Tsüklonkäigukasti põhitõed

Lisaks kompaktsusele pakuvad tsükloidaalsed kiiruse reduktorid ka väikest tagasilööki ja suuri ülekandearvusid. Tänu ajami väikesele suurusele sobivad need ideaalselt rakendusteks, kus ruumi on vähe.

Evolventne hammasratta hambaprofiil

Peaaegu kõik hammasrattad kasutavad evolventset hammasprofiili. Sellel profiilil on üks kõverus, mis tähendab, et hammasratta hambad ei pea olema üksteisega tihedalt joondatud. See profiil on sile ja seda on lihtne valmistada.
Tsükloidhammasratastel on epitsükloidsete ja hüpotsükloidsete kõverate kombinatsioon. See muudab need evolventhammasratastest tugevamaks. Nende tootmine võib aga olla kallim. Neil on ka suuremad ülekandearvud. Nad edastavad rohkem võimsust kui evolventhammasrattad. Tsükloidhammasrattaid võib leida kelladest.
Hammasratta projekteerimisel tuleb arvestada mitme teguriga. Mõned neist hõlmavad hammaste arvu, hambanurka ja määrimisviisi. Kui hammasratas ei ole ideaalselt joondatud, võib see põhjustada ülekandevigu, müra ja vibratsiooni.
Evolventhammasratta hambaprofiili peetakse tavaliselt parimaks. Seetõttu kasutatakse seda väga erinevates hammasratastes. Mõned selle profiili kõige levinumad rakendused on jõuülekande hammasrattad. See profiil ei sobi aga iga rakenduse jaoks.
Tsükloidhammasrattad vajavad keerukamaid tootmisprotsesse kui evolventhammasrattad. See võib põhjustada suuremaid hammaste kulusid. Tsükloidhammasrattaid kasutatakse vähem müra tekitavate rakenduste jaoks.
Tsükloidsed hammasrattad edastavad ka rohkem võimsust kui evolventsed hammasrattad. See võib probleeme tekitada, kui raadiused muutuvad tangentsiaalselt. Kuju on aga lihtsam kui evolventsetel hammasratastel. Evolventsed hammasrattad saavad keskmiste nihetega paremini hakkama.
Tsükloidhammasrattad on ülekandevigade suhtes vähem vastuvõtlikud. Tsükloidhammasratastel on kumer pind, mis muudab need evolventhammastest tugevamaks. Tsükloidhammastel on ka suurem edastussuhe kui evolventhammastel. Tsükloidhambad ei sega vastashambaid. Siiski on neil väiksem hammaste arv kui evolventhammastel.

Pöörlemine tihvtide võrdlussammu ringi sees

Olenemata sellest, kas tsükloidkäigukast on konstrueeritud statsionaarseks või pöörlevaks rakenduseks, tuleb järgida hammasülekande põhiseadust: nurkkiiruste suhe peab olema konstantne. See nõuab, et pöörlemine tihvtide võrdlussammu ringi siseküljel oleks konstantne. See saavutatakse tsükloidhammaste seeria abil, mis toimivad liikumise edastamiseks nagu pisikesed hoovad.
Tsükloidkettal on N lobe, mis pöörlevad iga pöörde kohta kolme lobe võrra ümber N tihvti. Lohkude arv tsükloidkettal on oluline tegur ülekandearvu määramisel.
Tsükloidketast ajab ekstsentriline sisendvõll, mis on kinnitatud väljundvõlli sees oleva ekstsentrilise laagri külge. Sisendvõlli pöörlemisel liigub tsükloidketas tihvtiketta tihvtide ümber.
Ajamitihvt pöörleb 40-kraadise nurga all, samal ajal kui tsükloidketas pöörleb tihvtide võrdlusringi sees. Ajamitihvti pöörlemisel aeglustab see väljundliikumist. See tähendab, et väljundvõll teeb sisendvõlliga ainult kolm pööret, vastupidiselt sisendvõlli üheksale pöördele.
Tsükloidketta hammaste arv peab olema ümbritsevate tihvtide arvuga võrreldes väike. Ketta raadius peab olema ekstsentriline. See määrab augu suuruse, mis on vajalik tihvti tihvtide vahele mahutamiseks.
Kui sisendvõlli pööratakse, pöörleb tsükloidketas rulltihvtide võrdlussammu ringi siseküljel. See edastab seejärel liikumise väljundvõllile. Väljundvõlli toetavad väljundkorpuses kaks laagrit. Sellel konstruktsioonil on väike kulumiskindlus ja väändjäikus.

Ülekandearv

Tsükloidkäigukasti õige ülekandearvu valimine pole alati lihtne. Enne teadliku valiku tegemist peate võib-olla teadma oma käigukasti suurust. Samuti peate võib-olla abi saamiseks tutvuma tootekataloogiga. Näiteks CZPT käigukastidel on mõned unikaalsed ülekandearvud.
Tsükloidkäigukast on kompaktne ja kiire pöördemomendi ülekandeseade, mis muudab tõukurvõlli nurkliikumise suunda. See koosneb ekstsentrilisest nukist, mis paikneb tsükloidketta sees. Tõukurvõlli tihvtrullid sobituvad tsükloidketta sobivatesse aukudesse. Protsessi käigus libisevad tihvtid aukude ümber vastusena võnkuvale liikumisele. Tsükloidketas on võimeline haarduma ka hammasratta korpuse sisemiste hammastega.
Tsükloidset reduktorit saab kasutada väga erinevates rakendustes, sealhulgas tööstusautomaatikas, robootikas ning paatide ja kraanade jõuülekannetes. Tsükloidne reduktor sobib ideaalselt suure koormusega raskete rakenduste jaoks. Need nõuavad spetsiaalseid tootmisprotsesse ja neid kasutatakse sageli täpse väljundi ja suure efektiivsusega seadmetes.
Tsükloidkäigukast reduktor on suhteliselt lihtsa konstruktsiooniga, kuid see nõuab mõningaid spetsiaalseid tööriistu. Tsükloidkäigukast reduktoreid kasutatakse ka pöördemomendi edastamiseks, mis on üks põhjusi, miks need on automatiseerimises nii populaarsed. Tsükloidkäigukast reduktori kasutamine on hea valik rakenduste jaoks, mis nõuavad suuremat efektiivsust ja väiksemat lõtku. See on hea valik ka rakenduste jaoks, kus suurus on oluline. Tsükloidkäigukast on hea valik ka rakenduste jaoks, kus on vaja suurt kiirust ja suurt pöördemomenti.
Tsükloidkäigukasti ülekandearv on ilmselt käigukasti kõige olulisem funktsioon. Õige valiku tegemiseks peate teadma oma käigukasti suurust ja käikude tüüpi.

Vibratsiooni vähendamine

Arvestades tsükloidkäigukasti ainulaadset dünaamikat, on sujuva töö tagamiseks vaja vibratsiooni vähendavaid meetmeid. Need meetmed võivad aidata ka rikete tuvastamisel.
Tsükloidkäigukast on ekstsentrilise laagriga käigukast, mis pöörleb hammasrataste keskpunkti. See jagab pöördemomenti viie välimise rullikuga igal ajahetkel. Seda saab kasutada paljudes rakendustes. See on suhteliselt odav vara. Kui see aga rikki läheb, võib sellel olla märkimisväärne majanduslik mõju.
Tüüpiline sisend-/väljundkäigukast koosneb rõngasplaadist ja kahest väntvõllist, mis on kinnitatud sisendvõllile. Rõngasplaat pöörleb, kui sisendvõll pöörleb. Väljundvõllil on kaks laagrit.
Rõngasplaat on peamine müraallikas, kuna see pole tasakaalustatud. Tsükloidne hammasratas tekitab samuti müra, kui see rõngasplaadiga haakub. See müra tekib struktuuriresonantsi tõttu. Selle probleemi lahendamiseks on tehtud mitmeid uuringuid.
Tsükloidsete käigukastide seisukorra jälgimise kohta pole aga palju dokumenteeritud töid. Selles artiklis tutvustame vibratsioonidiagnostika kaasaegseid tehnikaid.
Tsükloidkäigukastil, millel on vähendatud ülekandearv, tekivad tsükloidkettas suuremad indutseeritud pinged. Sellisel juhul on väljundava suurus suurem ja tsükloidkettalt eemaldatakse rohkem materjali. See ketta pingete suurenemine viib suuremate vibratsiooniamplituudideni.
Koormuse jaotus hammasratta laiuse ulatuses on oluline projekteerimiskriteerium. Erinevate hammasratta profiilide kasutamine aitab optimeerida pöördemomendi ülekannet. Samuti saab uurida tsükloidketta kontaktpinget.
Müra amplituudi määramiseks korrutatakse hammasratta hambumise sagedus võlli pöörlemissagedusega. Kui pöörlemissagedus on suhteliselt stabiilne, saab sagedust kasutada suuruse mõõduna. See on aga täpne ainult rikke lähedal.

Võrdlus planetaarkäigukastidega

Tsükloidsete ja planetaarkäigukastide vahel on mitu erinevust. Need on seotud hammasratta geomeetria ja tootmisprotsessidega. Nende hulgas on:
– Tsükloidkäigukasti väljundvõllil on suurem pöördemoment kui sisendvõllil. Väljundvõlli pöörlemiskiirus on madalam kui sisendvõllil.
– Tsükloidne hammasratas pöörleb muutuva kiirusega, samas kui planetaarkäigul on fikseeritud kiirus. Seetõttu on tsükloidketta ja väljundääriku ülekande täpsus madalam kui planetaarkäigul.
– Tsükloidkäigukastil on suurem haardeala kui planetaarkäigukastil. See on tsükloidkäigukasti eelis, kuna see suudab hakkama saada suuremate koormustega.
– Tsükloidprofiilil on oluline mõju hambapindade vahelise kontakthambumise kvaliteedile. Kontaktellipsi laius suureneb 90% võrra. See on lobade alalõikete kõrvaldamise tulemus. Sel viisil väheneb tsükloidkettale mõjuv kontaktjõud märkimisväärselt.
– Tsükloidajamil on väiksem lõtk ja suur väändejäikus. See võimaldab tsükloidajamil olla löökkoormuste suhtes stabiilsem. Tsükloidajam on ka kompaktse konstruktsiooniga, mis sobib ideaalselt suurte ülekandearvudega rakenduste jaoks.
– Tsükloidkäigukasti väljundrummul on liikuvad tihvtid ja rullid. Need komponendid on kinnitatud välimise käigukasti hammasratta külge. Väljundvõlli pöörab samuti planeedikandur. Tsükloidsüsteemi väljundrumm koosneb kahest osast: hammasrattast ja väljundäärikust.
– Tsükloidkäigukasti sisendvõll on ühendatud servomootoriga. Sisendvõll on silindriline element, mis on kinnitatud planeedikandja külge.

toimetaja CX poolt 18.05.2023