Descripción de la solución

Grupo Empresarial de Motores TaiBang Co., Ltd.

Los elementos principales son inducción motor, motor reversible, Equipos de escobillas de CC motor, motorreductor sin escobillas de CC, motores de engranajes masivos CH/CV, Motor de engranajes planetarios, motor de engranajes helicoidales etc., que se utiliza ampliamente en una variedad de campos de producción de tuberías, transporte, alimentos, medicamentos, impresión, materiales, embalaje, oficina, equipos, entretenimiento, etc., y es la solución deseada y adecuada para máquinas computarizadas. 

Instrucciones de diseño

GB090-10-P2

Eficiencia del complejo principal
 

 Estándar de prueba de ruido: Distancia 1 m, sin carga. Calculado con una velocidad de entrada de 3000 rpm. 

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Conceptos básicos del diseño de una caja de cambios ciclónica

En comparación con las cajas de engranajes convencionales, la caja de engranajes cicloidales ofrece varias ventajas, como una mayor relación de transmisión, robustez frente a cargas de impacto y mayor precisión de posicionamiento. Sin embargo, su diseño puede ser complejo. Este artículo abordará algunos de los principios básicos de diseño. Además, tratará temas como el tamaño, la precisión de posicionamiento y las relaciones de transmisión.

Principios básicos de diseño

A diferencia de una corona dentada convencional, una caja de engranajes cicloidales utiliza un disco cicloidal para multiplicar el par. La dirección de salida del disco cicloidal es opuesta a la rotación del eje de entrada. Esto permite una construcción de engranajes más compacta y una mayor capacidad de carga.
La cinemática de los engranajes cicloidales puede parecer compleja, pero en realidad es bastante simple. En lugar de girar alrededor del centro de gravedad como los engranajes convencionales, el disco cicloidal gira alrededor de pasadores fijos. Esto proporciona una mayor relación de reducción.
Para reducir las vibraciones y el ruido, se utilizan varios discos cicloidales. Esto permite una distribución uniforme de las fuerzas sobre los pasadores de soporte, lo que también proporciona un mejor equilibrio rotacional. Además, los discos cicloidales múltiples reducen el momento axial de los pasadores de soporte.
El disco dentado cicloidal está soportado por un cojinete independiente. Este diseño reduce el número de componentes y minimiza el desgaste. Este tipo de cinemática también puede utilizarse en motores eléctricos de alta densidad de potencia.
El disco de engranaje cicloidal ofrece una alta relación de reducción, lo que permite una construcción compacta. A diferencia de una corona dentada, el disco cicloidal tiene menos dientes. Además, proporciona una mayor relación de reducción, lo cual resulta ventajoso para aplicaciones con altas velocidades de rotación.
Los discos de engranajes cicloidales tienen orificios cilíndricos que permiten que los pasadores de soporte sobresalgan a través de ellos. Esto resulta útil porque los pasadores de soporte pueden deslizarse a lo largo de la pared interior del orificio cilíndrico del disco de engranajes.
Una placa de carga también se utiliza para proporcionar anclaje a estructuras externas. Esta placa tiene orificios roscados para tornillos, dispuestos a 15 mm del centro. Tiene un diámetro exterior de 9 mm y un orificio pasante de 3 mm.

Relaciones de transmisión de hasta 300:1

Las cajas de engranajes cicloidales se utilizan en una amplia gama de aplicaciones, desde máquinas herramienta hasta dispositivos de diagnóstico por imagen médica. En comparación con las cajas de engranajes planetarios, ofrecen una precisión de posicionamiento, rigidez torsional, holgura y resistencia a la fatiga superiores.
Las cajas de engranajes cicloidales también son capaces de transmitir más par que los engranajes planetarios. Además, presentan una menor tensión de contacto de Hertz y una mayor protección contra sobrecargas. Las cajas de engranajes cicloidales pueden proporcionar relaciones de transmisión de hasta 300:1 en un tamaño compacto.
Los engranajes cicloidales también presentan menor holgura durante periodos prolongados, lo que los convierte en la opción ideal para aplicaciones que requieren una precisión de posicionamiento crítica. Además, las cajas de engranajes cicloidales ofrecen una buena resistencia al desgaste y baja fricción. Son ligeros y poseen una buena rigidez torsional, lo que los hace ideales para aplicaciones con cargas pesadas.
Las cajas de engranajes cicloidales presentan diversos diseños. Pueden proporcionar relaciones de transmisión de hasta 300:1 sin necesidad de etapas previas adicionales. Los engranajes cicloidales también requieren procesos de fabricación más precisos que los engranajes evolventes. Además, las cajas de engranajes cicloidales son aptas para aplicaciones que requieren un alto consumo de energía y pueden soportar cargas de impacto.
Las cajas de engranajes cicloidales se pueden adaptar a la mayoría de los servomotores comunes. Cuentan con un diseño modular, protección anticorrosión integral y fácil instalación. Los engranajes cicloidales incorporan un anillo de sujeción radial que reduce la inercia hasta en 39%.
CZPT Precision Europe GmbH, filial del Grupo CZPT, ha desarrollado un innovador configurador en línea para simplificar la configuración de reductores. Los reductores cicloidales de CZPT son de fabricación precisa, robustos y fiables. Su principio de reducción en dos etapas minimiza las vibraciones y proporciona una distribución uniforme de la fuerza.
Los engranajes cicloidales son capaces de proporcionar relaciones de transmisión de 30:1 a 300:1. Las cajas de engranajes cicloidales pueden lograr relaciones de transmisión elevadas porque requieren menos piezas móviles y tienen una holgura mínima.

Resistencia a cargas de impacto

A diferencia de las cajas de engranajes convencionales, que se dañan fácilmente con cargas de impacto, la caja de engranajes cicloidales es extremadamente robusta. Es una solución versátil, ideal para equipos de manipulación, la industria alimentaria y las máquinas herramienta.
La estructura mecánica de una caja de engranajes cicloidales consta de varios componentes mecánicos, entre los que se incluyen ruedas cicloidales, cojinetes, elementos de transformación y agujas. Además, posee una elevada rigidez torsional y un alto momento de inclinación. Asimismo, presenta una fricción altamente no lineal.
Para evaluar la robustez de la caja de engranajes cicloidales frente a cargas de impacto, se desarrolló un modelo matemático. Este modelo se utilizó para calcular la distribución de tensiones en el disco cicloidal. Dicho modelo puede servir de base para modelos mecánicos más complejos.
El modelo se basa en un nuevo enfoque que permite modelar la fricción estática en todos los cuadrantes del engranaje cicloidal. Además, puede aplicarse al control de actuadores.
Se presenta el modelo matemático junto con el procedimiento para medir la tensión de contacto. Los resultados se comparan con la medición realizada en el sistema real. Se observa que el modelo y la medición coinciden en gran medida.
El modelo también permite analizar diferentes perfiles de engranajes para la distribución de carga. Además, es posible analizar las tensiones de contacto con distintos parámetros geométricos. El refinamiento de la malla a lo largo del ancho del disco contribuye a garantizar una distribución uniforme de las fuerzas de contacto.
La velocidad de ruptura por fricción se calcula en el lado del motor. A continuación, se obtiene la corriente no nula en la entrada de la caja de engranajes. Además, se modela una pequeña fase estacionaria durante la transición de dirección de velocidad. Los resultados de la simulación se comparan con las mediciones. Los resultados demuestran que el modelo es extremadamente preciso.

Precisión de posicionamiento

Lograr la precisión de posicionamiento correcta en una caja de engranajes cicloidales no es tarea fácil. Esto se debe a que los engranajes son compactos y las holguras relativamente pequeñas. Esto implica que se puede esperar un par motor elevado en el eje de salida. Sin embargo, esto es solo una parte del panorama. Otros aspectos, como el juego libre, el error cinemático y la carga, son consideraciones importantes.
Para obtener la máxima precisión de posicionamiento en una caja de engranajes cicloidales, es fundamental elegir un reductor de alta calidad y correctamente configurado. Un reductor adecuado elimina las imprecisiones repetibles y proporciona una precisión de posicionamiento absoluta en todo momento. Además, este tipo de caja de engranajes ofrece varias ventajas sobre las convencionales, como alta eficiencia, baja holgura y alta protección contra sobrecargas.
Para obtener la precisión de posicionamiento adecuada en una caja de engranajes, también es fundamental elegir un proveedor con experiencia. Los mejores proveedores son aquellos que cuentan con el producto, ofrecen una amplia variedad y brindan soporte y servicio para garantizar su correcta instalación y mantenimiento. Otro aspecto importante es la garantía del fabricante. Un fabricante de renombre ofrecerá garantías para la caja de engranajes. Estos factores asegurarán que su inversión en una caja de engranajes cicloidales sea rentable durante muchos años.
Para obtener la precisión de posicionamiento adecuada en su reductor cicloidal, es fundamental elegir un fabricante especializado en este tipo de producto. Esto es especialmente importante si trabaja en robótica, pintura automatizada o cualquier otro proceso industrial que requiera la máxima precisión. Un buen fabricante le ofrecerá la tecnología más avanzada y la experiencia necesaria para ayudarle a encontrar la mejor solución para su aplicación. De esta manera, su producto será un éxito de principio a fin.

Tamaño

Elegir el tamaño adecuado de una caja de engranajes cicloidales es fundamental para su funcionamiento eficiente. Sin embargo, no es una tarea sencilla. El proceso implica un mecanizado complejo y requiere la fabricación de numerosas piezas. Existen diferentes tamaños de cajas de engranajes cicloidales, y algunas reglas básicas pueden ayudarle a elegir el tamaño correcto.
La primera regla general para elegir el tamaño adecuado de las cajas de engranajes cicloidales es utilizar una caja con el mismo diámetro que el eje de entrada. Esto significa que la caja debe tener un grosor mínimo de 5 mm. La cicloide también requerirá una base y un cojinete para sujetar el eje de transmisión. La base debe ser lo suficientemente grande para alojar los pasadores. El cojinete debe tener el mismo tamaño que el eje de entrada.
La siguiente regla general es incluir un orificio en la cicloide para el eje de salida. De esta forma, la salida será reversible y tendrá poca holgura. Debe haber al menos de cuatro a seis orificios de salida. El tamaño de los orificios debe ser tal que el eje central de la cicloide coincida con el centro del rodamiento.
Mediante un gráfico de Desmos, se pueden crear los parámetros del engranaje. El número de pasadores debe ser igual al número de dientes del engranaje cicloidal, y el tamaño de los pasadores debe ser el doble del tamaño del engranaje. El radio de los pasadores debe ser igual al valor de C de Desmos, y el tamaño del círculo del pasador debe ser igual al valor de R.
La regla general es asegurarse de que la cicloide no tenga bordes afilados ni discontinuidades. Además, debe tener una línea suave.

Editor: czh 24/12/2022