商品の説明

China manufacturer JWB-X sequence planetary cycloidal pinwheel gear velocity reducer gearbox for sale 

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サイクロイド式ギアボックスの変速比の計算方法

サイクロイド歯車減速機は、さまざまな状況で非常に役立ちます。しかし、導入する前に、その正しい使い方を理解しておくことが重要です。この記事では、サイクロイド歯車減速機を使用する利点、変速比の計算方法、および動的力と慣性力が減速機に及ぼす影響の判断方法について解説します。

動的効果と慣性効果

サイクロイド歯車機構の動的効果と慣性効果を研究するために、様々な研究が行われてきました。これらの研究は、数値解析、解析的手法、および実験的手法を用いて実施されています。負荷の性質と歯車に沿った負荷分布に応じて、様々なモデルが開発されています。これらのモデルは、有限要素法を用いて正確な接触応力を決定します。これらのモデルの中には、接触部の非線形弾性を考慮するために開発されたものもあります。
サイクロイド歯車機構における慣性不均衡は振動を引き起こし、装置の効率に影響を与える可能性があります。これにより、機械的損失が増加し、摩耗も増加します。装置の効率は、サイクロイドディスクに加わるトルクにも依存します。負荷が増加するにつれて、装置の有効性も向上します。同様に、非線形接触ダイナミクスも効率の向上と関連しています。
サイクロイド減速機の新しいモデルが開発され、様々な運転条件の影響を予測できるようになりました。このモデルは剛体動力学に基づいており、非線形剛性係数を使用しています。モデルは数値解析と解析的手法によって検証されています。このモデルは計算コストを大幅に削減し、様々な運転条件を迅速に分析することを可能にします。
本論文の主な貢献は、サイクロイドディスク上の荷重分布の調査である。この側面を研究することは、回転部品と応力の解析を可能にするため重要である。また、トルク伝達を最適化するためにどの歯車形状が最適かを示す指標にもなる。この研究は様々なサイクロイドギアボックスを用いて実施されており、異なるタイプのサイクロイドギアボックスの性能を判断する上で有用である。
サイクロイド円盤上の荷重分布を研究するため、著者らは接触力、サイクロイド歯車装置、および異なる歯車形状の関係を調査した。その結果、非線形接触ダイナミクスがサイクロイド歯車装置の効率に大きな影響を与えることがわかった。サイクロイド歯車装置は、高ダイナミックなサーボ機構を必要とする用途に最適なソリューションである。また、工作機械や食品加工業界にも応用できる。
本研究では、サイクロイド減速機の設計原理として、接触力分布、減速比、サイクロイドディスクのトロコイド形状の3つが共通していることが明らかになった。回転部品の適切な噛み合いを確保するためには、トロコイド形状を慎重に定義する必要がある。トロコイド形状は、トルク伝達を最適化するために最適な歯車形状を示す指標となる。接触力分布は、ディスクの幅方向の噛み合いを細かくすることで改善できる。
入力速度が増加するにつれて、減速機の効率も向上します。これは、接触力が常に大きさと方向を変化させるためです。歯数差が1のサイクロイド減速機は、1段で最大87:1まで入力速度を減速できます。また、バックラッシュなしで高サイクル動作にも対応できます。

伝達比の計算

サイクロイド歯車減速機の正しい変速比を計算するには、減速機とは何か、そしてそれが使用される製品について十分に理解しておく必要があります。正しい減速比は、出力ギアの出力速度を入力ギアの入力速度で割ることによって計算されます。これは通常、ストップウォッチを使用して行います。場合によっては、カタログや製品仕様書が必要になることもあります。正しい減速比は、機構に加わるトルクの量や、使用されるギアのサイズなど、複数の要因の組み合わせによって決まります。
サイクロイド歯形は、スプラインを用いて表現できる歯形の一種です。座標系の始点に対してスプラインを用いて点を結ぶことで、サイクロイド歯形を持つ歯車をモデル化することも可能です。これは、歯車の設計と機能において重要な意味を持ちます。
機械や装置には、さまざまな種類の歯車が使用されています。例えば、ヘリンボーン歯車、ヘリカル歯車、スパイラルベベル歯車などがあります。最適な伝達比は、一般的にサイクロイド歯車減速機で得られます。サイクロイド歯車減速機は、位置決め精度を確保するだけでなく、優れたバックラッシュも実現します。サイクロイド歯車は、高い機械効率、低い摩擦、そして最小限の慣性モーメントを備えています。
サイクロイド歯車減速機は、厳密には単段式減速機ですが、遊星歯車減速機とも呼ばれます。この減速機は、リングギアに加えて、サイクロイドディスクを偏心回転させる偏心ベアリングを備えています。そのため、コンパクトな設計で高い減速比を実現したい場合に適しています。
サイクロイドディスクは、サイクロイドギアボックスの主要構成要素です。サイクロイドディスクはn=9個のローブを持ち、各ローブは駆動軸が1回転するごとに1ローブずつ移動します。サイクロイドディスクは、固定されたリングギアに連結されます。サイクロイドディスクのローブは、固定リングギアの歯のように機能します。
歯車には、歯の形状によって分類されるさまざまな種類があります。最も一般的なのは、インボリュート歯車とヘリカル歯車です。ほとんどのモーションコントロール用歯車は平歯車です。しかし、さまざまな用途で使用される他の種類の歯車も数多く存在します。サイクロイド歯車は、設計がより複雑な歯車の1つです。サイクロイド円盤の輪郭は、マーカーや滑らかな線で表すことができますが、散布図でも構いません。
サイクロイドディスクの突起部は、基準となるピンの円周上を回転します。これらのピンは、駆動軸の偏心回転中に40度回転します。ピンはディスクの周囲を回転することで、出力軸の安定した回転を実現します。
サイクロイドディスクのもう一つの明白で、おそらくより重要な特徴は、「魔法の」ピンの数です。これは、ディスクの表面から突き出ているピンの数です。ディスクにはピンよりも大きな穴が開いています。これにより、ピンがディスクを貫通して出力軸に取り付けられるようになります。

応用

ロボット駆動装置を製作する場合でも、単に車両の速度を落とすためのギアボックスを探している場合でも、サイクロイドギアボックスは高い減速比を実現する優れた方法です。サイクロイドギアボックスは、摩擦が少なく軽量な設計で、非常に安定した伝達を実現します。産業用ロボットに適しており、位置決めロボットなど、多くの用途で使用できます。
サイクロイド式減速機は、偏心運動を利用して減速します。偏心運動により、内部ギア全体が揺動サイクロイド運動で回転し、それが円回転に変換されます。これにより、ギア段を積み重ねる必要がなくなります。また、サイクロイド式減速機は、従来の減速機に比べて摩擦が少なく、強度が高く、耐久性にも優れています。
サイクロイド歯車減速機は、船舶推進システムやロボット駆動装置など、多くの用途で使用されています。サイクロイド歯車減速機は、オフセットギアを使用して振動を打ち消すことで、振動を低減します。
サイクロイド歯車は、インボリュート歯車に比べて摩擦が少なく、強度が高く、ねじり剛性も優れています。また、ヘルツ接触応力も低減されるため、衝撃荷重がかかる用途においてインボリュート歯車よりも優れています。さらに、従来のギアボックスよりも小型軽量で、減速比もインボリュート歯車より高くなっています。
サイクロイド歯車は一般的にモーターの減速に使用されますが、他にも多くの利点があります。サイクロイド歯車は他の歯車に比べて設置面積が小さいため、狭いスペースにも設置できます。また、バックラッシュが少ないため、精密な動作が可能です。さらに、サイクロイド歯車は効率が高いため、消費電力と摩耗を低減できます。
サイクロイドディスクは、ギアボックスの最も重要な構成要素の1つです。サイクロイドディスクは通常、ディスクの偏心を最小限に抑えるために短いサイクロイド形状で設計されています。また、側面も短く設計されているため、強度が高く、応力集中が軽減されます。サイクロイドディスクは通常、固定リングギアに接続されます。サイクロイドは、ディスクの円形の穴に押し付けられる固定リングピンの周りを転がるように設計されています。サイクロイドギアボックスは通常、2度のシフトを採用しています。
サイクロイド式駆動装置は、重負荷用途に最適です。また、高いねじり剛性を備えているため、衝撃荷重に対する耐性が非常に優れています。さらに、サイクロイド式駆動装置は、大きな入力軸を必要とせずに高い減速比を実現できます。また、コンパクトで長寿命です。
サイクロイド歯車機構の出力軸は常に2段階の変速が可能であり、入力軸と出力軸が常に異なる速度で回転することを保証します。出力軸は駆動ディスクを囲むピン状のケーシングで構成されており、メンテナンスも容易です。
サイクロイド減速機は非常にコンパクトで軽量なため、産業用ロボットでの使用に最適です。サイクロイド減速機は、産業用ロボットにおいて最も安定性が高く、振動が少なく、幅広い減速比範囲を備えています。

editor by czh 2023-01-21