Dasar-Dasar Mendesain Kotak Gigi Cyclone

Dibandingkan dengan gearbox konvensional, gearbox sikloidal menawarkan sejumlah keunggulan termasuk rasio transmisi yang lebih tinggi, ketahanan terhadap beban kejut, dan akurasi posisi yang lebih besar. Namun, mendesain gearbox sikloidal bisa jadi rumit. Artikel ini akan membahas beberapa prinsip desain dasar. Selain itu, artikel ini juga akan membahas topik-topik seperti ukuran, akurasi posisi, dan rasio transmisi.

Prinsip-prinsip desain dasar

Berbeda dengan roda gigi cincin konvensional, gearbox sikloidal menggunakan cakram sikloidal untuk memberikan perkalian torsi. Arah keluaran cakram roda gigi sikloidal berlawanan dengan putaran poros masukan. Hal ini memungkinkan konstruksi roda gigi yang lebih kompak. Selain itu, hal ini juga memungkinkan peningkatan kapasitas beban.
Kinematika penggerak sikloid mungkin tampak kompleks, tetapi sebenarnya cukup sederhana. Alih-alih berputar di sekitar pusat gravitasi seperti roda gigi konvensional, cakram sikloid berputar di sekitar pin tetap. Ini memberikan rasio reduksi yang lebih tinggi.
Untuk mengurangi getaran dan kebisingan, digunakan beberapa cakram sikloidal. Hal ini memungkinkan distribusi gaya yang seragam pada perangkat pin pembawa. Ini juga memberikan keseimbangan rotasi yang lebih baik. Selain itu, beberapa cakram sikloidal mengurangi momen aksial perangkat pin pembawa.
Cakram roda gigi sikloidal ditopang oleh bantalan cakram roda gigi terpisah. Desain ini memberikan jumlah komponen yang rendah dan mengurangi keausan. Jenis kinematika ini juga dapat digunakan pada motor listrik dengan kepadatan daya tinggi.
Cakram roda gigi sikloidal memberikan rasio reduksi yang tinggi, yang memungkinkan konstruksi yang kompak. Tidak seperti roda gigi cincin, cakram sikloidal memiliki lebih sedikit gigi. Ia juga memberikan rasio reduksi yang lebih tinggi, yang menguntungkan untuk aplikasi dengan kecepatan input rotasi tinggi.
Cakram roda gigi sikloid memiliki lubang silindris, yang memungkinkan perangkat pin pembawa menonjol melewatinya. Ini berguna karena perangkat pin pembawa dapat bergulir di sepanjang dinding bagian dalam lubang silindris pada cakram roda gigi.
Pelat beban juga digunakan untuk memberikan penahan bagi struktur eksternal. Pelat ini memiliki lubang sekrup berulir yang berjarak 15 mm dari tengah. Diameter luarnya 9 mm dan lubang tembusnya 3 mm.

Rasio transmisi hingga 300:1

Gearbox sikloidal digunakan dalam berbagai aplikasi, mulai dari mesin perkakas hingga perangkat pencitraan medis. Dibandingkan dengan gearbox planet, gearbox sikloidal menawarkan akurasi posisi, kekakuan torsi, celah balik (backlash), dan kinerja kelelahan yang lebih unggul.
Gearbox sikloid juga mampu mentransmisikan torsi yang lebih besar daripada gear planet. Selain itu, gearbox ini memiliki tegangan kontak Hertzian yang lebih rendah dan perlindungan beban berlebih yang lebih tinggi. Gearbox sikloid mampu memberikan rasio transmisi hingga 300:1 dalam paket yang ringkas.
Roda gigi sikloid juga memiliki celah balik yang lebih rendah dalam jangka waktu yang lama, menjadikannya pilihan ideal untuk aplikasi dengan akurasi posisi yang kritis. Kotak roda gigi sikloid juga memiliki ketahanan aus yang baik, serta gesekan yang rendah. Roda gigi sikloid ringan dan memiliki kekakuan torsi yang baik, menjadikannya ideal untuk aplikasi dengan beban berat.
Gearbox sikloid memiliki beberapa desain berbeda. Gearbox ini dapat memberikan rasio transmisi hingga 300:1 tanpa memerlukan tahap pra-penggerak tambahan. Gearbox sikloid juga membutuhkan proses manufaktur yang lebih akurat daripada gearbox involute. Gearbox sikloid juga dapat digunakan untuk aplikasi yang membutuhkan konsumsi daya tinggi, dan dapat menahan beban kejut.
Gearbox sikloid dapat diadaptasi agar sesuai dengan sebagian besar servomotor umum. Gearbox ini memiliki desain modular, perlindungan korosi menyeluruh, dan pemasangan yang mudah. ​​Gearbox sikloid memiliki cincin penjepit radial, yang mengurangi inersia hingga 39%.
CZPT Precision Europe GmbH, anak perusahaan dari CZPT Group, telah mengembangkan konfigurator online inovatif untuk menyederhanakan konfigurasi gearbox. Gearbox sikloidal CZPT dibuat dengan presisi, kokoh, dan andal. Gearbox ini memiliki prinsip reduksi dua tahap, yang meminimalkan getaran dan memberikan distribusi gaya yang merata.
Roda gigi sikloid mampu memberikan rasio transmisi dari 30:1 hingga 300:1. Kotak roda gigi sikloid dapat mencapai rasio gigi tinggi karena membutuhkan lebih sedikit bagian yang bergerak, dan memiliki celah balik yang rendah.

Ketahanan terhadap beban kejut

Berbeda dengan gearbox konvensional yang mudah rusak akibat beban kejut, gearbox sikloidal sangat kokoh. Ini adalah solusi serbaguna yang sangat cocok untuk peralatan penanganan material, manufaktur makanan, dan peralatan mesin.
Konstruksi mekanis dari gearbox sikloidal terdiri dari beberapa komponen mekanis. Komponen-komponen ini meliputi roda sikloidal, bantalan, elemen transformasi, dan jarum. Selain itu, gearbox ini memiliki kekakuan torsi dan momen kemiringan yang tinggi. Gearbox ini juga disertai dengan karakteristik gesekan yang sangat nonlinier.
Untuk menilai ketahanan gearbox sikloidal terhadap beban kejut, sebuah model matematika dikembangkan. Model ini digunakan untuk menghitung distribusi tegangan pada cakram sikloid. Model ini dapat digunakan sebagai dasar untuk model mekanik yang lebih kompleks.
Model ini didasarkan pada pendekatan baru, yang memungkinkan untuk memodelkan gesekan statis di semua kuadran roda gigi sikloid. Selain itu, model ini dapat diterapkan pada kontrol aktuator.
Model matematika disajikan bersama dengan prosedur pengukuran tegangan kontak. Hasilnya dibandingkan dengan pengukuran yang dilakukan pada sistem sebenarnya. Model dan pengukuran tersebut ternyata sangat mirip.
Model ini juga memungkinkan analisis berbagai profil roda gigi untuk distribusi beban. Selain itu, dimungkinkan untuk menganalisis tegangan kontak dengan parameter geometris yang berbeda. Penyempurnaan jala di sepanjang lebar cakram membantu memastikan distribusi gaya kontak yang merata.
Kecepatan lepas gesekan dihitung pada sisi motor. Arus non-nol kemudian diturunkan ke sisi input gearbox. Selain itu, fase stabil kecil dimodelkan selama transisi arah kecepatan. Hasil simulasi dibandingkan dengan pengukuran. Hasilnya menunjukkan bahwa model tersebut sangat akurat.

Akurasi pemosisian

Mendapatkan akurasi posisi yang tepat dari gearbox sikloidal bukanlah hal yang mudah. ​​Ini karena roda giginya kompak, dan celahnya relatif kecil. Artinya, Anda dapat mengharapkan torsi yang besar dari poros keluaran Anda. Namun, ini hanyalah sebagian dari gambaran keseluruhan. Pertimbangan lain, seperti celah balik (backlash), kesalahan kinematik, dan pembebanan, semuanya merupakan hal penting.
Untuk mendapatkan akurasi posisi terbaik dari gearbox sikloidal, pilihlah reduktor yang berkualitas dan terkonfigurasi dengan benar. Reduktor yang dipilih dengan tepat akan menghilangkan ketidakakuratan yang berulang dan memberikan akurasi posisi absolut setiap saat. Selain itu, jenis gearbox ini menawarkan beberapa keunggulan dibandingkan gearbox konvensional. Keunggulan tersebut meliputi efisiensi tinggi, celah balik rendah, dan perlindungan beban berlebih yang tinggi.
Mendapatkan akurasi posisi yang tepat dari gearbox juga melibatkan pemilihan pemasok yang memahami bidangnya. Vendor terbaik adalah mereka yang berpengalaman dengan produk tersebut, menawarkan berbagai macam pilihan, dan menyediakan dukungan serta layanan untuk memastikan produk dipasang dan dirawat dengan benar. Pertimbangan lain adalah garansi pabrikan. Pabrikan yang bereputasi baik akan menawarkan garansi untuk gearbox tersebut. Faktor-faktor yang disebutkan di atas akan memastikan bahwa investasi Anda pada gearbox sikloidal akan terbayar selama bertahun-tahun yang akan datang.
Untuk mendapatkan akurasi posisi yang tepat dari gearbox sikloidal Anda, pilihlah produsen yang berspesialisasi dalam jenis produk ini. Hal ini terutama berlaku jika Anda terlibat dalam robotika, pengecatan otomatis, atau proses industri lainnya yang membutuhkan akurasi sebaik mungkin. Produsen yang baik akan menawarkan teknologi terbaru dan memiliki keahlian untuk membantu Anda menemukan solusi terbaik untuk aplikasi Anda. Ini akan memastikan produk Anda sukses dari awal hingga akhir.

Ukuran

Memilih ukuran gearbox sikloidal yang tepat sangat penting untuk pengoperasiannya yang efisien. Namun, ini bukanlah tugas yang sederhana. Prosesnya melibatkan pengerjaan mesin yang kompleks dan membutuhkan pembuatan banyak komponen. Terdapat berbagai ukuran gearbox sikloidal, dan beberapa aturan dasar dapat membantu Anda memilih ukuran yang tepat.
Aturan praktis pertama untuk memilih ukuran gearbox sikloidal yang tepat adalah menggunakan gearbox dengan diameter yang sama dengan poros input. Ini berarti gearbox harus memiliki ketebalan minimal 5 mm. Sikloid juga memerlukan alas dan bantalan untuk menahan poros penggerak pada tempatnya. Alas harus cukup besar untuk menampung pin. Bantalan harus berukuran sama dengan poros input.
Aturan praktis selanjutnya adalah membuat lubang pada sikloid untuk poros keluaran. Dengan cara ini, keluaran akan dapat digerakkan balik dan memiliki celah balik yang rendah. Setidaknya harus ada empat hingga enam lubang keluaran. Ukuran lubang harus sedemikian rupa sehingga garis tengah sikloid sama dengan ukuran pusat bantalan.
Dengan menggunakan grafik Desmos, Anda kemudian dapat membuat parameter roda gigi. Jumlah pin harus sama dengan jumlah gigi pada roda gigi sikloidal, dan ukuran pin harus dua kali ukuran roda gigi. Jari-jari pin harus sama dengan nilai C dari Desmos, dan ukuran lingkaran pin harus sama dengan nilai R.
Aturan praktis terakhir adalah memastikan bahwa sikloid tidak memiliki tepi tajam atau diskontinuitas. Garisnya juga harus halus.

Diedit oleh CX 2023-11-22