Keunggulan Menggunakan Gearbox Cyclone

Penggunaan gearbox sikloidal untuk menggerakkan poros input merupakan cara yang sangat efektif untuk mengurangi kecepatan mesin. Hal ini dilakukan dengan mengurangi kecepatan poros input dengan rasio yang telah ditentukan. Gearbox ini mampu mencapai rasio yang sangat tinggi dalam ukuran yang relatif kecil.

Rasio transmisi

Baik Anda sedang membangun sistem propulsi kapal atau pompa untuk industri minyak dan gas, ada beberapa keuntungan menggunakan gearbox sikloidal. Dibandingkan dengan jenis gearbox lainnya, gearbox ini lebih pendek dan memiliki kepadatan torsi yang lebih baik. Gearbox ini juga menawarkan bobot dan akurasi posisi terbaik.
Desain dasar gearbox sikloidal mirip dengan gearbox planet. Perbedaan utamanya terletak pada profil gigi roda gigi.
Roda gigi sikloid memiliki keausan sisi gigi yang lebih rendah dan tegangan kontak Hertzian yang lebih rendah. Selain itu, roda gigi ini juga memiliki gesekan dan kekakuan torsi yang lebih rendah. Keunggulan ini menjadikannya ideal untuk aplikasi yang melibatkan beban berat atau penggerak kecepatan tinggi. Roda gigi ini juga cocok untuk rasio gigi yang tinggi.
Pada gearbox sikloidal, poros input menggerakkan bantalan eksentrik, sedangkan poros output menggerakkan cakram sikloidal. Cakram sikloidal berputar mengelilingi cincin tetap, dan pin dari roda gigi cincin terhubung dengan lubang-lubang pada cakram. Pin tersebut kemudian menggerakkan poros output saat cakram berputar.
Roda gigi sikloid ideal untuk aplikasi yang membutuhkan rasio gigi tinggi dan gesekan rendah. Roda gigi ini juga cocok untuk aplikasi yang membutuhkan kekakuan torsi tinggi dan ketahanan terhadap beban kejut. Selain itu, roda gigi ini juga sesuai untuk aplikasi yang membutuhkan desain kompak dan celah balik (backlash) yang rendah.
Rasio transmisi pada gearbox sikloidal ditentukan oleh jumlah lobus pada cakram sikloidal. Desain n=n pada cakram sikloidal menggerakkan satu lobus per putaran poros input.
Roda gigi sikloid dapat diproduksi untuk mengurangi rasio gigi dari 30:1 menjadi 300:1. Roda gigi ini cocok untuk aplikasi kelas atas, terutama di industri otomasi. Roda gigi ini juga menawarkan akurasi posisi dan celah (backlash) terbaik. Namun, roda gigi ini membutuhkan proses manufaktur khusus dan karakteristik yang tidak standar.

Gaya tekan

Dibandingkan dengan gearbox konvensional, gearbox sikloidal memiliki kinematika yang unik. Gearbox ini memiliki bantalan eksentrik dalam rangka berputar, yang menggerakkan cakram sikloidal. Ciri khasnya adalah celah balik (backlash) dan kekakuan torsi yang rendah, yang memungkinkan gerakan roda gigi.
Dalam studi ini, pengaruh parameter desain diteliti untuk mengembangkan desain optimal reduktor sikloidal. Tiga simpul penggulir utama dipelajari: cakram sikloidal, cincin luar, dan poros masukan. Ketiganya digunakan untuk menganalisis gaya dinamis terkait gerakan, yang dapat digunakan untuk menghitung tegangan dan regangan. Frekuensi jala gigi dihitung menggunakan rumus yang menggabungkan faktor koreksi untuk kerangka putar cincin luar.
Sebuah studi analisis elemen hingga tiga dimensi (FEA) dilakukan untuk mengevaluasi cakram sikloidal. Pengaruh ukuran lubang terhadap tegangan yang ditimbulkan pada cakram diselidiki. Studi ini juga meneliti riak torsi pada penggerak sikloidal.
Para penulis studi ini juga meneliti distribusi celah balik pada mekanisme keluaran, yang memperhitungkan penyimpangan pemesinan serta struktur dan geometri mekanisme keluaran. Studi ini juga mengamati efisiensi relatif reduktor sikloidal, yang didasarkan pada reduktor sikloidal cakram tunggal dengan perbedaan satu gigi.
Para penulis studi ini mampu menyimpulkan tegangan kontak cakram sikloidal, yang dihitung menggunakan kekakuan kontak berbasis material. Hal ini dapat digunakan untuk menentukan tegangan kontak yang akurat pada gearbox sikloidal.
Penting untuk mengetahui rasio yang dibutuhkan untuk menghitung tingkat daya dukung. Ini dapat dihitung menggunakan rumus f = k (S x R) di mana S adalah volume elemen, R adalah massa, k adalah kekakuan kontak, dan f adalah vektor gaya.

Arah rotasi

Berbeda dengan roda gigi cincin konvensional yang hanya memiliki satu sumbu rotasi, gearbox sikloidal memiliki tiga sumbu rotasi yang sejajar dan terletak pada satu bidang. Gearbox sikloidal memiliki kekakuan torsi dan kapasitas beban kejut yang sangat baik. Gearbox ini juga memastikan kecepatan sudut yang konstan, dan digunakan dalam aplikasi gearbox kecepatan tinggi.
Kotak roda gigi sikloidal terdiri dari poros masukan, elemen penggerak, dan cakram sikloidal. Cakram berputar searah, sedangkan poros masukan berputar berlawanan arah. Poros masukan dipasang secara eksentrik pada elemen penggerak. Cakram sikloidal berpasangan dengan rumah roda gigi cincin, dan gerakan rotasi cakram sikloidal ditransfer ke poros keluaran.
Untuk menghitung arah putaran gearbox sikloidal, sikloid harus memiliki orientasi sudut yang benar dan garis tengah sikloid harus sejajar dengan pusat lubang keluaran. Panjang terpendek sikloid harus sama dengan jari-jari lingkaran pin. Jari-jari terbesar sikloid harus sama dengan ukuran diameter luar bantalan.
Roda gigi satu tahap tidak akan memiliki banyak ruang untuk bekerja, jadi Anda memerlukan roda gigi multi-tahap untuk memaksimalkan ruang. Ini juga alasan mengapa roda gigi sikloid biasanya dirancang dengan sikloid yang dipersingkat.
Untuk menghitung profil gigi yang paling efisien untuk roda gigi sikloidal, sebuah metode baru telah dirancang. Metode ini menggunakan model matematika yang memanfaatkan arah rotasi sikloid dan beberapa parameter geometris lainnya. Dengan menggunakan fungsi piecewise yang terkait dengan distribusi sudut tekanan, profil sikloid yang paling efisien ditentukan. Kemudian profil tersebut ditumpangkan pada profil teoritis. Metode baru ini jauh lebih fleksibel daripada metode konvensional, dan dapat beradaptasi dengan tren perubahan profil sikloidal.

Desain

Beberapa desain gearbox sikloidal telah dikembangkan. Gearbox ini memiliki rasio reduksi besar dalam satu tahap. Gearbox ini terutama digunakan untuk mesin berat. Gearbox ini memberikan kekakuan torsi dan kapasitas beban kejut yang baik. Namun, gearbox ini juga memiliki getaran pada RPM tinggi. Beberapa penelitian telah dilakukan untuk menemukan solusi atas masalah ini.
Kotak roda gigi sikloidal dirancang dengan menghitung rasio reduksi suatu mekanisme. Rasio ini diperoleh dari besarnya kecepatan input. Kemudian, nilai ini dikalikan dengan rasio reduksi profil roda gigi.
Faktor terpenting dalam desain gearbox sikloidal adalah distribusi beban di sepanjang lebar roda gigi. Dengan menggunakan ini sebagai kriteria desain, amplitudo getaran dapat dikurangi. Hal ini akan memastikan bahwa gearbox bekerja dengan benar. Untuk menghasilkan kondisi penyambungan yang tepat, profil trokoidal pada keliling cakram sikloidal harus didefinisikan secara akurat.
Salah satu bentuk roda gigi sikloidal yang paling umum adalah susunan gigi busur melingkar. Ini adalah jenis susunan gigi yang paling umum digunakan saat ini.
Bentuk roda gigi lainnya adalah hiposikloid. Bentuk ini membutuhkan diameter lingkaran putaran sama dengan setengah diameter lingkaran dasar. Kasus khusus lainnya adalah bentuk gigi runcing. Bentuk ini juga disebut gigi jam.
Agar profil roda gigi ini berfungsi, titik kontak awal harus tetap berada di tepi cakram yang berputar. Ini akan menghasilkan kurva hiposikloid. Kurva tersebut digambar dari titik awal ini.
Untuk menyelidiki profil roda gigi ini, para penulis menggunakan analisis elemen hingga 3D. Mereka menggunakan model matematika pembuatan roda gigi yang mencakup parameter kinematika, perhitungan momen keluaran, dan langkah-langkah pemesinan. Desain yang dihasilkan menghilangkan celah (backlash).

Ukuran dan pilihan

Memilih gearbox bisa menjadi tugas yang kompleks. Ada banyak faktor yang perlu dipertimbangkan. Anda perlu menentukan jenis aplikasi, kecepatan yang dibutuhkan, beban, dan rasio gearbox. Dengan mendapatkan informasi ini, Anda dapat menemukan solusi yang paling sesuai untuk Anda.
Hal pertama yang perlu Anda lakukan adalah menemukan ukuran yang tepat. Tersedia beberapa program penentuan ukuran yang dapat membantu Anda menentukan gearbox terbaik untuk aplikasi Anda. Anda dapat mulai dengan menggambar roda gigi sikloidal untuk membantu Anda membuat komponen tersebut.
Selama proses penentuan ukuran, penting untuk mempertimbangkan lingkungan sekitar. Beban kejut, kondisi lingkungan, dan suhu sekitar dapat meningkatkan keausan pada gigi roda gigi. Suhu juga memiliki dampak signifikan pada viskositas pelumasan dan material segel.
Anda juga perlu mempertimbangkan kecepatan input dan output. Hal ini karena kecepatan input akan mengubah perhitungan rasio gearbox Anda. Jika Anda melebihi kecepatan input, Anda dapat merusak seal dan menyebabkan keausan dini pada bantalan poros.
Aspek penting lainnya dalam penentuan ukuran adalah faktor layanan. Faktor ini menentukan jumlah torsi yang dapat ditangani oleh gearbox. Faktor layanan dapat serendah 1,4, yang cukup untuk sebagian besar aplikasi industri. Namun, beban kejut dan beban benturan yang tinggi akan membutuhkan faktor layanan yang lebih tinggi. Kegagalan untuk memperhitungkan faktor-faktor ini dapat menyebabkan poros patah dan bantalan rusak.
Jenis output juga penting. Anda perlu menentukan apakah Anda menginginkan lubang berongga tanpa kunci atau dengan kunci, serta apakah Anda memerlukan flensa output. Jika Anda memilih lubang berongga tanpa kunci, Anda perlu memilih bahan segel yang dapat menahan suhu yang lebih tinggi.

Diedit oleh CX 2023-04-12