευχθεί χωρίς την ανάγκη για μεγάλο άξονα εισόδου. Είναι επίσης συμπαγείς και έχουν μεγάλη διάρκεια ζωής.
Ο άξονας εξόδου ενός κυκλοειδούς κιβωτίου ταχυτήτων έχει πάντα δύο βαθμούς μετατόπισης, γεγονός που διασφαλίζει ότι οι άξονες εισόδου και εξόδου περιστρέφονται πάντα με διαφορετική ταχύτητα. Ο άξονας εξόδου θα είναι ένα περίβλημα πείρου γύρω από τους δίσκους κίνησης, το οποίο θα επιτρέπει επίσης εύκολη συντήρηση.
Τα κυκλοειδή κιβώτια ταχυτήτων είναι επίσης πολύ συμπαγή και ελαφριά, επομένως είναι ιδανικά για χρήση σε βιομηχανικά ρομπότ. Ο κυκλοειδής μειωτήρας κιβωτίου ταχυτήτων είναι ο πιο σταθερός μειωτήρας χαμηλών κραδασμών στα βιομηχανικά ρομπότ και έχει ένα ευρύ φάσμα σχέσεων μετάδοσης.

editor by CX 2023-06-13