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China Equipment CZPT Wood oem 1 phase gearbox Transmission Assembly

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साइक्लोन गियरबॉक्स बनाम इनवोल्यूट गियरबॉक्स

चाहे आप अपने अनुप्रयोग के लिए साइक्लोइडल गियरबॉक्स का उपयोग कर रहे हों या इनवोल्यूट गियरबॉक्स का, कुछ बातें हैं जो आपको जाननी चाहिए। यह लेख इनमें से कुछ बातों पर प्रकाश डालेगा, जिनमें शामिल हैं: साइक्लोइडल गियरबॉक्स बनाम इनवोल्यूट गियरबॉक्स, वजन, संपीडन बल, परिशुद्धता और टॉर्क घनत्व।

संपीडन बल

गियरों की स्थैतिक विशेषताओं का विश्लेषण करने के लिए कई अध्ययन किए गए हैं। इस लेख में, लेखक साइक्लोइडल गियरबॉक्स के संरचनात्मक और गतिकी सिद्धांतों की जांच करते हैं। साइक्लोइडल गियरबॉक्स एक ऐसा गियरबॉक्स है जो घूर्णनशील फ्रेम के अंदर एक विलक्षण बेयरिंग का उपयोग करता है। इसमें कोई सामान्य पिनियन-गियर युग्म नहीं होता है, और इसलिए यह उच्च अपचयन अनुपात के लिए आदर्श है।
इस शोधपत्र का उद्देश्य साइक्लोइडल डिस्क पर तनाव वितरण का अध्ययन करना है। भार वितरण और गतिशील प्रभावों का अध्ययन करने के लिए विभिन्न गियर प्रोफाइल की जांच की गई है।
साइक्लोइडल गियरबॉक्स संपीड़न और बैकलैश के अधीन होते हैं, जिसके लिए बेयरिंग रेट और टीएसए के लिए उचित अनुपात का उपयोग आवश्यक है। यह शोधपत्र रिड्यूसर के गतिकी सिद्धांतों पर भी केंद्रित है। इसके अतिरिक्त, लेखक शाफ्ट/गियर और साइक्लोइडल डिस्क के लिए मानक विश्लेषण तकनीकों का उपयोग करते हैं।
लेखकों ने इससे पहले साइक्लोइडल रिड्यूसर के रिजिड बॉडी डायनेमिक सिमुलेशन पर काम किया था। विश्लेषण में साइक्लोइडल डिस्क की परिधि पर ट्रोकोइडल प्रोफाइल का उपयोग किया गया था। ट्रोकोइडल प्रोफाइल विनिर्माण ड्राइंग से प्राप्त किया गया है और इसमें सहनशीलता को ध्यान में रखा गया है।
साइक्लोइडल डिस्क में मेश घनत्व भागों की सटीक ज्यामिति को दर्शाता है। यह सटीक संपर्क तनाव प्रदान करता है।
साइक्लोइडल डिस्क में नौ लोब होते हैं, जो ड्राइव शाफ्ट के प्रत्येक घूर्णन पर एक लोब गति करते हैं। हालांकि, जब डिस्क को पिनों के चारों ओर घुमाया जाता है, तो साइक्लोइडल डिस्क गुरुत्वाकर्षण केंद्र के चारों ओर गति नहीं करती है। इसलिए, साइक्लोइडल डिस्क पांच बाहरी रोलर्स के साथ टॉर्क लोड साझा करती है।
साइक्लोइडल गियरबॉक्स में कम अपचयन अनुपात के कारण साइक्लोइडल डिस्क में अधिक प्रेरित तनाव उत्पन्न होता है। ऐसा डिस्क के अंदर सामग्री को कम करने के लिए डिज़ाइन किए गए बड़े छेद के कारण होता है।

टॉर्क घनत्व

कई प्रकार के चुंबकीय गियरबॉक्स का अध्ययन किया गया है। कुछ चुंबकीय गियरबॉक्स में दूसरों की तुलना में उच्च टॉर्क घनत्व होता है, लेकिन वे अभी भी यांत्रिक गियरबॉक्स के साथ प्रतिस्पर्धा करने में सक्षम नहीं हैं।
हाल्बाक रोटर्स का उपयोग करते हुए एक नया उच्च टॉर्क घनत्व वाला साइक्लोइडल चुंबकीय गियरबॉक्स विकसित किया गया है और इसका परीक्षण किया जा रहा है। CPCyMG प्रोटोटाइप बनाकर डिज़ाइन को मान्य किया गया। परिणामों से पता चला कि सिम्युलेटेड स्लिप टॉर्क प्रायोगिक स्लिप टॉर्क के तुलनीय था। मापा गया पीक टॉर्क p3 = 14 स्थानिक हार्मोनिक था, और यह सक्रिय क्षेत्र के 261.4 N*m/L के टॉर्क घनत्व के बराबर है।
इस साइक्लोइडल गियरबॉक्स का गियर अनुपात भी उच्च है। परीक्षण में इसकी अधिकतम टॉर्क क्षमता 147.8 एनएम पाई गई है, जो पारंपरिक साइक्लोइडल गियरबॉक्स की टॉर्क घनत्व से दोगुने से भी अधिक है। इसके डिज़ाइन में एक फेरोमैग्नेटिक बैक-सपोर्ट शामिल है जो यांत्रिक निर्माण में सहायता प्रदान करता है।
यह साइक्लोइडल गियरबॉक्स यह भी दर्शाता है कि कैसे कम व्यास से उच्च टॉर्क घनत्व प्राप्त किया जा सकता है। इसे 50 मिमी की अक्षीय लंबाई के साथ डिज़ाइन किया गया है। इस लंबाई पर रेडियल विक्षेपण बल गंभीर नहीं होते हैं। डिज़ाइन में रेडियल विक्षेपण बलों को कम करने के लिए एक छोटे वायु अंतराल का उपयोग किया गया है, लेकिन यह एकमात्र डिज़ाइन विकल्प नहीं है।
इस संतुलित डिज़ाइन में उच्च आयतनिक टॉर्क घनत्व भी है। इसमें वायु अंतराल कम और द्रव्यमान टॉर्क घनत्व अधिक है। यह निर्माण में आसान और यांत्रिक रूप से मजबूत है। यह डिज़ाइन अपनी श्रेणी में सबसे कुशल डिज़ाइनों में से एक है।
हेलिकल गियरिंग डिज़ाइन एक नई तकनीक है जो साइक्लोइडल गियरबॉक्स को उच्च स्तर की सटीकता प्रदान करती है। यह सर्वोमोटर को उच्च चक्र दरों पर भारी भार संभालने में सक्षम बनाती है। यह उन अनुप्रयोगों में भी उपयोगी है जिनमें छोटे डिज़ाइन एनवेलप की आवश्यकता होती है।

वज़न

प्लेनेटरी गियरबॉक्स की तुलना में साइक्लोइडल गियरबॉक्स का वजन उतना अधिक नहीं होता है। हालांकि, इनके कुछ फायदे भी हैं। इनमें से एक सबसे महत्वपूर्ण विशेषता है बैकलैश-मुक्त संचालन, जो इन्हें सुचारू और सटीक गति प्रदान करने में सहायक होता है।
इसके अलावा, ये उच्च दक्षता प्रदान करते हैं, जिसका अर्थ है कि सर्वो मोटरें अधिक गति से चल सकती हैं। सबसे अच्छी बात यह है कि उच्च अनुपात प्राप्त करने के लिए इन्हें एक के ऊपर एक लगाने की आवश्यकता नहीं होती है।
साइक्लोइडल गियरबॉक्स का एक और फायदा यह है कि ये आमतौर पर प्लेनेटरी गियरबॉक्स से कम महंगे होते हैं। इसका मतलब है कि ये विनिर्माण उद्योग और रोबोटिक्स के लिए उपयुक्त हैं। ये उन भारी-भरकम रोबोटों के लिए भी उपयुक्त हैं जिन्हें एक मजबूत गियरबॉक्स की आवश्यकता होती है।
ये बेहतर रिडक्शन अनुपात भी प्रदान करते हैं। साइक्लोइडल गियर 30:1 से 300:1 तक का रिडक्शन अनुपात प्राप्त कर सकते हैं, जो प्लेनेटरी गियर की तुलना में एक बहुत बड़ा सुधार है। हालांकि, 30:1 से कम अनुपात प्रदान करने वाले मॉडल बहुत कम उपलब्ध हैं।
साइक्लोइडल गियर घिसावट के प्रति अधिक प्रतिरोधक क्षमता रखते हैं, जिसका अर्थ है कि वे प्लेनेटरी गियर की तुलना में अधिक समय तक चलते हैं। वे अधिक कॉम्पैक्ट भी होते हैं, जिससे वे कम जगह में उच्च अनुपात प्राप्त कर सकते हैं। साइक्लोइडल गियर की डिज़ाइन के कारण उनमें बैकलैश की संभावना भी कम होती है, जो प्लेनेटरी गियरबॉक्स की एक प्रमुख कमी है।
इसके अलावा, साइक्लोइडल गियर बेहतर स्थिति निर्धारण सटीकता भी प्रदान कर सकते हैं। वास्तव में, प्लेनेटरी गियर की तुलना में साइक्लोइडल गियर चुनने का यह एक प्रमुख कारण है। ऐसा इसलिए है क्योंकि साइक्लोइड डिस्क इनपुट शाफ्ट से स्वतंत्र रूप से बेयरिंग के चारों ओर घूमती है।
प्लेनेटरी गियरबॉक्स की तुलना में, साइक्लोइडल गियर काफी छोटे होते हैं। इसका मतलब है कि वे सर्वोत्तम स्थिति निर्धारण सटीकता प्रदान करते हैं। साथ ही, वे 50% हल्के भी होते हैं, यानी उनका व्यास छोटा होता है।

शुद्धता

कई विशेषज्ञों ने सटीक रिड्यूसरों में साइक्लोइडल गियरबॉक्स का अध्ययन किया है। उनका शोध मुख्य रूप से साइक्लोइडल गियर के गणितीय मॉडल और सटीक मूल्यांकन की विधि पर केंद्रित है।
साइक्लोइडल गियर के पारंपरिक संशोधन डिजाइन को मुख्य रूप से विभिन्न मशीनिंग मापदंडों और ग्राइंडिंग व्हील की केंद्र स्थिति को निर्धारित करके साकार किया जाता है। लेकिन अस्थिर मेसिंग सटीकता और अनियंत्रित टूथ प्रोफाइल वक्र आकार के कारण इसमें कुछ कमियां हैं।
इस अध्ययन में, साइक्लोइडल गियर के संशोधन डिज़ाइन की एक नई विधि प्रस्तावित की गई है। यह विधि मेशिंग बैकलैश और प्रेशर एंगल वितरण की गणना पर आधारित है। यह साइक्लोइड-पिन गियर की ट्रांसमिशन सटीकता को प्रभावी ढंग से पूर्व-नियंत्रित कर सकती है। साथ ही, यह बेहतर मेशिंग विशेषताओं को भी सुनिश्चित करती है।
प्रस्तावित विधि का उपयोग रोटरी वेक्टर रिड्यूसर के निर्माण में किया जा सकता है। यह रोबोट के लिए परिशुद्ध रिड्यूसर में भी लागू होती है।
साइक्लोइडल गियर के लिए गणितीय मॉडल को दाब कोण a को आश्रित चर मानकर स्थापित किया जा सकता है। इससे दाब कोण वितरण और प्रोफ़ाइल दाब कोण की गणना की जा सकती है। इसे DL=f(a) के रूप में भी व्यक्त किया जा सकता है। इसका उपयोग परिशुद्ध रिड्यूसर के डिज़ाइन में किया जा सकता है।
इस अध्ययन में रूट क्लीयरेंस, गियर के दांतों का बैकलैश और प्रोफाइल कोण पर भी विचार किया गया है। ये कारक साइक्लोइडल गियर के संचरण प्रदर्शन पर सीधा प्रभाव डालते हैं। इससे उच्च गति सटीकता और कम बैकलैश का भी संकेत मिलता है। संशोधित प्रोफाइल से संचरण त्रुटि में भी कमी आ सकती है।
इसके अतिरिक्त, प्रस्तावित विधि खोई हुई गति की गणना पर भी आधारित है। यह पहले दांत के संपर्क के कोण को निर्धारित करती है। यह कोण संशोधन की गुणवत्ता को प्रभावित करने वाला एक महत्वपूर्ण कारक है। दूसरी साइक्लॉइड विधि के बाद संचरण त्रुटि सबसे कम होती है।
अंत में, प्रस्तावित विधि को सिद्ध करने के लिए CZPT RV-35N गियर जोड़ी पर एक केस स्टडी प्रस्तुत की गई है।

इनवोल्यूट गियर बनाम साइक्लोइडल गियर

इनवोल्यूट गियर की तुलना में, साइक्लोइडल गियर कम शोर करते हैं, कम घर्षण पैदा करते हैं और अधिक समय तक चलते हैं। हालांकि, ये अधिक महंगे होते हैं। साइक्लोइडल गियर का निर्माण अधिक कठिन हो सकता है। अंतरिक्ष मैनिपुलेटर और रोबोटिक जॉइंट जैसे कुछ विशिष्ट अनुप्रयोगों के लिए ये कम उपयुक्त हो सकते हैं।
सबसे सामान्य गियर प्रोफाइल एक वृत्त का अंतर्वलित वक्र है। यह वक्र वृत्त से खुलने वाली एक काल्पनिक तनी हुई डोरी के अंतिम बिंदु द्वारा बनता है।
एक अन्य वक्र एपिसाइक्लोइड वक्र है। यह वक्र एक वृत्त से दृढ़तापूर्वक जुड़े बिंदु द्वारा दूसरे वृत्त पर लुढ़कने से बनता है। इस वक्र का निर्माण करना कठिन है और यह इनवोल्यूट वक्र की तुलना में कहीं अधिक महंगा है।
वृत्त का साइक्लोइड वक्र भी मल्टी-कर्सर का एक उदाहरण है। यह वक्र वृत्त की परिधि पर स्थित बिंदु के पथ द्वारा उत्पन्न होता है।
साइक्लॉइड वक्र का व्यास इनवोल्यूट वक्र के व्यास के समान होता है, लेकिन यह वृत्त के व्यास के अनुदिश स्पर्शरेखीय रूप से वक्रित होता है। इस वक्र को साधारण वक्र की श्रेणी में रखा जाता है। इसके कई अन्य कार्य भी हैं। साइक्लॉइडल गति अवरोधकों की विकृति अवस्था का विश्लेषण करने के लिए एफई विधि का उपयोग किया गया।
अन्य कई वक्र भी होते हैं, लेकिन इनवोल्यूट वक्र सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला गियर प्रोफाइल है। वृत्त का इनवोल्यूट वक्र एक काल्पनिक तनी हुई डोरी के अंतिम बिंदु द्वारा खींचा गया एक सर्पिल वक्र होता है।
इनवोल्यूट गियर लेगो ब्लॉक के सेट की तरह होते हैं। इनसे खेलना बेहद मजेदार होता है। इनके कई फायदे भी हैं। उदाहरण के लिए, ये साइक्लोइडल गियर की तुलना में सेंटर शिफ्ट को बेहतर तरीके से संभाल सकते हैं। इनका निर्माण भी काफी आसान होता है, इसलिए इनवोल्यूट दांतों की लागत कम होती है। हालांकि, अब इनका उपयोग प्रचलन में नहीं है।
साइक्लोइडल गियर, इनवोल्यूट गियर की तुलना में निर्माण में अधिक कठिन होते हैं। इनकी सतह उत्तल होती है, जिसके कारण इनमें घिसावट अधिक होती है। इनका आकार भी इनवोल्यूट गियर की तुलना में सरल होता है। इनमें दांत भी कम होते हैं। इनका उपयोग घूर्णी गतियों में किया जाता है, जैसे कि स्क्रू कंप्रेसर के रोटर में।

editor by czh 2023-01-03