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Mod\u00e8le math\u00e9matique d'une bo\u00eete de vitesses cyclo\u00efdale<\/h2>\n
Une bo\u00eete de vitesses \u00e0 rotor cyclo\u00efdal est id\u00e9ale pour une voiture ou tout autre v\u00e9hicule, car sa conception cyclo\u00efdale permet de r\u00e9duire l'amplitude des vibrations, un facteur cl\u00e9 de la performance. L'utilisation d'une bo\u00eete de vitesses cyclo\u00efdale est \u00e9galement un excellent moyen de r\u00e9duire le frottement entre les engrenages, ce qui contribue \u00e0 diminuer le bruit et l'usure. De plus, ce type de bo\u00eete de vitesses est particuli\u00e8rement performant pour les v\u00e9hicules soumis \u00e0 de fortes charges, gr\u00e2ce \u00e0 sa grande robustesse face aux chocs.![\"bo\u00eete](\"https:\/\/img.hzpt.com\/img\/cycloidalgearbox\/t-cycloidalgearbox-4.webp\" "\\"\\"")
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Principes de conception de base<\/h2>\n
Les r\u00e9ducteurs cyclo\u00efdaux sont utilis\u00e9s pour les applications d'engrenages de pr\u00e9cision. Compacts et robustes, ils offrent un jeu r\u00e9duit, une rigidit\u00e9 torsionnelle accrue et une dur\u00e9e de vie prolong\u00e9e. Ils conviennent \u00e9galement aux applications soumises \u00e0 des charges importantes.
Les r\u00e9ducteurs cyclo\u00efdaux sont compacts et offrent des rapports de r\u00e9duction tr\u00e8s \u00e9lev\u00e9s. Ils sont \u00e9galement tr\u00e8s robustes et supportent les chocs. Les r\u00e9ducteurs cyclo\u00efdaux conviennent parfaitement \u00e0 une large gamme de technologies d'entra\u00eenement. Les engrenages cyclo\u00efdaux pr\u00e9sentent une excellente rigidit\u00e9 en torsion et peuvent fournir un rapport de transmission de 300:1. Ils peuvent \u00e9galement \u00eatre utilis\u00e9s dans des applications o\u00f9 l'empilement de plusieurs \u00e9tages d'engrenages n'est pas souhait\u00e9.
Pour obtenir un rapport de r\u00e9duction \u00e9lev\u00e9, les engrenages cyclo\u00efdaux doivent \u00eatre fabriqu\u00e9s avec une extr\u00eame pr\u00e9cision. Leur profil de dent incurv\u00e9 \u00e9limine les forces de cisaillement en tout point de contact, assurant ainsi un ajustement parfait du disque. Ce profil peut \u00eatre r\u00e9alis\u00e9 sur une bague ext\u00e9rieure s\u00e9par\u00e9e ou sous forme d'insert interne.
Les entra\u00eenements cyclo\u00efdaux sont utilis\u00e9s dans les syst\u00e8mes de propulsion marine, o\u00f9 le plateau de charge pivote autour des axes X et Y. Ce plateau est fix\u00e9 par un trou filet\u00e9 situ\u00e9 \u00e0 15 mm du centre.
Dans un r\u00e9ducteur cyclo\u00efdal, un porte-disque secondaire sert \u00e0 supporter le plateau de charge. Ce porte-disque secondaire est compos\u00e9 d'un corps de support et d'un disque porte-disque secondaire.<\/p>\n
Faible friction<\/h2>\n
Plusieurs \u00e9tudes ont \u00e9t\u00e9 men\u00e9es pour comprendre les probl\u00e8mes statiques des engrenages. Dans cet article, nous pr\u00e9sentons un mod\u00e8le math\u00e9matique d'une bo\u00eete de vitesses cyclo\u00efdale \u00e0 faible frottement. Ce mod\u00e8le permet de calculer diff\u00e9rents param\u00e8tres influen\u00e7ant les performances de la bo\u00eete de vitesses en production.
Le mod\u00e8le repose sur une nouvelle approche qui prend en compte l'effet de frottement statique et la caract\u00e9ristique de frottement non lin\u00e9aire. Ces param\u00e8tres ne sont pas couverts par la r\u00e8gle empirique classique.
L'effet de frottement statique se manifeste lors d'un changement de sens de rotation. Dans ce cas, le couple appliqu\u00e9 doit vaincre cet effet pour g\u00e9n\u00e9rer le mouvement. Le mod\u00e8le permet \u00e9galement de calculer l'amplitude de l'effet de frottement statique et sa vitesse de d\u00e9clenchement.
Le plus important est que le mod\u00e8le permette d'am\u00e9liorer le comportement dynamique d'un syst\u00e8me contr\u00f4l\u00e9. \u00c0 cet \u00e9gard, il pr\u00e9sente une grande pr\u00e9cision. Le mod\u00e8le est test\u00e9 dans plusieurs quadrants de la bo\u00eete de vitesses afin de d\u00e9terminer la vitesse optimale de d\u00e9crochage. Les r\u00e9sultats de simulation montrent que ce mod\u00e8le est efficace pour pr\u00e9dire le rendement d'une bo\u00eete de vitesses cyclo\u00efdale \u00e0 faible frottement.
Outre le mod\u00e8le de frottement statique, nous avons \u00e9galement \u00e9tudi\u00e9 l'efficacit\u00e9 d'un r\u00e9ducteur cyclo\u00efdal \u00e0 faible frottement. Le rapport de r\u00e9duction de ce r\u00e9ducteur a \u00e9t\u00e9 estim\u00e9 \u00e0 partir de la formule. Il s'av\u00e8re que ce rapport tend vers moins l'infini lorsque le couple moteur est proche de z\u00e9ro Nm.<\/p>\n
Compact<\/h2>\n
Contrairement aux engrenages plan\u00e9taires classiques, les r\u00e9ducteurs cyclo\u00efdaux sont compacts, \u00e0 faible frottement et quasiment sans jeu. Ils offrent \u00e9galement des rapports de r\u00e9duction \u00e9lev\u00e9s, une capacit\u00e9 de charge importante et un rendement \u00e9lev\u00e9. Ces caract\u00e9ristiques en font une solution id\u00e9ale pour de nombreuses applications.
Les disques cyclo\u00efdes sont entra\u00een\u00e9s par un arbre d'entr\u00e9e excentrique, lui-m\u00eame entra\u00een\u00e9 par une couronne dent\u00e9e fixe. Cette derni\u00e8re acc\u00e9l\u00e8re la rotation du disque cyclo\u00efde. L'arbre d'entr\u00e9e effectue neuf rotations compl\u00e8tes. La couronne dent\u00e9e est con\u00e7ue pour corriger le d\u00e9s\u00e9quilibre dynamique.
Les r\u00e9ducteurs cyclo\u00efdaux en CZPT sont con\u00e7us pour un fonctionnement pr\u00e9cis et stable. Robustes, ils supportent des d\u00e9placements importants et offrent une protection \u00e9lev\u00e9e contre les surcharges. Ils conviennent \u00e0 la th\u00e9rapie par ondes de choc et aux applications exigeant une pr\u00e9cision de positionnement critique. Leur conception et leur assemblage sont peu co\u00fbteux. Ils sont con\u00e7us pour une longue dur\u00e9e de vie et de faibles pertes par hyst\u00e9r\u00e9sis.
Les r\u00e9ducteurs cyclo\u00efdaux CZPT sont utilis\u00e9s dans de nombreuses applications industrielles, notamment les centres d'usinage CNC, les positionneurs de robots et les manipulateurs. Leur conception unique leur permet de supporter des forces \u00e9lev\u00e9es sur l'axe de sortie et les rend particuli\u00e8rement adapt\u00e9s aux grands d\u00e9placements. Ces r\u00e9ducteurs offrent un rendement \u00e9lev\u00e9, r\u00e9duisant ainsi les co\u00fbts, et sont disponibles en diff\u00e9rentes tailles. Ils sont id\u00e9aux pour les applications exigeant une pr\u00e9cision millim\u00e9trique.<\/p>\n
Taux de r\u00e9duction \u00e9lev\u00e9s<\/h2>\n
Comparativement aux autres r\u00e9ducteurs, les r\u00e9ducteurs cyclo\u00efdaux offrent des rapports de r\u00e9duction \u00e9lev\u00e9s et un faible jeu. Ils sont \u00e9galement moins co\u00fbteux. Les r\u00e9ducteurs cyclo\u00efdaux trouvent des applications dans de nombreux secteurs industriels et conviennent notamment \u00e0 la robotique. Ils pr\u00e9sentent en outre un rendement et une capacit\u00e9 de charge \u00e9lev\u00e9s.
Un r\u00e9ducteur cyclo\u00efdal fonctionne gr\u00e2ce \u00e0 la rotation d'un disque cyclo\u00efdal. Ce disque comporte des trous dont le diam\u00e8tre est sup\u00e9rieur \u00e0 celui des axes de l'arbre de sortie. La rotation du disque entra\u00eene le d\u00e9placement des axes de sortie dans ces trous, g\u00e9n\u00e9rant ainsi une rotation r\u00e9guli\u00e8re de l'arbre de sortie. Ce type de r\u00e9ducteur ne n\u00e9cessite pas d'\u00e9tages empil\u00e9s.
Les r\u00e9ducteurs cyclo\u00efdaux sont g\u00e9n\u00e9ralement plus courts que les r\u00e9ducteurs plan\u00e9taires. De plus, ils sont plus robustes et peuvent transmettre des couples plus \u00e9lev\u00e9s.
Les r\u00e9ducteurs cyclo\u00efdaux poss\u00e8dent une came excentrique qui entra\u00eene le disque cyclo\u00efdal. Ce dernier avance par pas de 360\u00b0 (pivot et galet) et effectue une rotation excentr\u00e9e. Il s'engr\u00e8ne avec le carter de la couronne dent\u00e9e et engr\u00e8ne \u00e9galement avec les dents internes de ce dernier.
Le nombre de lobes sur le disque cyclo\u00efdal est insuffisant pour obtenir un bon rapport de transmission. En r\u00e9alit\u00e9, ce nombre doit \u00eatre inf\u00e9rieur au nombre de picots entourant le disque.
Le disque cyclo\u00efdal est mis en rotation par une came excentrique fix\u00e9e \u00e0 l'arbre de base. Cette came tourne \u00e9galement \u00e0 l'int\u00e9rieur du disque. Le mouvement excentrique de la came permet au disque cyclo\u00efdal de tourner autour des axes du carter de la couronne dent\u00e9e.![\"bo\u00eete](\"https:\/\/img.hzpt.com\/img\/cycloidalgearbox\/c-cycloidalgearbox-4.webp\" "\\"\\"")
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R\u00e9duire l'amplitude des vibrations<\/h2>\n
Diverses m\u00e9thodes de r\u00e9duction de l'amplitude des vibrations dans une bo\u00eete de vitesses cyclo\u00efdale ont \u00e9t\u00e9 \u00e9tudi\u00e9es. Ces m\u00e9thodes reposent sur l'analyse cin\u00e9matique de la bo\u00eete de vitesses.
Un r\u00e9ducteur cyclo\u00efdal est un r\u00e9ducteur compos\u00e9 de roulements, d'engrenages et d'un roulement excentrique qui entra\u00eene un disque cyclo\u00efdal. Ce r\u00e9ducteur pr\u00e9sente un rapport de r\u00e9duction \u00e9lev\u00e9, obtenu gr\u00e2ce \u00e0 une s\u00e9rie de goupilles d'arbre de sortie qui entra\u00eenent l'arbre de sortie lors de la rotation du disque.
Le banc d'essai utilis\u00e9 dans les \u00e9tudes comporte quatre capteurs. Chaque capteur acquiert des signaux gr\u00e2ce \u00e0 des techniques de traitement diff\u00e9rentes. De plus, un tachym\u00e8tre mesure les variations de vitesse de rotation \u00e0 l'entr\u00e9e.
Une \u00e9tude cin\u00e9matique du r\u00e9ducteur robotis\u00e9 a \u00e9t\u00e9 r\u00e9alis\u00e9e afin de comprendre la fr\u00e9quence des vibrations et de d\u00e9terminer si le r\u00e9ducteur pr\u00e9sente un d\u00e9faut. Il a \u00e9t\u00e9 constat\u00e9 que le r\u00e9ducteur fonctionne correctement lorsque l'amplitude des vibrations selon les axes x et y est faible. En revanche, une amplitude \u00e9lev\u00e9e indique un dysfonctionnement.
L'analyse fr\u00e9quentielle des signaux de vibration est r\u00e9alis\u00e9e dans des conditions cyclostationnaires et non cyclostationnaires. Les fr\u00e9quences s\u00e9lectionn\u00e9es sont celles qui apparaissent dans les deux types de conditions.<\/p>\n
R\u00e9sistant aux chocs<\/h2>\n
Comparativement aux r\u00e9ducteurs traditionnels, les r\u00e9ducteurs cyclo\u00efdaux pr\u00e9sentent des avantages consid\u00e9rables en mati\u00e8re de r\u00e9sistance aux chocs. Parmi ceux-ci figurent une capacit\u00e9 de charge \u00e9lev\u00e9e, un rendement sup\u00e9rieur, un co\u00fbt r\u00e9duit, un poids all\u00e9g\u00e9, une friction moindre et une meilleure pr\u00e9cision de positionnement.
Les engrenages cyclo\u00efdes peuvent remplacer les engrenages plan\u00e9taires traditionnels dans les applications o\u00f9 l'inertie est un facteur important, comme le transport de charges lourdes. Plus l\u00e9gers et plus compacts, ils permettent de r\u00e9duire les co\u00fbts et les frais d'installation. De plus, ils offrent des rapports de transmission jusqu'\u00e0 300:1 dans un format r\u00e9duit.
Les engrenages cyclo\u00efdes conviennent \u00e9galement aux applications exigeant une longue dur\u00e9e de vie. Leur bague de serrage radiale r\u00e9duit l'inertie jusqu'\u00e0 39%. Les engrenages cyclo\u00efdes pr\u00e9sentent une rigidit\u00e9 en torsion cinq fois sup\u00e9rieure \u00e0 celle des engrenages plan\u00e9taires classiques.
Les r\u00e9ducteurs cyclo\u00efdaux permettent d'am\u00e9liorer consid\u00e9rablement le fonctionnement des b\u00e9tonni\u00e8res. Leur conception tr\u00e8s efficace ouvre la voie \u00e0 d'importantes innovations. Ils sont \u00e9galement parfaitement adapt\u00e9s aux applications servo, aux machines-outils et aux technologies m\u00e9dicales. Ils se caract\u00e9risent par des raccords \u00e0 vis faciles \u00e0 utiliser, une protection efficace contre la corrosion et une manipulation ais\u00e9e.
Les engrenages cyclo\u00efdes sont particuli\u00e8rement adapt\u00e9s aux applications exigeant une pr\u00e9cision de positionnement critique. Par exemple, pour la commande de grandes antennes paraboliques, une capacit\u00e9 de r\u00e9sistance aux chocs \u00e9lev\u00e9e est n\u00e9cessaire afin de garantir la pr\u00e9cision. Les engrenages cyclo\u00efdes peuvent supporter des chocs jusqu'\u00e0 500 T\/min de leur couple nominal.![\"bo\u00eete](\"https:\/\/img.hzpt.com\/img\/cycloidalgearbox\/b-cycloidalgearbox-4.webp\" "\\"\\"")
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Effets inertiels<\/h2>\n
Diverses \u00e9tudes ont \u00e9t\u00e9 men\u00e9es pour examiner les probl\u00e8mes statiques des engrenages. Cependant, un mod\u00e8le ad\u00e9quat reste n\u00e9cessaire pour \u00e9tudier le comportement dynamique d'un syst\u00e8me command\u00e9. \u00c0 cette fin, un mod\u00e8le math\u00e9matique d'un r\u00e9ducteur cyclo\u00efdal a \u00e9t\u00e9 d\u00e9velopp\u00e9. Ce mod\u00e8le simple peut servir de base \u00e0 un mod\u00e8le m\u00e9canique plus complexe.
Le mod\u00e8le math\u00e9matique, bas\u00e9 sur la structure m\u00e9canique du r\u00e9ducteur cyclo\u00efdal, pr\u00e9sente une caract\u00e9ristique de frottement non lin\u00e9aire. Il permet de reproduire les pics et les ruptures de courant \u00e0 l'arr\u00eat, et prend \u00e9galement en compte l'effet de frottement statique. Cependant, il ne traite ni du jeu ni de la rigidit\u00e9 en torsion.
Ce mod\u00e8le permet de calculer le courant g\u00e9n\u00e9rateur de couple et l'inertie du moteur. Ces valeurs sont ensuite compar\u00e9es aux mesures du syst\u00e8me r\u00e9el. Les r\u00e9sultats montrent une tr\u00e8s bonne concordance entre la simulation et les mesures r\u00e9elles.
Plusieurs param\u00e8tres sont pris en compte dans le mod\u00e8le afin d'am\u00e9liorer son comportement dynamique. Ces param\u00e8tres sont calcul\u00e9s \u00e0 partir de l'analyse du syst\u00e8me d'entra\u00eenement harmonique. Il s'agit du courant g\u00e9n\u00e9rateur de couple, de l'inertie et des forces de contact des pi\u00e8ces rotatives.
Ce mod\u00e8le pr\u00e9sente une grande pr\u00e9cision et peut \u00eatre utilis\u00e9 pour la commande de moteurs. Il est \u00e9galement capable de reproduire le comportement dynamique d'un syst\u00e8me contr\u00f4l\u00e9.
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editor by czh 2023-01-14<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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